CN106247073A - 一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置及封堵方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置及封堵方法，包括剪切封堵液压缸、封堵联箱、封堵盲板、切刀、剪切封堵箱、上法兰盘、下法兰盘、底箱、推力螺栓、注脂螺栓、加固环、上顶盖、下底盖等。切刀安装在封堵盲板前端，封堵盲板安装在剪切封堵液压缸的活塞杆上。启动液压缸，推动封堵盲板及切刀在剪切封堵箱里向下运动，切刀剪切断管道，剪切封堵箱下游侧端面的推力螺栓推动封堵盲板轴向移动紧紧贴合剪切封堵箱的密封端面，实现金属对金属贴合的密封，密封脂从剪切封堵箱上游侧端面的注脂螺栓压力注入至密封贴合表面进行二次辅助密封，就实现了小管径管道的在线带压封堵。

Description

一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置及封堵 方法

技术领域

本发明涉及一种流体管道的快速维抢修技术，尤其涉及的是管道的在线带压封堵技术领域，具体的说是一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置及方法；它适用于小管径流体管道封堵作业现场。

背景技术

无论输送何种介质的管道，在运行中存在有管线泄露、更换腐蚀管道、加装更换阀门、分输改造等作业，所以总避免不了临时带压封堵的情况。管道封堵技术用于封隔管道内部的输送介质。

根据GB/T 28055-2011《钢质管道带压封堵技术规范》，封堵技术按设备工作原理及结构特点，分为挡板—囊式封堵、塞式封堵（盘式封堵）、折叠式封堵、筒式封堵等。其中挡板—囊式封堵的封堵原理是在需要更换或维修的管段两侧带压开两组孔，分别是送囊孔和下挡板孔，由每组的下游孔送入挡板，由上游孔送入能充气膨胀起来的橡胶做的隔离囊，膨胀隔离囊的外表面就与管道内壁紧密接触以切断流体。隔离囊的后端抵在挡板上，挡板承受由管压引起的、通过隔离囊传递过来的推力，充气的隔离囊与挡板结合，达到管道封堵的目的。挡板—囊式封堵的工作压力低，不超过0.2MPa，管道压力稍有波动，就可能破囊或压瘪囊而使封堵失败。挡板—囊式封堵主要适用于管道停输封堵，也作为塞式封堵（盘式封堵）的补充用在高中压封堵。

塞式封堵（盘式封堵）是用开孔机在管道上开出等径的封堵孔，再用封堵器通过开出的封堵孔下塞式封堵头并送入管内。塞式封堵头的密封端面上夹装橡胶做的封堵皮碗。塞式封堵（盘式封堵）通过皮碗在管道内受挤压变形，与管道内壁紧密接触来达到密封、封堵流体的目的。塞式封堵头的密封端面是刚性的一个整体圆盘，所以需要开与管道内径相等尺寸的等径封堵孔。塞式封堵（盘式封堵）适用于中高压力管道封堵。折叠式封堵是通过开不等径孔把一个收折的折叠封堵头送入管道内并完全打开而堵塞一条管道内介质的流动。折叠式封堵也是利用通过皮碗在管道内受挤压变形，与管道内壁紧密接触来达到密封、封堵流体的目的。折叠式封堵适用于中低压管道封堵。塞式封堵（盘式封堵）、折叠式封堵由于管道椭圆度、管道焊缝内壁缺陷等因素，造成封堵不严，皮碗封堵时间过久也会失效。

筒式封堵是用开孔机将所需改造的管段整管切断，然后用封堵器将膨胀筒式封堵头沿着封堵孔送入管道中央，通过封堵器的传动装置使筒式封堵头胀大，与已经开好的封堵孔紧密结合，达到对管路的封堵密封。膨胀筒外部包敷耐油橡胶板。筒式封堵的工作压力最高可达6.4MPa。

但是，在实际的工业流体管道封堵作业中，可能存在利用橡胶隔离囊、橡胶皮碗、橡胶板不足以应付的封堵情况，如①需要隔离高压、高温的管道；②管道内部直径不规则，如腐蚀、管内结垢严重、管道变形严重；③要求封堵时间较长的管线。在这些情况下，采用现有的挡板—囊式封堵、塞式封堵（盘式封堵）、折叠式封堵、筒式封堵等是无法实现管道封堵的。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置，解决了现有技术无法实现对高压高温管道、管道内部直径不规则、要求封堵时间较长等情况进行封堵的不足之处。

本发明另一目的在于提供一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置的封堵方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置，包括剪切封堵液压缸、封堵联箱、封堵盲板、三角形切刀、剪切封堵箱、上法兰盘、下法兰盘、底箱、推力螺栓及注脂螺栓；所述的剪切封堵箱上下端面设置通孔；剪切封堵箱的下游侧端面安装推力螺栓，剪切封堵箱的上游侧端面安装注脂螺栓；剪切封堵箱的底面安装下法兰盘，底箱安装在下法兰盘下方，剪切封堵箱的顶面安装上法兰盘，封堵联箱和剪切封堵液压缸连接成一体后吊装到上法兰盘上；剪切封堵液压缸的活塞杆上安装封堵盲板，切刀安装在封堵盲板的前端并与剪切封堵箱通孔相对应。

所述的上法兰盘和下法兰盘之间通过四个双头螺柱和液压螺母固定。

本发明的封堵方法包括下述步骤：

把两个加固环焊接在需要封堵管段的上下游两侧，安装剪切封堵箱在加固环确定的位置上，并与管道焊接成一个整体；启动剪切封堵液压缸，封堵液压缸的活塞杆慢慢推出，推动封堵盲板及切刀在剪切封堵箱里向下运动，这样三角形切刀就剪切断管子，并将切断的短管段推送至安装在下法兰盘下方的底箱中，同时也确定了封堵盲板在剪切封堵箱里面正对管子切断断口的正确位置；然后布置在剪切封堵箱下游侧端面的推力螺栓动作，推动封堵盲板向上游方向沿管道轴向移动，从而将封堵盲板推至紧紧贴合剪切封堵箱的密封端面，实现金属对金属贴合的密封；密封脂从剪切封堵箱上游侧端面的注脂螺栓压力注入至密封贴合表面进行二次辅助密封，这时管道介质流量停止，实现在线带压封堵，剪切封堵箱下游管道进行施工作业。

还包括下述步骤：从下法兰盘上拆除底箱，卸下封堵盲板顶端的切刀，安装并焊接下底盖于剪切封堵箱底面通孔以永久封堵剪切封堵箱底面，当剪切封堵箱下游管道的施工作业完成以后，焊接注脂螺栓以永久封堵剪切封堵箱上游侧端面，松开推力螺栓，剪切封堵液压缸反向，缩回剪切封堵液压缸活塞杆，就把封堵盲板缩回到封堵联箱里，管道介质恢复运行。

还包括下述步骤：旋转封堵剪切箱上半部的旋转柱塞阀以关闭剪切封堵箱顶面的通孔，从剪切封堵箱拆除上法兰盘、下法兰盘、封堵联箱和剪切封堵液压缸，安装并焊接上顶盖于剪切封堵箱顶面通孔以永久封堵剪切封堵箱顶面；焊接推力螺栓以永久封堵剪切封堵箱的下游侧端面，最后剪切封堵箱作为管道的一部分被永久保留在管道上。

本发明具有以下有益效果及优点：

（1）本发明采用金属盲板封堵管道切口，是一种金属对金属的密封，再利用密封脂二次辅助密封，没有利用橡胶皮碗等，封堵安全、可靠。

（2）本发明不需要筒刀开孔，所以也就不需要开孔机和开孔联箱，封堵涉及的设备较少。

（3）本发明仅采用一个液压缸，就实现管道的剪切、封堵盲板定位、抽回封堵盲板等动作。

（4）本发明剪切下的是一块完整的短管段，没有开孔，没有切屑产生。

（5）本发明封堵隔离以后可实现零泄漏。

（6）本发明可封堵高压力、高温度的流体管道。

附图说明

图1为加固环与封堵管段的结构示意图。

图2为剪切封堵箱安装到管道上的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的侧面结构示意图。

图5为剪切封堵箱封堵后与管道的结构示意图。

图中，1为剪切封堵液压缸；2为封堵联箱；3为双头螺柱；4为液压螺母；5为上法兰盘；6为剪切封堵箱；7为封堵盲板；8为底箱；9为推力螺栓；10为管道；11为切刀；12为下法兰盘；13为加固环；14为注脂螺栓；15为密封螺母；16为上顶盖；17为下底盖。

具体实施方式

实施例

一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置如图所示，包括剪切封堵液压缸1、封堵联箱2、封堵盲板7、三角形切刀11、剪切封堵箱6、上法兰盘5、下法兰盘12、底箱8、推力螺栓9及注脂螺栓14；所述的剪切封堵箱6上下端面设置通孔；剪切封堵箱6的下游侧端面安装推力螺栓9，剪切封堵箱的上游侧端面安装注脂螺栓14；剪切封堵箱的底面安装下法兰盘12，底箱8安装在下法兰盘12下方，剪切封堵箱6的顶面安装上法兰盘5，封堵联箱和剪切封堵液压缸连接成一体后吊装到上法兰盘5上；剪切封堵液压缸1的活塞杆上安装封堵盲板7，切刀11安装在封堵盲板7的前端并与剪切封堵箱6通孔相对应。

本发明的封堵方法包括下述步骤：

如图1所示，把两个加固环13焊接在需要封堵管段的两侧。

如图2所示，安装对开式剪切封堵箱6在加固环确定的位置上，并与管道10焊接成一个整体。

如图3所示，在剪切封堵箱6的下游侧端面安装推力螺栓9和密封螺母15。在剪切封堵箱6的上游侧端面安装注密封脂的注脂螺栓14和密封螺母15。在剪切封堵箱6的底面安装下法兰盘12，底箱8安装在下法兰盘12下面。在剪切封堵箱6的顶面安装上法兰盘5，封堵联箱2和剪切封堵液压缸1连接成一体后吊装到上法兰盘5上。通过四个双头螺柱3和液压螺母4连接上法兰盘和下法兰盘，把剪切封堵液压缸、封堵联箱、上法兰盘、剪切封堵箱、下法兰盘、底箱连接成一个整体并保证密封。三角形切刀11安装在封堵盲板7的前端，封堵盲板安装在剪切封堵液压缸1的活塞杆上。启动剪切封堵液压缸，封堵液压缸的活塞杆慢慢推出，推动封堵盲板7及三角形切刀11在剪切封堵箱6里向下运动，这样三角形切刀就剪切断管子，并将切断的短管段推送至安装在剪切封堵箱6下面的底箱8中，同时也确定了封堵盲板7在剪切封堵箱6里面正对管子切断断口的正确位置。

如图4所示，布置在剪切封堵箱6下游侧端面的推力螺栓9动作，推动封堵盲板7向上游方向沿管道轴向移动，从而将封堵盲板7推至紧紧贴合剪切封堵箱6的密封端面，实现金属对金属贴合的密封。密封脂从剪切封堵箱6上游侧端面的注脂螺栓14压力注入至密封贴合表面进行二次辅助密封，这时管道介质流量停止，实现了在线带压封堵，剪切封堵箱6下游管道就可以进行施工作业了。

从下法兰盘5上拆除底箱8，卸下封堵盲板7顶端的三角形切刀11，安装并焊接下底盖17于剪切封堵箱6底面通孔以永久封堵剪切封堵箱底面，当剪切封堵箱下游管道的施工作业完成以后，焊接注脂螺栓14以永久封堵剪切封堵箱上游侧端面，松开推力螺栓9，剪切封堵液压缸反向，缩回剪切封堵液压缸活塞杆，就把封堵盲板7缩回到封堵联箱2里，管道介质恢复运行。

旋转封堵剪切箱6上半部的旋转柱塞阀以关闭剪切封堵联箱顶面的通孔，从剪切封堵箱拆除上法兰盘、下法兰盘、封堵联箱和剪切封堵液压缸，安装并焊接上顶盖16于剪切封堵箱顶面通孔以永久封堵剪切封堵箱6顶面。焊接推力螺栓9以永久封堵剪切封堵箱的下游侧端面。

如图5所示，剪切封堵箱6作为管道10的一部分被永久保留在管线上。

以上图示仅为本发明的较佳实施例，并非以此限定本发明的实施范围，故，凡是依照本发明之原理做等效变化或修饰，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置，其特征在于包括剪切封堵液压缸（1）、封堵联箱（2）、封堵盲板（7）、三角形切刀（11）、剪切封堵箱（6）、上法兰盘（5）、下法兰盘（12）、底箱（8）、推力螺栓（9）及注脂螺栓（14）；所述的剪切封堵箱（6）上下端面设置通孔；剪切封堵箱（6）的下游侧端面安装推力螺栓（9），剪切封堵箱的上游侧端面安装注脂螺栓（14）；剪切封堵箱的底面安装下法兰盘（12），底箱（8）安装在下法兰盘（12）下方，剪切封堵箱（6）的顶面安装上法兰盘（5），封堵联箱和剪切封堵液压缸连接成一体后吊装到上法兰盘（5）上；剪切封堵液压缸（1）的活塞杆上安装封堵盲板（7），切刀（11）安装在封堵盲板（7）的前端并与剪切封堵箱（6）通孔相对应。

2.根据权利要求1所述的一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置，其特征在于所述的上法兰盘和下法兰盘之间通过四个双头螺柱（3）和液压螺母（4）固定。

3.根据权利要求1所述的一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置的封堵方法，其特征在于包括下述步骤：

把两个加固环（13）焊接在需要封堵管段的上下游两侧，安装剪切封堵箱（6）在加固环确定的位置上，并与管道（10）焊接成一个整体；启动剪切封堵液压缸（1），封堵液压缸的活塞杆慢慢推出，推动封堵盲板（7）及切刀（11）在剪切封堵箱（6）里向下运动，这样三角形切刀就剪切断管子，并将切断的短管段推送至安装在下法兰盘（12）下方的底箱（8）中，同时也确定了封堵盲板（7）在剪切封堵箱（6）里面正对管子切断断口的正确位置；然后布置在剪切封堵箱（6）下游侧端面的推力螺栓（9）动作，推动封堵盲板（7）向上游方向沿管道轴向移动，从而将封堵盲板推至紧紧贴合剪切封堵箱（6）的密封端面，实现金属对金属贴合的密封；密封脂从剪切封堵箱（6）上游侧端面的注脂螺栓（14）压力注入至密封贴合表面进行二次辅助密封，这时管道介质流量停止，实现在线带压封堵，剪切封堵箱下游管道进行施工作业。

4.根据权利要求3所述的一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置的封堵方法，其特征在于还包括下述步骤：从下法兰盘（12）上拆除底箱（8），卸下封堵盲板顶端的切刀（11），安装并焊接下底盖（17）于剪切封堵箱底面通孔以永久封堵剪切封堵箱（6）底面，当剪切封堵箱（6）下游管道的施工作业完成以后，焊接注脂螺栓（14）以永久封堵剪切封堵箱上游侧端面，松开推力螺栓（9），剪切封堵液压缸（1）反向，缩回剪切封堵液压缸活塞杆，就把封堵盲板（7）缩回到封堵联箱（2）里，管道介质恢复运行。

5.根据权利要求3所述的一种小管径高压管道的剪切盲板在线带压封堵装置的封堵方法，其特征在于还包括下述步骤：旋转封堵剪切箱（6）上半部的旋转柱塞阀以关闭剪切封堵箱顶面的通孔，从剪切封堵箱拆除上法兰盘、下法兰盘、封堵联箱和剪切封堵液压缸，安装并焊接上顶盖（16）于剪切封堵箱顶面通孔以永久封堵剪切封堵箱顶面；焊接推力螺栓（9）以永久封堵剪切封堵箱的下游侧端面，最后剪切封堵箱（6）作为管道的一部分被永久保留在管道（10）上。