CN106392386B - 一种变径式球形封堵器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变径式球形封堵器，用于在役管道的焊接作业。其技术方案：壳体为橡胶球壳，壳体内安装注入接头和排气孔，可控单向阀和振动开关设置在壳体内，振动杆悬臂端设置振动开关，电机输出轴上安装偏心块，电机设置在本发明所述封堵器安装位置对应的管道外侧。本发明所述封堵器采用缩径回收，能够降低回收过程的阻力；无电控部分，对油气管道使用安全性更高。

Description

一种变径式球形封堵器

技术领域

本发明涉及一种变径式球形封堵器，用于管道焊接作业过程中管道切断部位的封堵。

背景技术

在油气储运与城市燃气工程中，石油与天然气输送需要敷设长距离大口径管道，对在役油气管道，随着管道使用年限增长，管道可能因腐蚀、疲劳和机械损伤等因素造成破坏和缺陷，或者由于城市建设等原因需要在役管道改线等，均需要在役油气管道部分切断后，重新焊接新的管道，焊接技术将涉及到动火作业，为保证施工安全需要将残留在管道中的油气进行置换或者封堵。

现有的动火技术主要包括置换动火技术、安全封堵动火技术，其中氮气置换技术因具有技术操作规程标准，指标控制严格而被广泛采用，但是在实际动火作业技术中，原来置换合格的天然气管道，因内部存在凝析油的挥发，导致动火作业中置换条件不合格，需要停止焊接，重启氮气置换，直至条件合格后方可继续动火，这就延长了动火作业周期，增加动火作业成本；安全封堵技术有采用冷冻封堵技术，该技术利用固水乳化剂在低温下与管壁的冻粘效应实现油气隔离，但是此技术需要较长的介质冷冻时间，前期准备时间过长，动火作业成本增加。

现有管道焊接封堵器，采用常规密封型清管器进行封堵，施工完成后依靠管道内介质推动清管器进行回收。因为采用皮碗与管道过盈配合进行密封，为保证密封效果，管道和清管器之间接触力过大，回收过程介质推动难度大，同时容易造成清管器磨损严重和管道擦伤等问题。另一方面，对于海底管道水下干式焊接，在管道切断以后同样需要用密封型清管器进行封堵，操作室将管段罩起来排水后实施焊接。这种工况下，更加要求清管器封堵有效，液体介质不能泄漏进入焊接部位影响焊接效果。

基于上述技术背景，本发明特提供一种变径式球形封堵器。

发明内容

本发明的目的：为了克服现有管道封堵器封堵不严以及回收过程阻力过大的缺点，特提供一种变径式球形封堵器。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种变径式球形封堵器，包括电机、偏心块、壳体、振动开关、可控单向阀、振动杆、安装板；壳体为球壳结构，壳体内安装注入接头，可控单向阀和振动开关设置在壳体内，振动杆一端安装到安装板上，振动杆悬臂端设置振动开关，振动开关和可控单向阀固定到一起，电机输出轴上安装偏心块，电机设置在本发明所述封堵器安装位置对应的管道外侧；其特征在于：

壳体内安装注入接头，注入接头与壳体外界连通，通过注入接头向壳体内注入液体；壳体内设置振动杆、安装板、振动开关和可控单向阀；振动杆为悬臂梁结构，振动杆端部固定到安装板上，振动杆的悬臂端设置振动开关；振动开关和可控单向阀固定到一起并安装到安装板上；可控单向阀的排液口连通壳体内部空间，用软管连接可控单向阀的进液口和注入接头；

电机输出轴上安装偏心块，电机设置在本发明所述封堵器安装位置对应的管道外侧；电机转速对应的频率与振动杆的某阶固有频率之间相差10％以内，电机转动带动振动杆共振；

档杆与顶杆垂直布置，档杆和顶杆都设置于振动开关内，档杆一端设置压缩弹簧，档杆另一端靠近振动杆端部；顶杆与可控单向阀的阀芯同轴布置，顶杆一端设置压缩弹簧另一端顶在可控单向阀的阀芯端部；顶杆上安装卡销，所述卡销与档杆配合，所述卡销限制顶杆轴向移动；档杆为阶梯轴，档杆大径部分挡住卡销，限制顶杆轴向位移；档杆小径部分不能挡住卡销，顶杆可以轴向伸出。

本发明具有的有益效果是：1、本发明无电控部分，对油气管道使用安全性更高；2、通过共振开关控制壳体泄流，泄流方式可靠，操作方便；3.缩径回收，降低回收过程的阻力，同时降低清管器卡堵风险；4、采用球形清管器结构，管道内通过性能好。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为本发明所述可控单向阀和振动开关结构原理图。

图3为本发明图2的A-A剖视图。

图4为本发明所述振动开关外观图。

图中：1.电机；2.偏心块；3.管道；4.壳体；5.排气孔；6.软管；7.注入接头；8.振动开关；9.可控单向阀；91.进液孔；92.排液孔；93.控制阀芯；10.振动杆；11.安装板；12.阀座；13.开关阀芯；14.安装筒；15.档杆；16.卡销；17.顶杆；18.控制杆；19.开关座。

具体实施方式

本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面结合图1～4对本发明作以下描述。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。

壳体4为橡胶球壳，壳体4内安装注入接头7，注入接头7与壳体4外界连通，通过注入接头7向壳体4内注入液体。壳体4设置排气孔5，所述排气孔5设置在壳体4安装位置的上方，当通过注入接头7向壳体4内注入液体时候，壳体4内的空气通过排气孔5排出，空气排出后关闭排气孔5。

壳体4内设置振动杆10、安装板11、振动开关8和可控单向阀9。振动杆10为悬臂梁结构，振动杆10一端固定到安装板11上，振动杆10的悬臂端设置振动开关8。振动开关8和可控单向阀9固定到一起并安装到安装板11上。可控单向阀9的排液口连通壳体4内部空间，可控单向阀9的进液口连通注入接头7，用软管6连接可控单向阀9的进液口和注入接头7。

电机1输出轴上安装偏心块2，电机1设置在本发明所述封堵器安装位置对应的管道3外侧。电机1转速对应的频率与振动杆10的某阶固有频率之间相差10％以内，电机1转动带动振动杆10共振。

可控单向阀9的阀座12与振动开关8的开关座19之间用螺纹方式连接，控制阀芯93和开关阀芯13设置在阀座12内并同轴布置，控制阀芯93设置在可控单向阀9的进液孔91和排液孔92之间。顶杆17设置在开关座19内，顶杆17与控制阀芯93同轴布置，顶杆17顶在控制阀芯93后端，顶杆17后端设置压缩弹簧。

顶杆17为阶梯轴，顶杆17安装在开关座19内，开关座19在顶杆17安装位置设置纵向滑槽，卡销16和控制杆18设置在所述滑槽内。顶杆17端部安装控制杆18，顶杆17在控制杆18前端位置安装卡销16，控制杆18伸出开关座19，可以通过控制杆18将顶杆17向后滑动。

安装筒14与开关座19垂直布置，安装筒14与开关座19用螺纹方式连接，安装筒14内设置档杆15。档杆15一端设置压缩弹簧并安装到安装筒14内，档杆15另一端伸出开关座19并靠近振动杆10悬臂端。档杆15为阶梯轴，档杆15大径部分挡住卡销16，限制顶杆17轴向位移；档杆15小径部分不能挡住卡销16，顶杆17可以轴向伸出并推动控制阀芯93。

本发明的原理是：

管道3切断以后，将本发明所述装置设置于需要封堵的管道3内部，通过注入接头7向壳体4内注入液体，壳体4膨胀并压紧在管道3内壁实现密封。

管道3焊接作业完成后，启动管道3外侧安装的电机1，电机1转动并通过偏心块2产生特定频率的振动。控制电机1转速和振动杆10某阶固有频率接近，壳体4内部的振动杆10产生共振，振动杆10的剧烈振动产生端部摆动。振动开关8的档杆15在振动杆10作用下产生轴向移动，从而打开顶杆17的卡销16，顶杆17轴向推动控制阀芯93并打开可控单向阀9。壳体4内的介质依次通过排液孔92、进液孔91、软管6、注入接头7排出，壳体4在自身弹力作用下回弹，壳体4与管道3之间的压紧力降低，管道3内介质推动本发明所述封堵器从管道3内排出。

Claims (1)

1.一种变径式球形封堵器，包括电机、偏心块、壳体、振动开关、可控单向阀、振动杆、安装板；壳体为球壳结构，壳体内安装注入接头，可控单向阀和振动开关设置在壳体内，振动杆一端安装到安装板上，振动杆悬臂端设置振动开关，振动开关和可控单向阀固定到一起，电机输出轴上安装偏心块，电机设置在本发明所述封堵器安装位置对应的管道外侧；其特征在于：

壳体内安装注入接头，注入接头与壳体外界连通，通过注入接头向壳体内注入液体；壳体内设置振动杆、安装板、振动开关和可控单向阀；振动杆为悬臂梁结构，振动杆端部固定到安装板上，振动杆的悬臂端设置振动开关；振动开关和可控单向阀固定到一起并安装到安装板上；可控单向阀的排液口连通壳体内部空间，用软管连接可控单向阀的进液口和注入接头；

电机输出轴上安装偏心块，电机设置在本发明所述封堵器安装位置对应的管道外侧；电机转速对应的频率与振动杆的某阶固有频率之间相差10％以内，电机转动带动振动杆共振；

档杆与顶杆垂直布置，档杆和顶杆都设置于振动开关内，档杆一端设置压缩弹簧，档杆另一端靠近振动杆端部；顶杆与可控单向阀的阀芯同轴布置，顶杆一端设置压缩弹簧另一端顶在可控单向阀的阀芯端部；顶杆上安装卡销，所述卡销与档杆配合，所述卡销限制顶杆轴向移动；档杆为阶梯轴，档杆大径部分挡住卡销，限制顶杆轴向位移；档杆小径部分不能挡住卡销，顶杆可以轴向伸出。