CN106931255A - 管线连头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管线连头装置，包括：固定卡瓦，固定卡瓦由多个沿其周向依次拼接的瓦板组成，各个瓦板均包裹在待连接的第一管体和第二管体上；其中，至少一个瓦板上设置有用于插设在第一管体的第一定位孔内以定位的第一定位件，至少一个瓦板上设置有用于插设在第二管体的第二定位孔内以定位的第二定位件。本发明中的管线连头装置解决了现有技术中的采用动火连头的方式连接管线存在较大的安全风险的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采领域，具体而言，涉及一种管线连头装置。
背景技术
目前，在油田日常生产运行过程中，油、气金属管道由于长时间运行及受输送高温、高压、腐蚀性强的流体介质影响，容易引起管道腐蚀结垢和管线泄漏，从而影响管线安全运行。
在维修更换受损管线时，常规的维修方法往往需要进行动火连头，特别是在集输站库和油气密集的场所，实施动火作业存在火灾爆炸的风险。
另外，为满足安全动火条件，需投入大量人力、物力来进行施工前的准备工作，且随动火等级的提高，要求也越来越严格，防范不当容易引起安全事故，繁琐的施工步骤和要求也会使生产停滞而带来额外的经济损失。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种管线连头装置，以解决现有技术中的采用动火连头的方式连接管线存在较大的安全风险的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种管线连头装置，包括：固定卡瓦，固定卡瓦由多个沿其周向依次拼接的瓦板组成，各个瓦板均包裹在待连接的第一管体和第二管体上；其中，至少一个瓦板上设置有用于插设在第一管体的第一定位孔内以定位的第一定位件，至少一个瓦板上设置有用于插设在第二管体的第二定位孔内以定位的第二定位件。
进一步地，第一定位件和第二定位件均为销钉，销钉穿设在瓦板上。
进一步地，瓦板为两个，两个瓦板上均设置有第一定位件和第二定位件。
进一步地，相邻两个瓦板的连接处搭接或插接。
进一步地，相邻两个瓦板的连接处搭接，瓦板在连接处的端部设置有定位台阶，定位台阶由瓦板的外壁或内壁凹入形成，相邻的两个瓦板通过从一个瓦板的外壁凹入的定位台阶和从另一个瓦板的内壁凹入的定位台阶搭接配合以定位。
进一步地，第一定位件和第二定位件均为多个，多个第一定位件和多个第二定位件均沿固定卡瓦的周向间隔布置。
进一步地，管线连头装置还包括：密封卡具，密封卡具包括多个沿其周向依次拼接的卡板，各个卡板均包裹在固定卡瓦上。
进一步地，卡板包括包裹部和设置在包裹部两端的定位凸起，包裹部环绕固定卡瓦设置，包裹部一端的定位凸起环绕第一管体设置并与第一管体密封连接，包裹部另一端的定位凸起环绕第二管体设置并与第二管体密封连接。
进一步地，定位凸起的与第一管体或第二管体相密封的表面上设置有注胶槽，定位凸起上设置有与注胶槽相连通的第一注胶孔。
进一步地，包裹部为弧面形。
进一步地，包裹部上设置有连通其外壁和其内壁的第二注胶孔。
进一步地，卡板上设置有连接板，相邻两个卡板通过连接板连接。
进一步地，连接板上设置有连接孔，紧固件穿过相邻的两个连接板的连接孔将相邻两个卡板固定。
进一步地，相邻的两个卡板拼接后，相连接的两个连接板与卡板的外壁之间围成注胶容纳槽。
本发明中的管线连头装置包括由多个瓦板依次拼接构成的固定卡瓦，由于各个瓦板均包裹在第一管体和第二管体上，且瓦板分别通过设置在其上的第一定位件和第二定位件与第一管体和第二管体连接，这样，便可以通过固定卡瓦将第一管体和第二管体连接起来，实现不动火连接管线，解决了现有技术中的采用动火连头的方式连接管线存在较大的安全风险的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的管线连头装置中的固定卡瓦的实施例的结构示意图；
图2示出了图1中的固定卡瓦的主视图；
图3示出了图1中的固定卡瓦的侧视图；
图4示出了根据本发明的管线连头装置中的密封卡具的实施例的结构示意图；
图5示出了图4中的密封卡具的主视图；
图6示出了将本发明中的管线连头装置安装在两个管体上的结构示意图；
图7示出了图6中的管线连头装置去掉一个卡板后的结构示意图；
图8示出了本发明中的管线连头装置包裹在两个管体上的结构示意图；以及
图9示出了本发明中的两个管体相对接的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、固定卡瓦；11、瓦板；11a、定位台阶；21、第一管体；211、第一定位孔；22、第二管体；221、第二定位孔；31、第一定位件；32、第二定位件；40、密封卡具；41、卡板；411、包裹部；412、定位凸起；412a、注胶槽；412b、第一注胶孔；413、连接板；413a、连接孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例提供了一种管线连头装置，请参考图1至图9，该管线连头装置包括：固定卡瓦10，固定卡瓦10由多个沿其周向依次拼接的瓦板11组成，各个瓦板11均包裹在待连接的第一管体21和第二管体22上；其中，至少一个瓦板11上设置有用于插设在第一管体21的第一定位孔211内以定位的第一定位件31，至少一个瓦板11上设置有用于插设在第二管体22的第二定位孔221内以定位的第二定位件32。
本发明中的管线连头装置包括由多个瓦板11依次拼接构成的固定卡瓦10，由于各个瓦板11均包裹在第一管体21和第二管体22上，且瓦板11分别通过设置在其上的第一定位件31和第二定位件32与第一管体21和第二管体22连接，这样，便可以通过固定卡瓦10将第一管体21和第二管体22连接起来，实现不动火连接管线，解决了现有技术中的采用动火连头的方式连接管线存在较大的安全风险的问题。
在本实施例中，如图1至图3所示，第一定位件31和第二定位件32均为销钉，销钉穿设在瓦板11上。这样，可以比较方便地实现瓦板11与第一管体21和第二管体22之间的连接。
在本实施例中，如图1至图3所示，瓦板11为两个，两个瓦板11上均设置有第一定位件31和第二定位件32。这样，可以提高瓦板11与第一管体21和第二管体22之间的固定效果。
为了保证固定效果，如图1至图3所示，相邻两个瓦板11的连接处搭接或插接。
具体地，相邻两个瓦板11的连接处搭接，瓦板11在连接处的端部设置有定位台阶11a，定位台阶11a由瓦板11的外壁或内壁凹入形成，相邻的两个瓦板11通过从一个瓦板11的外壁凹入的定位台阶11a和从另一个瓦板11的内壁凹入的定位台阶11a搭接配合以定位。
为了保证固定效果，第一定位件31和第二定位件32均为多个，多个第一定位件31和多个第二定位件32均沿固定卡瓦10的周向间隔布置。
在本实施例中，如图4和图5所示，管线连头装置还包括：密封卡具40，密封卡具40包括多个沿其周向依次拼接的卡板41，各个卡板41均包裹在固定卡瓦10上。
本实施例在卡板41的外侧包裹上密封卡具40，可以进一步地提高第一管体21和第二管体22之间的连接效果。
在本实施例中，如图4和图5所示，卡板41包括包裹部411和设置在包裹部411两端的定位凸起412，包裹部411环绕固定卡瓦10设置，包裹部411一端的定位凸起412环绕第一管体21设置并与第一管体21密封连接，包裹部411另一端的定位凸起412环绕第二管体22设置并与第二管体22密封连接。这样，可以使卡板41与第一管体21和第二管体22之间连接的更加紧密。
在本实施例中，如图4所示，定位凸起412的与第一管体21或第二管体22相密封的表面上设置有注胶槽412a，定位凸起412上设置有与注胶槽412a相连通的第一注胶孔412b。通过设置注胶槽412a，可以保证两个管体之间的密封效果。
在本实施例中，如图4所示，包裹部411为弧面形。这样，可以使得卡板41与两个管体之间更加贴合。
在本实施例中，包裹部411上设置有连通其外壁和其内壁的第二注胶孔。这样，通过向第一注胶孔内注胶，便可以将第一管体21和第二管体22之间密封起来，保证其连接处的密封效果。
在本实施例中，如图4至6所示，卡板41上设置有连接板413，相邻两个卡板41通过连接板413连接。通过设置连接板413，可以保证两个卡板41之间的连接。
为了实现两个连接板413之间的连接，如图5所示，连接板413上设置有连接孔413a，紧固件穿过相邻的两个连接板413的连接孔413a将相邻两个卡板41固定。优选地，连接板413设置在卡板41的外侧，连接板413沿卡板41的轴向延伸。
在本实施例中，如图6所示，相邻的两个卡板41拼接后，相连接的两个连接板413与卡板41的外壁之间围成注胶容纳槽。通过向注胶容纳槽内注胶，可以进一步地提高两个管体之间的密封效果。
在本实施例中，卡板41的端部设置有扩展板，扩展板沿卡板41的轴向延伸。
利用本实施例中的管线连头装置，可以实现不动火的金属管线快速跟换连接作业，可避免管线动火连头所需的管线吹扫、卡断、置换等准备工作，减少连头施工时间，有效地减少停产损失，又可保证连头作业的可靠性和安全性。
本实施例中的管线连头装置对管线自身的性能参数及输送介质的物理、化学性质，在破损管线的两端或需连接的管线两端分别进行不动火高压水枪切割修整，制作特制管线密封装置，配合专门设计的金属卡具将管线连接，通过注胶方式实现管线接头卡具的密封。
利用本实施例中的管线连头装置的工艺方法分以下几个部分。
1.管线连接段的水枪切割、打眼
如图9所示，切除管线破损部分，使断口端面齐整完好，按要求的长度对接新管，分别在对接管线两端距断口200mm处沿管线外壁一周于垂直管线流向方向均匀打眼，管径≤100mm的打4～6个直径8～10mm孔，管径在100mm～300mm之间的打6～8个直径8～10mm孔，管径≥300mm的打10～16个直径10～12mm孔。
2.固定卡瓦制作安装
如图8所示，固定卡瓦10安装于管线的打眼处，分上、下两盘扣合将管线包裹，其内径等于管线外径，其壁厚为两倍管线壁厚，其内壁上均匀铆钉与管线上孔眼位置相当直径一致的销钉，销钉长的与管线管壁厚度一致。管线固定卡瓦也可制作为两个单体，分别扣在被连接的管线上。
3.密封卡具的制作与安装
如图4和图5所示，密封卡具40为双弧面结构，弧面内径等于固定卡瓦10外径，分上盘、下盘两部分(包括两个卡板41)，上、下盘通过带有螺栓的条形夹耳相连形成管状结构，将管线固定卡瓦10包裹在卡具中。
如图6和图7所示，上、下盘中分别设计有注胶槽，扣合后形成彼此相连的四个密封腔，分别是卡具两端的两个环形密封腔，注满胶后实现卡具与管线的密封，上、下盘接合面的两个长条形密封腔，注满胶后实现卡具上下盘之间的密封。
对于中低压管线，注胶槽的槽深为5至10mm，宽为8至15mm，对于高压管线，注胶槽的槽深为10至20mm，宽15为25mm。
卡具上、下盘之间接合面间隙小于0.1mm，卡具与管线接合面间隙小于0.5mm，注胶孔的沿密封腔均匀布置，两孔间直线及弧线间距均小于100mm。密封卡具40的材质选用锅炉压力容器用钢。密封卡具的壁厚根据管线的额定压力确定，在模拟管段密封试压压力不小于1.5倍管线额定压力为合格。
4.密封注剂的选用
选用非固化型密封注剂。
5.注胶密封操作方法
采用常规注胶方法
6.用卡瓦式塑料胶套将密封卡具完全包裹，内附黄油防腐。
下面进行举例说明：
以2.5MPa、内径200mm、外径205mm的金属管线破损维修为例
步骤一：管线连接段的水枪切割、打眼
用高压水枪切除管线破损部分，使断口端面面齐整完好，按要求的长度对接新管，分别在对接管线两端距断口200mm处沿管线外壁一周于垂直管线流向方向均匀打8个直径10mm孔。
步骤二：固定卡瓦制作安装
管线固定卡瓦安装于管线打眼处，分上下两盘扣合将管线包裹，其内径为205mm，其壁厚为10mm，其内壁上均匀铆钉与管线上孔眼位置相当直径一致的销钉，销钉长5mm。管线固定卡瓦也可制作为两个单体，分别扣在被连接的管线上。
步骤三：密封卡具的制作与安装
密封卡具40为双弧面结构，弧面内径等于固定卡瓦外径，分上盘、下盘两部分，上、下盘通过带有螺栓的条形夹耳相连形成管状结构，将管线固定卡瓦包裹在卡具中。上、下盘中分别设计有注胶槽，扣合后形成彼此相联的四个密封腔，分别是卡具两端的两个环形密封腔，注满胶后实现卡具与管线的密封，上、下盘接合面的两个长条形密封腔，注满胶后实现卡具上下盘之间的密封。
卡具上、下盘之间接合面间隙小于0.1mm，卡具与管线接合面间隙小于0.5mm，注胶孔沿密封腔均匀布置，两孔间直线及弧线间距均小于100mm。密封卡具40的材质选用锅炉压力容器用钢。密封卡具40的卡板41的壁厚根据管线的额定压力确定，在模拟管段密封试压压力不小于1.5倍管线额定压力为合格。
步骤四：密封注剂的选用
选用非固化型密封注剂，使用温度0℃―280℃，使用压力<60MPa。
步骤五：注胶密封操作方法
采用常规注胶方法。
步骤六：用卡瓦式塑料胶套将密封卡具40完全包裹，内附5kg黄油防腐。
本实施例所述的管线连接段的水枪切割、打眼工艺，实现了管线切割、修整作业的不动火快速准确实施，与常规动火气割相比，无焊渣且断面更齐整，作业更精准，可完全取代动火气割作业。管线固定卡瓦的制作与安装，结合外扣专用密封卡具，实施注胶密封，可不动火完成不同压力等级的金属管线的连接，提供了一种新的管线不动火连接安装及维修修复工艺。
在爆炸性气体环境中实施不动火的金属管线快速跟换连接作业，可避免管线动火连头所需的管线吹扫、卡断、置换等准备工作，减少连头施工时间，有效减少停产损失，又可保证连头作业的可靠性和安全性。修复后的管线各项技术性能指标不低于原管线设计。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种管线连头装置，其特征在于，包括：
固定卡瓦(10)，所述固定卡瓦(10)由多个沿其周向依次拼接的瓦板(11)组成，各个所述瓦板(11)均包裹在待连接的第一管体(21)和第二管体(22)上；
其中，至少一个所述瓦板(11)上设置有用于插设在所述第一管体(21)的第一定位孔(211)内以定位的第一定位件(31)，至少一个所述瓦板(11)上设置有用于插设在所述第二管体(22)的第二定位孔(221)内以定位的第二定位件(32)。
2.根据权利要求1所述的管线连头装置，其特征在于，所述第一定位件(31)和所述第二定位件(32)均为销钉，所述销钉穿设在所述瓦板(11)上。
3.根据权利要求1所述的管线连头装置，其特征在于，所述瓦板(11)为两个，两个所述瓦板(11)上均设置有所述第一定位件(31)和所述第二定位件(32)。
4.根据权利要求1所述的管线连头装置，其特征在于，相邻两个所述瓦板(11)的连接处搭接或插接。
5.根据权利要求4所述的管线连头装置，其特征在于，相邻两个所述瓦板(11)的连接处搭接，所述瓦板(11)在所述连接处的端部设置有定位台阶(11a)，所述定位台阶(11a)由所述瓦板(11)的外壁或内壁凹入形成，相邻的两个所述瓦板(11)通过从一个所述瓦板(11)的外壁凹入的所述定位台阶(11a)和从另一个所述瓦板(11)的内壁凹入的所述定位台阶(11a)搭接配合以定位。
6.根据权利要求1所述的管线连头装置，其特征在于，所述第一定位件(31)和所述第二定位件(32)均为多个，多个所述第一定位件(31)和多个所述第二定位件(32)均沿所述固定卡瓦(10)的周向间隔布置。
7.根据权利要求1所述的管线连头装置，其特征在于，所述管线连头装置还包括：
密封卡具(40)，所述密封卡具(40)包括多个沿其周向依次拼接的卡板(41)，各个所述卡板(41)均包裹在所述固定卡瓦(10)上。
8.根据权利要求7所述的管线连头装置，其特征在于，所述卡板(41)包括包裹部(411)和设置在所述包裹部(411)两端的定位凸起(412)，所述包裹部(411)环绕所述固定卡瓦(10)设置，所述包裹部(411)一端的所述定位凸起(412)环绕所述第一管体(21)设置并与所述第一管体(21)密封连接，所述包裹部(411)另一端的所述定位凸起(412)环绕所述第二管体(22)设置并与所述第二管体(22)密封连接。
9.根据权利要求8所述的管线连头装置，其特征在于，所述定位凸起(412)的与所述第一管体(21)或所述第二管体(22)相密封的表面上设置有注胶槽(412a)，所述定位凸起(412)上设置有与所述注胶槽(412a)相连通的第一注胶孔(412b)。
10.根据权利要求8所述的管线连头装置，其特征在于，所述包裹部(411)为弧面形。
11.根据权利要求8所述的管线连头装置，其特征在于，所述包裹部(411)上设置有连通其外壁和其内壁的第二注胶孔。
12.根据权利要求7所述的管线连头装置，其特征在于，所述卡板(41)上设置有连接板(413)，相邻两个所述卡板(41)通过所述连接板(413)连接。
13.根据权利要求12所述的管线连头装置，其特征在于，所述连接板(413)上设置有连接孔(413a)，紧固件穿过相邻的两个所述连接板(413)的所述连接孔(413a)将相邻两个所述卡板(41)固定。
14.根据权利要求13所述的管线连头装置，其特征在于，相邻的两个所述卡板(41)拼接后，相连接的两个所述连接板(413)与所述卡板(41)的外壁之间围成注胶容纳槽。
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| PB01 | Publication | ||
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