CN108533875A - 一种管道封堵头送进机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道封堵头送进机构。具体包括：封堵结合器、主支撑筒、盲板法兰、送进液压缸以及转动液压缸；封堵结合器为两端开放的中空圆柱体，在封堵结合器的下端设置有下法兰，盲板法兰固定在封堵结合器的上端；主支撑筒位于封堵结合器内部；送进液压缸的缸筒与盲板法兰固定接连，送进液压缸的缸杆穿过盲板法兰与主支撑筒的上端固定连接；转动液压缸位于主支撑筒内部；转动液压缸的缸筒通过第一销轴与主支撑筒连接；管道封堵头通过第二销轴与转动液压缸的缸杆连接，并且管道封堵头通过第三销轴与主支撑筒的下端连接。该送进机构可实现管道封堵头的主动上提、下放及转动，准确、快捷且安全地进行管道封堵作业。

Description

一种管道封堵头送进机构

技术领域

本发明涉及天然气原油管道维护、抢修、改造技术领域，特别涉及一种管道封堵头送进机构。

背景技术

管道是输送石油天然气等介质最安全可靠的方式，是油气输送的生命线。但是，近年来由于地质灾害、外力损坏、材料缺陷等诸多因素的影响，管道损坏及阀组泄漏事故逐件增多，为了保障油气输送的安全，需要对管道进行维护和抢修作业。为了在不停产的情况下对管道进行维抢修作业，需要在管道内下入封堵头将管道内的介质封堵住，以防止管道内介质泄露。

现有技术中，主要以液压缸作为送进机构将封堵头下放到管道内部，具体来说，封堵头上设置有密封橡胶环，封堵头的底端设置有导向轮装置，将液压缸的缸杆下端与封堵头连接后将封堵头下放到管道底部，封堵头在导向轮的引导下被动转向(初始状态时，封堵头的密封橡胶环的轴线与管道的轴线垂直，封堵头转向之后，密封橡胶环的轴线与管道的轴向平行)，从而实现封堵。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：以液压缸作为管道封堵头送进机构，依靠导向轮使封堵头被动转向，会导致封堵头上的密封橡胶环损坏，导致封堵失败，影响管道维抢修作业的顺利进行。

发明内容

基于以上所述，本发明实施例提供一种管道封堵头送进机构，以实现封堵头的主动上提、下放以及转向，防止封堵头上的密封橡胶环损坏，提高封堵成功率。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明实施例提供了一种管道封堵头送进机构，包括：封堵结合器、主支撑筒、盲板法兰、送进液压缸以及转动液压缸；

所述封堵结合器为两端开放的中空圆柱体，在所述封堵结合器的下端设置有下法兰，且所述封堵结合器的内部空间可容纳管道封堵头；所述盲板法兰固定在所述封堵结合器的上端；

所述主支撑筒位于所述封堵结合器内部，且所述主支撑筒的外径小于所述封堵结合器的内径；

所述送进液压缸的轴线与所述封堵结合器的轴线平行；送进液压缸的缸筒与所述盲板法兰固定接连，送进液压缸的缸杆穿过所述盲板法兰与所述主支撑筒的上端固定连接；

所述转动液压缸位于所述主支撑筒内部；转动液压缸的缸筒通过第一销轴与所述主支撑筒连接；

所述管道封堵头通过第二销轴与转动液压缸的缸杆连接，并且所述管道封堵头通过第三销轴与所述主支撑筒的下端连接；所述第二销轴和所述第三销轴的连线与所述转动液压缸的轴线之间具有夹角。

进一步地，所述送进机构还包括：标尺杆，所述标尺杆的外表面设置有刻度线；所述标尺杆的下端穿过所述盲板法兰与所述主支撑筒的上端固定连接；所述标尺杆的轴线与所述送进液压缸的轴线平行。

进一步地，所述标尺杆内沿所述标尺杆的轴向方向设置有多个通孔，在每个所述通孔的上下两端分别设置有液压管接头。

进一步地，在所述封堵结合器的上端设置有上法兰；所述上法兰与所述盲板法兰固定连接。

进一步地，所述盲板法兰和所述上法兰通过螺栓连接。

进一步地，所述送进液压缸的缸筒的下端设置有连接法兰；所述连接法兰与所述盲板法兰固定连接。

进一步地，在所述主支撑筒的外表面上设置有支撑块；所述支撑块与所述封堵结合器的内壁紧密接触。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例提供的管道封堵头送进机构中，通过送进液压缸的伸长或缩短控制主支撑筒的下放或者上提，从而实现管道封堵头的下放或者上提。当将管道封堵头从管道上的开孔下放至管道内部合适的位置后，通过转动液压缸的伸长或者缩短使封堵头转动，从而实现封堵。本发明实施例提供的管道封堵头送进机构中通过送进液压缸和转动液压缸实现封堵头的主动上提、下放以及转向，防止封堵头上的密封橡胶环损坏，提高封堵成功率，并且能够准确按照工作人员的需要将封堵头放置到指定封堵位置，更加快捷安全。

本发明实施例提供的管道封堵头送进机构对于陆地或者海底管道的维抢修作业均适用，尤其适用于海底管道的维抢修。特别是当与球形双封封堵头配合使用时，能够快速、准确地完成封堵作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的管道封堵头送进机构的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的管道封堵头送进机构的右视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的管道封堵头送进机构的左视剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的管道封堵头送进机构中封堵结合器的内部放大示意图；

图5为本发明实施例提供的管道封堵头送进机构的主视结构示意图。

图中附图标记分别表示：

1-封堵结合器；

11-下法兰；

12-上法兰；

2-主支撑筒；

3-转动液压缸；

31-转动液压缸的缸筒；

32-转动液压缸的缸杆；

4-送进液压缸；

41-送进液压缸的缸筒；

411-连接法兰；

42-送进液压缸的缸杆；

5-标尺杆；

51-通孔；

6-封堵头；

7-支撑块；

8-盲板法兰；

a-第一销轴；

b-第二销轴；

c-第三销轴；

α-第二销轴和第三销轴的连线与转动液压缸的轴线之间的夹角。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

本发明实施例提供了一种管道封堵头送进机构，参见图1至图5，该管道封堵头送进机构包括：封堵结合器1、主支撑筒2、盲板法兰8、送进液压缸4以及转动液压缸3。

其中，封堵结合器1为两端开放的中空圆柱体，在封堵结合器1的下端设置有下法兰11，且封堵结合器1的内部空间可容纳管道封堵头；盲板法兰8固定在封堵结合器1的上端。

主支撑筒2位于封堵结合器1内部，且主支撑筒2的外径小于封堵结合器1的内径。

送进液压缸4的轴线与封堵结合器1的轴线平行；送进液压缸的缸筒41与盲板法兰8固定接连，送进液压缸的缸杆42穿过盲板法兰8与主支撑筒2的上端固定连接。

转动液压缸3位于主支撑筒2内部；转动液压缸的缸筒31通过第一销轴a与主支撑筒2连接。

管道封堵头通过第二销轴b与转动液压缸的缸杆32连接，并且管道封堵头通过第三销轴c与主支撑筒2的下端连接；第二销轴b和第三销轴c的连线与转动液压缸3的轴线之间具有夹角。

本发明实施例提供的管道封堵头送进机构中，封堵结合器1是放置管道封堵头的部件。并且设置在封堵结合器1的下端的下法兰11用于与管道维抢修作业时安装在管道上的球阀或者闸板阀连接，从而将送进机构整体安装在管道上。送进液压缸的缸筒41固定在位于封堵结合器1的上端的盲板法兰8上，而送进液压缸的缸杆42则穿过盲板法兰8与位于封堵结合器1内的主支撑筒2的上端连接，而主支撑筒2的下端又与封堵头6连接，当送进液压缸的缸杆42伸长或者缩短时，将带动封堵头6下放或者上提。转动液压缸的缸筒31通过第一销轴a固定在主支撑筒2内部(即转动液压缸的缸筒31相对于主支撑筒2可转动)，转动液压缸的缸杆32通过第二销轴b与封堵头6连接，并且主支撑筒2的下端是通过第三销轴c与封堵头6连接(即转动液压缸的缸杆32与封堵头6之间可转动，封堵头6相对于主支撑筒2也可转动)，并且第二销轴b和第三销轴c的连线与转动液压缸3的轴线之间具有夹角(即图4中的α角)。因此，当封堵器(封堵头)6由管道上的开孔下放至管道内合适的位置后，通过转动液压缸的缸杆32的伸长或者缩短来使封堵头6转动，从而实现对管道内介质的封堵。

基于以上所述，本发明实施例提供的管道封堵头送进机构中通过送进液压缸和转动液压缸实现封堵头的主动上提、下放以及转向，防止封堵头上的密封橡胶环损坏，提高封堵成功率，并且能够准确按照工作人员的需要将封堵头放置到指定封堵位置，更加快捷安全。

并且，本发明实施例提供的送进机构结构紧凑，有效减小了送进机构的重量。

本发明实施例提供的管道封堵头送进机构对于陆地或者海底管道的维抢修作业均适用，尤其适用于海底管道的维抢修。进一步地，当与球形双封封堵头配合使用时，能够快速、准确地完成封堵作业。

参见图3、图4，本领域技术人员能够理解的是，目前所使用的封堵头的尾部均设置有连接板、连接支架或者其他形式的用于与液压缸连接的连接部件。而本发明实施例的送进机构中，主支撑筒2的下端以及转动液压缸的缸杆32也是与上述封堵头的尾部的连接部件连接。

本发明实施例中，第二销轴b和第三销轴c的连线与转动液压缸的轴线之间的夹角α的具体数值没有严格的限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行确定。之所以要使第二销轴b和第三销轴c的连线与转动液压缸的轴线之间具有一定的夹角，是因为如果第二销轴b和第三销轴c的连线与转动液压缸的轴线平行，那么在封堵头6转动过程中会出现死角，导致封堵头6无法转动。

本发明实施例中，送进液压缸3的行程应当满足封堵头的下放距离，而转动液压缸4的行程应当保证封堵头可以转动90°。

本领域技术人员能够理解的是，盲板法兰8上设置有用于送进液压缸的缸杆42穿过的通孔，应保证送进液压缸的缸杆42与通孔之间的密封。封堵结合器1内部要保证密封，因为在实际作业时管道内的介质会进入封堵结合器1内，要防止介质发生泄漏。

本发明实施例中，设置在封堵结合器1下端的下法兰11在作业时与管道上的球阀或者闸板阀通过螺栓连接。下法兰可按照ASME(American Society of MechanicalEngineers，美国机械工程师协会)标准进行设计。

封堵结合器1的内径以能够容纳封堵头并可使封堵头能够上下运动为准。同时，作为优选，封堵结合器1与主支撑筒2同轴。主支撑筒2具体可以为下端开放的中空圆柱体，也可以为下端开放的中空长方体等。

进一步地，本发明实施例的送进机构还包括：标尺杆5。标尺杆5的外表面设置有刻度线；标尺杆5的下端穿过盲板法兰8与主支撑筒2的上端固定连接；标尺杆5的轴线与送进液压缸4的轴线平行。

当送进液压缸的缸杆42伸长或者缩短时，标尺杆5也将随着主支撑筒2上提或者下放，也即标尺杆5和封堵头6是同步移动的。由于标尺杆5和封堵头6同步移动，可以通过观察标尺杆5的刻度线到达送进液压缸的缸筒42的位置，并在送进液压缸的缸筒42外壁上做好标记，记录封堵头6下放到某个位置时标尺杆5的刻度线达到的位置，从而在施工时，通过观察标尺杆5的位置确定封堵头6的具体位置。

作为本发明实施例的一种改进，标尺杆5内沿标尺杆5的轴向方向设置有多个通孔51，在每个通孔51的上下两端分别设置液压管接头(图中未示出)。位于通孔51下端的液压管接头和位于封堵结合器1内部的液压缸的液压管接头通过液压管连接，位于通孔51上端的液压管接头通过液压管与液压站连接，从而使标尺杆5作为液压油路的一部分，所有液压油路通过标尺杆5的通孔51进入封堵结合器1内部，为转动液压缸3和封堵头6内部封堵液压缸和试压通道提供液压动力。采用这样的设计，可使液压管可随标尺杆5的运动而同步运动，使结合筒1内液压管长度始终保证相对固定。并且，当送进液压缸4行程较大时，转动液压缸3和封堵头6下放距离很长，会出现液压管不够长的问题，采用上述设计，可解决液压管长度不够的问题。上述通孔51的数量可根据设备或者施工要求来设置，例如可以为5个、6个、7个，或者更多。通孔51的内径可根据标尺杆5的直径以及通孔的数量来确定，以保证液压缸能够正常工作为准。对于液压管接头的具体形式，本发明实施例不作特殊限定，本领域常用的液压管接头均可。

本发明实施例中，盲板法兰8上也设置有用于标尺杆5穿过的通孔，由于标尺杆5和盲板法兰8之间会发生轴向移动，因此，标尺杆5与盲板法兰接触的部位可采用轴向移动密封设计，保证封堵结合器1内压力密封作用。

进一步地，参见图1至图5，本发明实施例中，在封堵结合器1的上端的外表面沿封堵结合器1的圆周方向设置有上法兰12；通过将上法兰12与盲板法兰8固定连接从而将盲板法兰8与封堵结合器1固定连接。具体地，盲板法兰8与上法兰12之间通过螺栓密封连接。上述上法兰12可按照ASME标准进行设计，也可根据实际需要进行设计。

进一步地，参见图4，本发明实施例中，送进液压缸的缸筒41可通过以下方式与盲板法兰8固定连接：在送进液压缸的缸筒41的下端设置连接法兰411，通过将连接法兰411与盲板法兰8固定连接使送进液压缸的缸筒41与盲板法兰8固定连接，具体可采用螺栓连接的方式将连接法兰411与盲板法兰8固定。

进一步地，参见图4，本发明实施例中，在主支撑筒2的外表面上设置有支撑块7；支撑块7与封堵结合器1的内壁紧密接触。支撑块7的作用在于：一方面在主支撑筒2上下移动过程中起导向作用；另一方面当封堵头6下放到管道内时，管内介质压力作用于封堵头6端面，巨大的作用力会传递到主支撑筒2上，此时支撑块7会起到抵御和分散作用力的功能。支撑块7的位置、数量、尺寸可根据封堵结合器1的内径和主支撑筒2的外径确定。一种可选的实施方式中，在主支撑筒2的上下两端分别设置多个支撑块7(例如2个、3个、4个等)，每一端的多个支撑块7沿主支撑筒2的圆周方向均匀分布。

进一步地，还可在封堵结合器1的筒壁上设置接头(图中未示出)。举例来说，可设置用于连接旁通管线的接头，从而省去在管道上开设旁通孔的工序。还可设置压力平衡接头，用于在封堵头6解封时，使封堵头6两侧压力平衡，顺利解封。可以理解的是，当上述接头未连接旁通管线或者在送进机构处于下放封堵头进行封堵作业时，上述接头应保证密封。

本发明实施例提供的送进机构的各个部分均可采用高强度、耐腐蚀的钢材料加工制造。

为了便于对本发明实施例的技术方案的理解，下面以球形双封封堵头为例，对本发明实施例提供的管道封堵头送进机构的工作过程做简要说明。

球形双封封堵头是目前管道维抢修作业中应用较多的封堵头。其外侧设置有两道密封橡胶环，其内部设置有封堵液压缸。当封堵头下入管道内合适的位置后，在封堵液压缸的作用下，两道密封橡胶环产生径向膨胀实现密封。

在进行管道维抢修作业时，首先在管道上预定的位置处安装球阀或者闸板阀，然后将开孔机与上述球阀或者闸板阀连接后进行开孔作业，在管道上开设用于下入封堵头的开孔。之后，通过螺栓将本发明实施例提供的送进机构中的封堵结合器1上的下法兰11与上述球阀或者闸板阀连接，从而将本发明实施例提供的送进机构的整体与球阀或者闸板阀连接。之后，启动送进液压缸4，使送进液压缸的缸杆42伸长，将封堵头6由管道上的开孔下入到管道内。如图4所示，在下入过程中，球形双封封堵头的轴线与封堵结合器1的轴线是平行的。当封堵头6下入至管道内合适的位置后，启动转动液压缸3，使转动液压缸的缸杆32伸长，带动封堵头6转动，两个液压缸交替协同反复运动，当封堵头6转动90°，即封堵头6的轴线与封堵结合器1的轴线垂直，也即与管道的轴线平行时，转动液压缸停止伸长，实现对管道内介质的封堵。当管道维修或者更换作业结束后，使转动液压缸的缸杆32和送进液压缸的缸杆42缩短，与封堵头6的送入过程相反，两个液压缸交替协同反复运动，使封堵头恢复至轴线与封堵结合器1的轴线平行的状态，再使送进液压缸的缸杆42缩短，上提封堵头。在封堵头下放或者上提过程中，通过观察标尺杆5的位置确定封堵头6的位置。

综上，本发明实施例提供了一种可实现封堵头主动下放、上提以及转动的管道封堵头送进机构。与现有封堵头被动转动相比，采用本发明实施例提供的管道封堵头送进机构可有效防止密封橡胶环损坏，能够准确按照工作人员的需要将封堵头放置到指定封堵位置，特别是与球形双封封堵头配合使用时，能够快速、准确、安全地完成封堵作业。并且，该送进机构结构紧凑，重量较轻。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。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 (7)

1.一种管道封堵头送进机构，其特征在于，包括：封堵结合器(1)、主支撑筒(2)、盲板法兰(8)、送进液压缸(4)以及转动液压缸(3)；

所述封堵结合器(1)为两端开放的中空圆柱体，在所述封堵结合器(1)的下端设置有下法兰(11)，且所述封堵结合器(1)的内部空间可容纳管道封堵头；所述盲板法兰(8)固定在所述封堵结合器(1)的上端；

所述主支撑筒(2)位于所述封堵结合器(1)内部，且所述主支撑筒(2)的外径小于所述封堵结合器(1)的内径；

所述送进液压缸(4)的轴线与所述封堵结合器(1)的轴线平行；送进液压缸的缸筒(41)与所述盲板法兰(8)固定接连，送进液压缸的缸杆(42)穿过所述盲板法兰(8)与所述主支撑筒(2)的上端固定连接；

所述转动液压缸(3)位于所述主支撑筒(2)内部；转动液压缸的缸筒(31)通过第一销轴(a)与所述主支撑筒(2)连接；

所述管道封堵头通过第二销轴(b)与转动液压缸的缸杆(32)连接，并且所述管道封堵头通过第三销轴(c)与所述主支撑筒(2)的下端连接；所述第二销轴(b)和所述第三销轴(c)的连线与所述转动液压缸(3)的轴线之间具有夹角。

2.根据权利要求1所述的送进机构，其特征在于，所述送进机构还包括：标尺杆(5)，所述标尺杆(5)的外表面设置有刻度线；所述标尺杆(5)的下端穿过所述盲板法兰(8)与所述主支撑筒(2)的上端固定连接；所述标尺杆(5)的轴线与所述送进液压缸(4)的轴线平行。

3.根据权利要求2所述的送进机构，其特征在于，所述标尺杆(5)内沿所述标尺杆(5)的轴向方向设置有多个通孔(51)，在每个所述通孔(51)的上下两端分别设置有液压管接头。

4.根据权利要求1所述的送进机构，其特征在于，在所述封堵结合器(1)的上端设置有上法兰(12)；所述上法兰(12)与所述盲板法兰(8)固定连接。

5.根据权利要求4所述的送进机构，其特征在于，所述盲板法兰(8)和所述上法兰(12)通过螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的送进机构，其特征在于，所述送进液压缸的缸筒(41)的下端设置有连接法兰(411)；所述连接法兰(411)与所述盲板法兰(8)固定连接。

7.根据权利要求1所述的送进机构，其特征在于，在所述主支撑筒(2)的外表面上设置有支撑块(7)；所述支撑块(7)与所述封堵结合器(1)的内壁紧密接触。