CN109798412A - 一种适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，它主要是解决现有的设备非垂直安装状态下开孔刀盘、封堵器的重量造成的主轴桡度和偏转扭矩等技术问题。其技术方案要点是：它采用管道带压开孔、封堵机架共用结构，包括三通夹具、夹板阀、开孔/封堵接合联箱及与之相配合安装的开孔/封堵机，开孔/封堵机包括动力机构、行程缸、传动机构、开孔刀盘或封堵器，传动机构采用套筒式结构，其特征是：开孔/封堵接合联箱内，位于传动机构与开孔机刀盘或封堵器之间的主轴上设置与联箱内腔壁相配合组装的托架组件，托架组件对联箱内的主轴在做往复运动时随动形成支撑，克服刀盘或封堵器的重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保开孔机或封堵器的主轴轴心线不变或仅发生微量变化。它主要适用于在线管道全方位带压开孔和封堵。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法。
背景技术
随着工业的不断发展，管道铺设已经成为我们生活中不可缺少的一部分，在线管道施工中采用带压开孔封堵方式尤为重要。管道带压开孔、封堵是指在密闭状态下，以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔用于旁接支管或者对运行管道进行封堵的一种技术，主要运用于石油、化工、管道等行业。当在役管线需要加装支管时，或管道需要改道，或因腐蚀穿孔跑冒滴漏或人为损坏导致泄漏时，可采用管道带压开孔、封堵技术完成，既不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保的完成新旧管线的连接工作。流体管道的不停输带压开孔封堵新技术，使得管道施工与生产运行两不误成为现实。这种新技术施工周期短、安全性强，施工主要分施工准备、开孔封堵、竣工防腐三个步骤进行，使用设备主要有带压开孔机、带压封堵机、爬壁式切管机等。因在线管道抢修技术领域现有的带压开孔机、封堵机的开孔刀盘及封堵器的重量较重，目前均只能实现垂直施工，无法实现在上下多层管道间的垂直封堵施工；设备在非垂直安装时由于重力影响均会发生偏转、下垂等现象，作业时会造成严重的设备故障致使作业终止；大口径管道垂直封堵作业时，油缸活塞杆因行程过长且封堵器受管道介质压力影响而引起弯曲变形，从而造成封堵器困难，致使封堵失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种运动主轴在托架装置的束缚下确保轴心线不变或者仅发生微量变化，从而使开孔机在开孔过程中的轴心线不变，封堵机在封堵作业时，封堵器的轴心线不变或仅发生微量变化，达到最好的封堵效果，从而适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它采用管道带压开孔、封堵机架共用结构，包括三通夹具、夹板阀、开孔/封堵接合联箱及与之相配合安装的开孔/封堵机，开孔/封堵机包括动力机构、行程缸、传动机构、开孔刀盘或封堵器，传动机构采用套筒式结构，其特征是：开孔/封堵接合联箱内，位于传动机构与开孔刀盘或封堵器之间的主轴上设置与联箱内腔壁相配合套装的托架组件，托架组件对行程缸内的主轴在做往复运动时产生随动形成支撑，克服刀盘或封堵器的重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保开孔机或封堵器的主轴的轴心线不变或仅发生微量变化。
带压开孔作业时，所述托架组件包括套装在主轴7上的托架62、连接头63和滚轴65，所述托架62由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴7上，托架62两端设置连接头63，连接头63上设置有滚轴65，滚轴65与开孔联箱内壁配合。
带压封堵作业时，所述托架组件包括套装在主轴联箱7上的托架62、连接头63和滚轴65，所述托架62由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴7上，托架62两端设置连接头63，连接头63上设置有滚轴65，滚轴65与封堵联箱内壁配合，主轴7上设置有连接键，托架62与主轴配合的内壁设置有键槽64与连接键配合。
所述滚轴65与开孔联箱内壁配合处设置有滑轨61，所述滑轨61沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
所述托架组件设置有1组以上。
联箱壁上沿轴向开设有穿透的条状孔，条状孔外焊接有凹槽作为与滚轴65配合的滑轨61，凹槽大小与滚轴外径、条状孔径一致，凹槽沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
联箱壁上沿轴向开设有未穿透的条状孔，条状孔口上下两侧各焊接有一凸条形成滑轨61，两凸条之间距离与滚轴外径、条状孔径一致，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
联箱壁上沿轴向开设有未穿透的条状孔作为滑轨61，条状孔径与滚轴外径一致，条状孔沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
联箱内壁上沿轴向焊接有凸条，凸条表面设置有凹槽作为与滚轴65配合的滑轨61，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
滚轴65内部中空，联箱内壁上焊接有凸条作为滑轨61，凸条一端设置有突起与滚轴65内部中空配合连接，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
联箱内壁上沿轴向焊接有两条凸条作为滑轨联箱61联箱，两条凸条之间的距离与滚轴65外径一致，滚轴65卡在两条凸条之间运动，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
所述托架组件包括套装在主轴7上的托架62、连接头63和滚轴65，所述托架62由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴7上，托架62为一个与联箱接触的圆盘，圆盘中间开孔套装在主轴7上，圆盘其他部位可以为实心，也可以镂空。
本申请还提供另外一种适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：在主轴活塞杆正下方设置有托顶装置，托顶装置为电动、气动或者机械传动装置，下端与行程缸接触，托顶装置与主轴活塞杆随动并配合激光或者红外线反馈的定位信息，实时改变托顶高度，形成支撑，克服重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保轴心线不变或仅发生微量变化。
本发明的有益效果是：
解决了设备非垂直安装状态下开孔刀盘、封堵器的重量造成的主轴桡度和偏转扭矩问题，运动主轴在托架装置的束缚下确保轴心线不变或者仅发生微量变化，从而使开孔机在开孔过程中的轴心线不变，封堵作业时封堵器的轴心线与开孔机的轴心线重合或接近，达到最佳的封堵效果。
大口径垂直封堵作业时，封堵器在管道里前行时受到反作用力，该力作用在活塞杆前端，而活塞杆后端支撑点在油缸的法兰位置，活塞杆行程越大，则作用在其上的力矩越大， 弯曲变形就越大，从而造成封堵器操作困难，加装托架装置后，该装置随封堵器下行而同步下行，控制油缸活塞杆的运动轨迹，使活塞杆受力后的弯曲变形大幅降低，运动主轴活塞杆在托架装置的束缚下确保轴心线不变或者仅发生微量变化，封堵器的轴心线垂直向下，从而避免因弯曲造成的设备事故。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是托架组件与联箱配合示意图（一）。
图3是图2的侧视图(一)。
图4是图2的侧视图(二)。
图5是图2的侧视图(三)。
图6是托架组件与联箱配合示意图（二）。
图7是图6的侧视图(一)。
图8是图6的侧视图(二)。
图9是图6的侧视图(三)。
图10是托架组件与联箱配合示意图（三）。
图11图10的侧视图。
图12是滑轨示意图。
图13是滑轨与滚轴装配示意图a。
图14是滑轨与滚轴装配示意图b。
图15是滑轨与滚轴装配示意图c
图16是滑轨与滚轴装配示意图d。
图17是滑轨与滚轴装配示意图e。
图18是滑轨与滚轴装配示意图f。
图19是封堵作业时，托架组件的结构示意图。
图中：1-介质管道，2-三通夹具，3-夹板阀，4-联箱，5-开孔、封堵机构，6-托架组件，61-滑轨，62-托架，63-连接头，64-键槽，65-滚轴，7-主轴，8-动力装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1，本发明采用管道带压开孔、封堵机架共用结构，包括三通夹具、夹板阀、开孔/封堵接合联箱及与之相配合安装的开孔/封堵机，开孔/封堵机包括动力机构、行程缸、传动机构、开孔刀盘或者水刀、等离子切割枪或封堵器，传动机构采用套筒式结构，其特征是：开孔/封堵接合联箱内，位于传动机构与开孔刀盘或封堵器之间的主轴上设置与联箱内腔壁相配合套装的托架组件，托架组件对行程缸内的主轴在做往复运动时产生随动形成支撑，克服刀盘或封堵器的重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保开孔机或封堵器的主轴的轴心线不变或仅发生微量变化。参阅图1至图19。
实施例2，。带压开孔作业时，所述托架组件包括套装在主轴7上的托架62、连接头63和滚轴65，所述托架62由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴7上，托架62两端设置连接头63，连接头63上设置有滚轴65，滚轴65与开孔联箱内壁配合。参阅图1至图19，其余同实施例1。
实施例3，带压封堵作业时，所述托架组件包括套装在主轴联箱7联箱上的托架62、连接头63和滚轴65，所述托架62由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴7上，托架62两端设置连接头63，连接头63上设置有滚轴65，滚轴65与封堵联箱内壁配合，主轴7上设置有连接键，托架62与主轴配合的内壁设置有键槽64与连接键配合，防止主轴旋转。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例4，所述滚轴65与开孔联箱内壁配合处设置有滑轨61，所述滑轨61沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置，更好的实时补偿重力作用产生的挠度。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例5，所述托架组件设置有1组以上。 参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例6，联箱壁上沿轴向开设有穿透的条状孔，条状孔外焊接有凹槽作为与滚轴联箱65联箱配合的滑轨61，凹槽大小与滚轴外径、条状孔径一致，凹槽沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例,7，联箱壁上沿轴向开设有未穿透的条状孔，条状孔口上下两侧各焊接有一凸条形成滑轨61，两凸条之间距离与滚轴外径、条状孔径一致，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例8，联箱壁上沿轴向开设有未穿透的条状孔作为滑轨61，条状孔径与滚轴外径一致，条状孔沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例9，联箱内壁上沿轴向焊接有凸条，凸条表面设置有凹槽作为与滚轴联箱65联箱配合的滑轨61，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例10，滚轴65内部中空，联箱内壁上焊接有凸条作为滑轨61，凸条一端设置有突起与滚轴65内部中空配合连接，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例11，联箱内壁上沿轴向焊接有两条凸条作为滑轨联箱61联箱，两条凸条之间的距离与滚轴65外径一致，滚轴65卡在两条凸条之间运动，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例12，所述托架组件包括套装在主轴联箱7联箱上的托架62、连接头63和滚轴65，所述托架62由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴7上，托架62为一个与联箱接触的圆盘，圆盘中间开孔套装在主轴联箱7联箱上，圆盘其他部位可以为实心，也可以镂空。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
实施例13，本申请还提供另外一种适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：在主轴活塞杆正下方设置有托顶装置，托顶装置为电动、气动或者机械传动装置，下端与行程缸接触，托顶装置与主轴活塞杆随动并配合激光或者红外线反馈的定位信息，实时改变托顶高度，形成支撑，克服重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保轴心线不变或仅发生微量变化。参阅图1至图19，其余同上述实施例。
本发明的实施过程：制作两个内径大于作业管道外径的对合后组成三通包裹紧固件，该两半圆紧固件对合将作业管道夹装在内，对两半圆构件的对合边及与作业管道接触的部分进行焊接封闭；将夹板阀门安装在三通法兰上，开孔联箱的法兰端与三通法兰连接；将开孔机刀盘安装在开孔联箱内的主轴上，开孔机的中心钻通过三通和阀门后对作业管道进行定位钻孔，托架组件同步移动，使支撑点同步靠近介质管道，主轴的支撑点前移后，大幅度降低因刀盘重量造成的下垂引发的弯曲变形，滑轨沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置，更好的实时补偿重力作用产生的挠度，操作开孔机即可完成对作业管道的开孔；开孔完成后退出开孔刀盘至联箱内，关闭阀门后拆除开孔设备。将封堵装置安装在夹板阀门上，打开阀门操作液压控制装置对管道进行带压封堵作业。封堵时，托架组件同步移动，使支撑点同步向介质管道靠近，大幅度降低因封堵器重力对封堵油缸活塞杆造成的弯曲变形，同时也制约了因封堵器的偏心作用对油缸活塞杆造成的扭矩。滑轨沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置，更好的实时补偿重力作用产生的挠度。本发明在主轴上设置有托架组件，可以实现全方位的开孔，托架组件随着开孔刀盘和封堵器下行而同步下行，弯曲变形大幅度降低，滑轨沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置，更好的实时补偿重力作用产生的挠度，滑轨与滑轴紧密配合，可避免在其他方向产生位移，克服重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保轴心线不变或仅发生微量变化。
Claims (13)
1.一种适用于在线管道全方位带压开孔、封堵的方法，它采用管道带压开孔、封堵机架共用结构，包括三通夹具、夹板阀、开孔/封堵接合联箱及与之相配合安装的开孔/封堵机，开孔/封堵机包括动力机构、行程缸、传动机构、开孔刀盘或封堵器，传动机构采用套筒式结构，其特征是：开孔/封堵接合联箱内，位于传动机构与开孔刀盘或封堵器之间的主轴上设置与联箱内腔壁相配合套装的托架组件，托架组件对行程缸内的主轴在做往复运动时产生随动形成支撑，克服刀盘或封堵器的重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保开孔机或封堵器的主轴的轴心线不变或仅发生微量变化。
2.根据权利要求1所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：带压开孔作业时，所述托架组件包括套装在主轴（7）上的托架（62）、连接头（63）和滚轴（65），所述托架（62）由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴（7）上，托架（62）两端设置连接头（63），连接头（63）上设置有滚轴（65），滚轴（65）与开孔联箱内壁配合。
3.根据权利要求1所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：带压封堵作业时，所述托架组件包括套装在主轴（7）上的托架（62）、连接头（63）和滚轴（65），所述托架（2）由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴（7）上，托架（62）两端设置连接头（63），连接头（63）上设置有滚轴（65），滚轴（65）与封堵联箱内壁配合，主轴（7）上设置有连接键，托架（62）与主轴配合的内壁设置有键槽（64）与连接键配合。
4.根据权利要求2或3所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：所述滚轴（65）与开孔联箱内壁配合处设置有滑轨（61），所述滑轨（61）沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
5.根据权利要求2或3所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：所述托架组件设置有1组以上。
6.根据权利要求4所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：联箱壁上沿轴向开设有穿透的条状孔，条状孔外焊接有凹槽作为与滚轴（65）配合的滑轨（61），凹槽大小与滚轴外径、条状孔径一致，凹槽沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
7.根据权利要求4所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：联箱壁上沿轴向开设有未穿透的条状孔，条状孔口上下两侧各焊接有一凸条形成滑轨（61），两凸条之间距离与滚轴外径、条状孔径一致，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
8.根据权利要求4所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：联箱壁上沿轴向开设有未穿透的条状孔作为滑轨（61），条状孔径与滚轴外径一致，条状孔沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
9.根据权利要求4所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：联箱内壁上沿轴向焊接有凸条，凸条表面设置有凹槽作为与滚轴（65）配合的滑轨（61），凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
10.根据权利要求4所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：滚轴（65）内部中空，联箱内壁上焊接有凸条作为滑轨（61），凸条一端设置有突起与滚轴（65）内部中空配合连接，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
11.根据权利要求4所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：联箱内壁上沿轴向焊接有两条凸条作为滑轨（61），两条凸条之间的距离与滚轴（65）外径一致，滚轴（65）卡在两条凸条之间运动，凸条沿联箱内壁水平倾斜0-15 º设置。
12.根据权利要求1所述的适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：所述托架组件包括套装在主轴（7）上的托架（62）、连接头（63）和滚轴（65），所述托架（62）由对称两端通过螺栓连接而成套装在主轴（7）上，托架（62）为一个与联箱接触的圆盘，圆盘中间开孔套装在主轴（7）上，圆盘其他部位可以为实心，也可以镂空。
13.一种适用于在线管道可全方位带压开孔、封堵的方法，其特征是：在主轴活塞杆正下方设置有托顶装置，托顶装置为电动、气动或者机械传动装置，下端与行程缸接触，托顶装置与主轴活塞杆随动并配合激光或者红外线反馈的定位信息，实时改变托顶高度，形成支撑，克服重力造成的主轴挠度和偏转扭矩，确保轴心线不变或仅发生微量变化。
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