CN110173229B - 一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置及封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置，该装置包括托盘为倒凸字型，包括连通的上部半圆筒和下部半圆筒；加劲板设于上部半圆筒的外部底端和下部半圆筒的外侧之间，加劲板设有多个；永久支撑结构设于托盘和隧道岩壁之间，且位于上部半圆筒的下方；排水管入口端与上部半圆筒底部连接，出口端与隧道内排水沟连接。还公开了一种用于油气管道反井钻斜井封堵方法，该方法包括：将托盘设置于管道的外侧使托盘紧抱管道，之后利用螺栓连接件将托盘进行固定；将排水管插在上部半圆筒底部的预留孔中；在托盘的外侧与反井钻井壁之间的空隙处用填充物进行严密性封堵；在托盘和隧道岩壁之间浇筑混凝土形成永久支撑结构。
Description
技术领域
本发明涉及油气输送技术领域，具体而言，涉及一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置及封堵方法。
背景技术
2014年塞班公司在墨西哥的天然气管道项目中，首次结合遥感数据和运动重建技术，实施了利用反井钻机非开挖穿越了CHINIPAS边坡，斜巷道长约138m，水平隧洞约100m，并获得了成功。既避免了大量土石方工程和支撑结构，降低了边坡失稳的风险，又实现了对环境的影响最小化的目标。该项目是国外反井技术在管道上的首次应用。利用反井钻技术非开挖穿越的管道敷设方式在国内还未见有设计和施工先例。反井钻机从上个世纪的80年代引入国内至今已经有30多年，主要应用在矿山开采、煤炭、水电、公路铁路地下通风竖井和其他地下建设工程中。
煤炭等行业的反井钻工程，通常的封堵盘没有下部支撑，仅靠两侧螺栓抱紧管道以克服上部注浆液的自重，导致封堵盘必须要有抱箍管道长度和刚度保证，必然使得整个封堵装置自重较大，比较笨重，经济性差，施工安装困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置及封堵方法，使整个封堵装置轻便化，便于施工，提高封堵有效性、经济性和耐久性。
本发明提供了一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置，该装置包括：
托盘，其为倒凸字型，包括连通的上部半圆筒和下部半圆筒，所述托盘为左右对称的两块并通过可拆卸连接件套设在管道上；
加劲板，其设于所述上部半圆筒的外部底端和所述下部半圆筒的外侧之间，所述加劲板设有多个；
永久支撑结构，其设于所述托盘和隧道岩壁之间，且所述永久支撑结构位于所述上部半圆筒的下方；
排水管，其入口端与所述上部半圆筒底部连接，所述排水管的出口端与隧道内排水沟连接。
作为本发明的进一步改进，所述上部半圆筒和反井钻井壁之间以及两块所述托盘的连接处均设有棉絮、水泥卷或水泥浆充填物。
作为本发明的进一步改进，多个所述加劲板沿所述托盘的圆周方向均匀设置。
作为本发明的进一步改进，所述管道和所述下部半圆筒之间设有橡胶垫层，所述上部半圆筒的底面上设有光缆通孔，所述光缆通孔中设有光缆保护管。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土结构的浇筑厚度不小于1m。
作为本发明的进一步改进，所述可拆卸连接件设于所述下部半圆筒上，所述可拆卸连接件设有多个且沿所述下部半圆筒的高度方向均匀布置。
作为本发明的进一步改进，所述排水管的直径至少为100mm。
作为本发明的进一步改进，所述永久支撑结构至少延伸至所述管道的水平段。
本发明还提供了一种用于油气管道反井钻斜井封堵方法，该方法包括：
步骤1、将托盘设置于管道的外侧使托盘紧抱管道，之后利用螺栓连接将托盘进行固定；
步骤2、将排水管插在上部半圆筒底部的预留孔中，用于将斜井内存在裂隙水输送至隧道内排水沟中；
步骤3、在托盘的外侧与反井钻井壁之间的空隙处用填充物进行严密性封堵；
步骤4、在托盘和隧道岩壁之间浇筑混凝土形成永久支撑结构。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1中，托盘是利用下部半圆筒上的螺栓连接件进行固定，并通过其圆周方向上的多个加劲板进行加固。
本发明的有益效果为：本发明在封堵盘的下部设置永久支撑，使整个封堵装置轻便化，便于施工，提高封堵有效性、经济性和耐久性。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置纵向断面图；
图2为图1的A-A向剖面图；
图3为图1的B-B向剖面图。
图中，
1、管道；2、上部半圆筒；3、托盘；4、加劲板；5、下部半圆筒；6、永久支撑结构；7、反井钻井壁；8、隧道岩壁；9、排水管。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
如图1-3所示，本发明实施例1所述的是一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置，该装置包括：
托盘3，其为倒凸字型，包括连通的上部半圆筒2和下部半圆筒5，托盘3为左右对称的两块并通过可拆卸连接件套设在管道1上；
加劲板4，其设于上部半圆筒2的外部底端和下部半圆筒5的外侧之间，加劲板4设有多个；
永久支撑结构6，其设于托盘3和隧道岩壁8之间，且永久支撑结构6位于上部半圆筒2的下方；
排水管9，其入口端与上部半圆筒2底部连接，排水管9的出口端与隧道内排水沟连接。
在油气输送过程中经常会涉及到高度方向上的过渡，此时就需要设置倾斜的管道来完成存在高度差的两段水平管道之间的连接。本发明是当管道1在斜井内放置好之后，将托盘3的两块分别对称放置在管道1的两侧，并调整好位置使托盘3的两块能够无缝衔接，之后通过设置在下部半圆筒5的可拆卸连接结构对托盘3进行固定，使托盘3紧抱在管道1的外侧。同时多个加劲板4可以对托盘3起到很好的支撑作用，避免了托盘3由于上部注浆或者裂隙水出现承压不足而发生断裂。由于斜井内存在裂隙水，需要实时进行排水降压，因此在上部半圆筒2的底部设有预留孔，并在预留孔内设置排水管9，从而排水管9即可将裂隙水排放至隧道内的排水沟中。本实施例中可拆卸连接件选用螺栓连接，在实际使用时也可选择其他可拆卸连接结构，同时在使用过程中也可根据具体工况选择多个托盘3对管道1进行固定。其中，上部半圆筒2的直径略小于斜井裸孔的直径，下部半圆筒5的直径略大于管道1的直径，此种设置更进一步保证了托盘3的稳定性，一方面上部半圆筒2由于斜井裸孔内壁的阻力不会产生过大晃动，另一方面下部半圆筒5上的可拆卸连接结构也能够较易使托盘3紧箍在管道1上。
进一步的，上部半圆筒2和反井钻井壁7之间以及两块托盘3的连接处均设有棉絮、水泥卷或水泥浆充填物。由于上部半圆筒2的直径略小于斜井裸孔的直径，因此上部半圆筒2和反井钻井壁7之间存在空隙，同时两块托盘3之间也存在对接空隙，因此就需要借助充填物保证严密性，本实施例选用棉絮、水泥卷以及水泥浆充填进行严密性封堵，同时在实际工况中也可以使用其他较易获取的充填物实现严密性封堵。
进一步的，多个加劲板4沿托盘3的圆周方向均匀设置。此种设置可以保证每个加劲板4受力均匀，进一步保证了托盘3的稳定性。
进一步的，管道1和下部半圆筒5之间设有橡胶垫层，上部半圆筒2的底面上设有光缆通孔，光缆通孔中设有光缆保护管。橡胶垫层可以起到很好的保护管道防腐层和防水作用，通信光缆从光缆保护管中穿过，光缆保护管则从光缆通孔中穿出上部半圆筒2。
进一步的，混凝土结构的浇筑厚度不小于1m。
进一步的，永久支撑结构6至少延伸至管道1的水平段。
本实施例中永久支撑结构6选用的混凝土浇筑结构，其中浇筑厚度不小于1m、浇筑的混凝土外边缘距离反井钻井壁7不小于0.5m，使其承载力要大于第一段高10m水泥浆及环空水压。由于管道1为倾斜设置并且需要一段弯曲段与水平管道之间形成过度，因此为了使永久支撑结构6对管道1起到充分的支撑作用，因此必须要保证永久支撑结构6至少延伸至管道1的水平段，避免管道1中的倾斜段和弯曲段处于悬空状态。
进一步的，可拆卸连接件设于下部半圆筒5上，可拆卸连接件设有多个且沿下部半圆筒5的高度方向均匀布置。本实施例中可拆卸连接件选用的为螺栓连接件，在实际使用中可以根据具体工况选择其他可拆卸连接件。
进一步的，排水管9的直径至少为100mm，保证孔隙水能够及时排出。
实施例2
本发明实施例2所述的是一种用于油气管道反井钻斜井封堵方法，该方法包括：
步骤1、将托盘3设置于管道1的外侧使托盘3紧抱管道1，之后利用螺栓连接件将托盘3进行固定；
步骤2、将排水管9插在上部半圆筒2底部的预留孔中，用于将斜井内存在裂隙水输送至隧道内排水沟中；
步骤3、在托盘3的外侧与反井钻井壁7之间的空隙处用填充物进行严密性封堵；
步骤4、在托盘3和隧道岩壁8之间浇筑混凝土形成永久支撑结构。
进一步的，步骤1中，托盘3是利用下部半圆筒5上的螺栓连接件进行固定，并通过其圆周方向上的多个加劲板4进行加固。
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 (10)
1.一种用于油气管道反井钻斜井封堵装置，其特征在于，包括：
托盘（3），其为倒凸字型，包括连通的上部半圆筒（2）和下部半圆筒（5），所述托盘（3）为左右对称的两块并通过可拆卸连接件套设在管道（1）上；
加劲板（4），其设于所述上部半圆筒（2）的外部底端和所述下部半圆筒（5）的外侧之间，所述加劲板（4）设有多个；
永久支撑结构（6），其设于所述托盘（3）和隧道岩壁（8）之间，且所述永久支撑结构（6）位于所述上部半圆筒（2）的下方，所述永久支撑结构（6）采用混凝土结构浇注而成；
排水管（9），其入口端与所述上部半圆筒（2）底部连接，所述排水管（9）的出口端与隧道内排水沟连接。
2.根据权利要求1所述的反井钻斜井封堵装置，其特征在于，所述上部半圆筒（2）和反井钻井壁（7）之间以及两块所述托盘（3）的连接处均设有棉絮、水泥卷或水泥浆充填物。
3.根据权利要求1所述的反井钻斜井封堵装置，其特征在于，多个所述加劲板（4）沿所述托盘（3）的圆周方向均匀设置。
4.根据权利要求1所述的反井钻斜井封堵装置，其特征在于，所述管道（1）和所述下部半圆筒（5）之间设有橡胶垫层，所述上部半圆筒（2）的底面上设有光缆通孔，所述光缆通孔中设有光缆保护管。
5.根据权利要求4所述的反井钻斜井封堵装置，其特征在于，所述混凝土结构的浇筑厚度不小于1m。
6.根据权利要求1所述的反井钻斜井封堵装置，其特征在于，所述可拆卸连接件设于所述下部半圆筒（5）上，所述可拆卸连接件设有多个且沿所述下部半圆筒（5）的高度方向均匀布置。
7.根据权利要求1所述的反井钻斜井封堵装置，其特征在于，所述排水管（9）的直径至少为100mm。
8.根据权利要求1所述的反井钻斜井封堵装置，其特征在于，所述永久支撑结构（6）至少延伸至所述管道（1）的水平段。
9.一种如权利要求1或3-8中任意一项所述的用于油气管道反井钻斜井封堵装置的封堵方法，其特征在于，包括：
步骤1、将托盘（3）设置于管道（1）的外侧使托盘（3）紧抱管道（1），之后利用螺栓连接件将托盘（3）进行固定；
步骤2、将排水管（9）插在上部半圆筒（2）底部的预留孔中，用于将斜井内存在的裂隙水输送至隧道内排水沟中；
步骤3、在托盘（3）的外侧与反井钻井壁（7）之间的空隙处用充填物进行严密性封堵；
步骤4、在托盘（3）和隧道岩壁（8）之间浇筑混凝土形成永久支撑结构。
10.根据权利要求9所述的反井钻斜井封堵方法，其特征在于，所述步骤1中，托盘（3）是利用下部半圆筒（5）上的螺栓连接件进行固定，并通过其圆周方向上的多个加劲板（4）进行加固。
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