CN110578852A - 一种管道智能封堵器及其封堵方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道智能封堵器及其封堵方法，包括第一封堵机构、第二封堵机构以及连接第一封堵机构和第二封堵机构的第一万向联轴器；第一封堵机构、第二封堵机构结构呈对称设置，且均包括封堵装置和动力装置，封堵装置和动力装置之间连接有第二万向联轴器，动力装置中设置有液压动力系统和信号收发装置，信号收发装置用于接收管道外界的控制信号从而控制液压动力系统工作，液压动力系统分别驱动封堵装置和第一万向联轴器动作，本发明通过上游发球端同时发送两个封堵头且能够在到达指定位置时分离，按照指令完成锚定动作与密封动作，从而分别封堵管道上游与下游的压力。

Description

一种管道智能封堵器及其封堵方法

技术领域

本发明涉及海洋装备技术领域，具体涉及一种管道智能封堵器及其封堵方法。

背景技术

由于地球上的人类居民增长的越来越快，人类对资源的需求也越来越多，为了生存和发展，人们开始了向海洋进军。而海洋最重要的资源就是石油，由于海洋环境的复杂多变性，海底石油气输送管道在长期服役的过程之中，难免会因潮流、地震、材料缺陷等等原因，而产生输送管道的损坏导致石油气的泄露，使得海洋生态环境受到污染和破坏，甚至危及海上作业人员的人身安全，给社会也会带来极大的负面影响。

现阶段，国内多采用管道封堵器进行管道封堵作业，以实现对管道的维修，管道智能封堵器是通过上游的清管器的发球端投放一个管道智能封堵器进入管道内，由管道介质推动管道智能封堵器前进，在到达欲封堵管段后，经极频电磁脉冲信号(ELF)的控制启动内置的微型液压系统，通过卡爪结构及胶筒结构实现刹车封堵，达到实现隔绝上游管道压力的目的。但是管道下游的压力常常因为某些原因无法完全排空(比如高程差)，这会对施工工作造成很大影响。因此如何进行上下游管道的同步封堵，从而实现上下游管道之间的维修是现阶段亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道智能封堵器及其封堵方法，通过在管道智能封堵器上游发球端同时发送两个封堵头且能够在到达指定位置时分离，按照指令完成锚定动作与密封动作，从而分别封堵管道上游与下游的压力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种管道智能封堵器，包括第一封堵机构、第二封堵机构以及连接第一封堵机构和第二封堵机构的第一万向联轴器；

第一封堵机构、第二封堵机构结构呈对称设置，且均包括封堵装置和动力装置，封堵装置和动力装置之间连接有第二万向联轴器，其中，

封堵装置包括；

一动力液压缸，动力液压缸包括缸体、活塞以及与活塞连接的第一活塞杆；

一执行器盘，连接于第一活塞杆远离活塞的一端，执行器盘具有内端面、外端面和从内端面轴向延伸的第一筒部；

一承压头，连接于缸体上，承压头具有内端面、外端面和从内端面轴向延伸的第二筒部，第二筒部的内周面套接在第一筒部的外周面上；

一活动锥体，套接于第二筒部的外周面端部，且活动椎体内周面与第二筒部外周面之间设置有剪切钉，活动锥体外周面设置有若干斜面，斜面上设置有滑轨；

若干锁定卡瓦，锁定卡瓦设置为楔形状，且锁定卡瓦内表面设置有与滑轨配合连接的滑槽，锁定卡瓦外表面设置有锁定螺纹，锁定卡瓦与执行器盘的外断面活动连接；

一密封装置，密封装置套接在承压头与活动锥体之间的第二筒部外周面上，且受活动锥体的挤压端面挤压而呈径向膨胀状态实现封堵；

动力装置包括壳体，壳体两端分别设置有第一端盖和第二端盖，第一端盖外端面通过第一万向联轴器与执行器盘外端面相连接，壳体内部一侧设置有液压动力系统和信号收发装置，信号收发装置用于接收管道外界的控制信号从而控制液压动力系统工作，壳体内部另一侧设置有释放机构，释放机构穿过第二端盖并与第一万向连轴器相连接，液压动力系统分别连接动力液压缸以及释放机构。

进一步的，承压头的外端面、执行器盘的外端面、壳体的第一端盖外端面和壳体的第二端盖外端面均设置有支撑行走装置，支撑行走装置包括环形支撑座，环形支撑座外周圈等间距设置有多个支撑架，支撑架上设置有滑动槽，滑动槽中滑动设置有限位块，限位块与支撑架之间设置有第一弹簧，限位块上转动设置有支撑轮。

进一步的，第二封堵机构上的承压头外端面上设置有皮碗，皮碗外径大于管道内径。

进一步的，第一万向联轴器包括连接杆，连接杆两端分别铰接有铰接杆，铰接杆端部设置有卡环。

进一步的，第二万向连轴器包括两个叉头，叉头通过球轴进行铰接，叉头、球轴的轴心处均设置有通孔。

进一步的，释放机构包括一释放液压缸，释放液压缸中设置有第二活塞杆，释放液压缸的活动端连接有内套筒，内套筒与第二端盖螺纹连接，内套筒外周圈上设置有若干卡槽，卡槽中卡接有凸块，内套筒外周圈设置有外套筒，外套筒与凸块之间设置有第二弹簧，凸块在第二弹簧的预紧力下向外套筒内周圈延伸，并与插接在内套筒中的铰接杆端部的卡环相卡接。

进一步的，液压动力系统包括控制模块、电池组和液压回路，控制模块的输入端连接信号收发装置，控制模块的输出端连接液压回路，电池组分别为信号收发装置、控制模块和液压回路进行供电。

进一步的，液压回路包括油箱、液压泵、二位一通电磁阀和三位四通电磁换向阀，液压泵一端连接邮箱，另一端分别连接二位一通电磁阀和三位四通电磁换向阀，三位四通电磁换向阀的工作油口接动力液压缸，二位一通电磁阀的工作油口连接释放液压缸。

优选的，密封装置包括第一密封胶筒和第二密封胶筒，且胶筒均套接在承压头与活动锥体之间的第二筒部外周面上，第一密封胶筒和第二密封胶筒之间设置有隔挡环。

优选的，第一密封胶筒、第二密封胶筒均采用丁晴橡胶制成，活动锥体、锁定卡瓦均采用硬质合金钢制成。

上述的一种管道智能封堵器的封堵方法，包括如下步骤，

S1，安装管道外通信装置：在待隔绝管段前后的合适位置安装管外通信装置，以便在管内智能封堵器能够顺利接收各项指令动作。

S2，上游管道站发球：将第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器使用万向节连结，通过清管器发球端发球进入管道内，在管道介质的推动下，第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器向下游端运动。

S3，上游管道智能封堵器锚定：当到达指定位置1(即上游位置)时，第一信号发射装置通过极低频电磁脉冲信号(ELF)对第一管道智能封堵器下达锚定指令。第一管道智能封堵器的液压动力系统开始工作，在第一级工作压力下使第一管道智能封堵器锚定在待隔绝管段上游，同时释放第二管道智能封堵器，使之在管道压力下继续沿管道移动。

S4，下游管道智能封堵器锚定：第二管道智能封堵器到达指定位置2时，第二信号发射装置通过极低频电磁脉冲信号(ELF)对第二管道智能封堵器下达锚定指令，同样地，使第二管道智能封堵器锚定在待隔绝管段下游。

S5，管道智能封堵器密封：当第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器分别锚定在指定位置后，分别可通过管道外通信装置下达密封指令。第一管道智能封堵器通过电磁溢流阀调整动力液压系统压力，首先进行密封动作隔绝上游端介质，随后对第二管道智能封堵器进行密封，隔绝下游端介质，此时可对隔绝管段进行维护抢修等工作。

S6，解封：待对管道的更换维护结束后，管道外通信装置发送解封指令再次启动电机，通过电磁换向阀换向使液压缸反向动作。

S7，完成解封动作，收球及拆除管道外通信装置:第一管道智能封堵器和第二管道智能封堵器在管道内介质的推动下流入下游管道站到清管器收球端收球。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

通过设置第一封堵机构和第二封堵机构，并利用万向连轴器进行柔性连接，通过清管器发球端发球进入管道内。在管道介质的推动下，并利用加装在第二封堵机构前端的皮碗产生的前后压差的作用下，使得第一封堵机构和第二封堵机构向下游端运动，当第一封堵机构中的封堵装置到达上游指定位置时，管道内部信号收发装置接收管道外界通信装置的极低频电磁脉冲信号(ELF)，从而对第一封堵机构中的封堵装置下达锚定指令，即通过第一封堵机构中的液压动力系统开始工作，在第一级工作压力下使第一封堵机构中的封堵装置锚定在待隔绝管段上游。同时液压动力系统驱动释放机构工作，从而释放第一封堵机构，使之在管道压力下继续沿管道移动。当第二封堵机构中的封堵装置到达下游指定位置时，管道内部信号收发装置接收管道外界通信装置的的极低频电磁脉冲信号(ELF)，从而对第二封堵机构中的封堵装置下达锚定指令，即通过第二封堵机构中的液压动力系统开始工作，使第二封堵机构中的封堵装置锚定在待隔绝管段下游，当第一封堵机构中的封堵装置和第二封堵机构中的封堵装置分别锚定在指定位置后，分别可通过管道内信号收发装置下达密封指令。第一封堵机构中的液压动力系统驱动第一封堵机构中的封堵装置进行密封动作，由此隔绝上游端介质。随后第二封堵机构中的液压动力系统驱动第二封堵机构中的封堵装置进行密封动作，隔绝下游端介质，此时可对隔绝管段进行维护抢修等工作，待对管道的更换维护结束后，管道外信号收发装置发送解封指令，第一封堵机构中的液压动力系统、第二封堵机构中的液压动力系统分别对指定位置的封堵装置进行解封动作，解封完成后，封堵器在管道内介质的推动下流入下游管道站到清管器收球端收球。

相对于现有技术而言，本发明通过设置两个封堵装置，能从清管器发球端进入，并通过管道外界通信装置向管道内的信号接收装置发送电磁信号，精准的对待维修的管道上下游位置进行精准锚定，并实现两个封堵装置的分离，以及对管道的密封，从而方便对隔绝管段的维修，本发明的管道智能封堵器能够安全完成管道抢修任务，可对于管道抢修技术产生巨大的推进作用，可对管道维护抢修的安全、高效、快速作业提供保障。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明所公开的管道智能封堵器的立体结构示意图；

图2为本发明所公开的封堵装置的结构示意图；

图3为本发明所公开的封堵装置的平面结构示意图；

图4为本发明所公开的锁定卡瓦的结构示意图；

图5为本发明所公开的动力装置的结构示意图；

图6为本发明所公开的动力装置内部结构示意图；

图7为本发明所公开的第一万向联轴器的结构示意图；

图8为本发明所公开的第二万向联轴器的结构示意图；

图9为本发明所公开的支撑行走装置的结构示意图。

图10为本发明公开的管道智能封堵器进行双端封堵作业时发球端状态图。

图11为本发明公开的管道智能封堵器双端封堵作业的工作过程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照附图1-6所示，本发明实施例公开了一种管道智能封堵器，包括第一封堵机构1、第二封堵机构2以及连接第一封堵机构1和第二封堵机构2的第一万向联轴器3；

第一封堵机构1、第二封堵机构2结构呈对称设置，且均包括封堵装置100和动力装置200，封堵装置100和动力装置200之间连接有第二万向联轴器300，其中，

封堵装置100包括；

一动力液压缸110，动力液压缸110包括缸体111、活塞112以及与活塞112连接的第一活塞杆113，在本实施例中，活塞112中上端面和下端面分别开设有连通缸体111的上管路114和下管路115，上管路114和下管路115均穿过第一活塞杆113并与下文的液压动力系统220相连接，并由液压动力系统220驱动活塞112运动；

一执行器盘120，连接于第一活塞杆113远离活塞112的一端，执行器盘120具有内端面、外端面和从内端面轴向延伸的第一筒部121，在本实施例中，第一活塞杆113固定套接在执行器盘120外端面上，通过活塞112在缸体111内运动，从而驱动第一活塞杆113带动执行器盘120运动；

一承压头130，连接于缸体111上，承压头130具有内端面、外端面和从内端面轴向延伸的第二筒部131，第二筒部131的内周面套接在第一筒部121的外周面上,在本实施例中，承压头130内端面与缸体111之间通过螺纹方式进行连接；

一活动锥体140，套接于第二筒部131的外周面端部，且活动椎体内周面与第二筒部131外周面之间设置有剪切钉141，活动锥体140外周面设置有若干斜面142，斜面142上设置有滑轨143，在本实施例中，剪切钉141采用黄铜制成；

若干锁定卡瓦150，锁定卡瓦150设置为楔形状，且锁定卡瓦150内表面设置有与滑轨143配合连接的滑槽151，锁定卡瓦150外表面设置有锁定螺纹152，锁定卡瓦150与执行器盘120的外端面活动连接；在本实施例中，锁定卡瓦150外端面设置有T型槽153，T型槽153中设置有工字型钢154，通过工字型钢154可以将锁定卡瓦150和执行器盘120进行活动连接，当然本发明实施例还可以通过其他方式进行连接，此处不做具体限制；

一密封装置160，密封装置160套接在承压头130与活动锥体140之间的第二筒部131外周面上，且受活动锥体140的挤压端面挤压而呈径向膨胀状态实现封堵；

通过设置上述的封堵装置100，在封堵装置100进入到管道内，到达指定位置时，通过液压动力系统220驱动动力液压缸110动作，当活塞112在缸体111内往承压头130内端面方向运动时，驱动第一活塞杆113带动执行器盘120与承压头130发生相对位移，初始状态下，锁定卡瓦150内表面与活动锥体140斜面142进行贴合，并通过锁定卡瓦150上的滑槽151与活动锥体140上的滑轨143相配合滑动，当执行器盘120带动锁定卡瓦150沿活动椎体上的斜面142进行径向张开时，并产生较小的轴向力，锁定卡瓦150外壁咬合管道内壁，从而使封堵装置100停留在指定位置，在锁定卡瓦150外表面设置有锁定螺纹152，在径向扩张以后锁定卡瓦150可以刺入管道内壁，平衡管道内压力对封堵装置100的推力，使得封堵装置100被固定在管道内且不能移动，实现可靠的锁定，锁定卡瓦150刺入管道内壁会使管道内壁产生刻痕，但不超过行业标准要求即可，当封堵装置100在管道某一位置定位完成后，执行器盘120带动锁定卡瓦150沿活动椎体上的斜面142进行径向张开时，并产生较大的轴向力，此时锁定卡瓦150已经锚定在管道内壁上，活动锥体140受到锁定卡瓦150给的反向力越来越大，从而剪断承压头130与活动锥体140之间的剪切钉141，密封装置160在承压头130及活动锥体140的挤压下径向膨胀，密封管道内介质流向，此时锁定卡瓦150在前后压差作用下发生自锁。

动力装置200包括壳体210，壳体210两端分别设置有第一端盖211和第二端盖212，第一端盖211外端面通过第二万向联轴器300与执行器盘120外端面相连接，壳体210内部一侧设置有液压动力系统220和信号收发装置230，信号收发装置230用于接收管道外界的控制信号从而控制液压动力系统220工作，壳体210内部另一侧设置有释放机构240，释放机构240穿过第二端盖212并与第一万向联轴器3相连接，液压动力系统220分别连接动力液压缸110以及释放机构240。在这种结构设置下，当封堵装置100在管道内运行到某一位置时，通过管道外界的通信装置发送极低频电磁脉冲信号，当管道内部动力装置200中的信号收发装置230接收到控制信号后，进行分别控制液压动力系统220工作，具体的，液压动力系统220在接收到控制信号后，可以驱动动力液压缸110运动，从而对封堵装置100进行管道内壁定位或者密封，也可以驱动释放机构240将第二封堵机构2与第一封堵机构1进行分离，以使第二封堵机构2继续运动到管道下游指定位置。

参照附图9所示，在优选的实施例中，承压头130的外端面、执行器盘120的外端面、壳体210的第一端盖211外端面和壳体210的第二端盖212外端面均设置有支撑行走装置400，支撑行走装置400包括环形支撑座410，环形支撑座410外周圈等间距设置有多个支撑架420，支撑架420上设置有滑动槽430，滑动槽430中滑动设置有限位块440，限位块440与支撑架420之间设置有第一弹簧450，限位块440上转动设置有支撑轮460。在本实施例中，通过支撑轮460，可以使第一封堵机构1和第二封堵机构2在管道内运动时平稳运行，因限位块440和支撑架420之间设置有第一弹簧450，当支撑轮460在通过复杂管道时，通过第一弹簧450对支撑轮460的缓冲力，使得支撑轮460能有一定的越障能力，从而保证第一封堵机构1和第二封堵机构2在管道内平稳顺利通过。

进一步的，第二封堵机构2上的承压头130外端面上设置有皮碗500，皮碗500外径大于管道内径。第二封堵机构2前端的皮碗500在管道内运行时，由管道内介质推动皮碗500往前运动，从而使皮碗500产生前后压差，从而利用管道内介质推动第一封堵机构1和第二封堵机构2在管道内前行。由于封堵装置100外径小于管道内径，且支撑轮460机构具备一定的变径能力，故第一封堵机构1和第二封堵机构2在管道内具备一定的通过性。在本实施例中，皮碗500由聚氨脂材质制成。

参照附图7所示，在优选的实施例中，第一万向联轴器3包括连接杆31，连接杆31两端分别铰接有铰接杆32，铰接杆32端部设置有卡环33。通过这样的结构设置，可以使第一封堵机构1和第二封堵机构2之间的连接呈柔性连接，方便通过完曲的管道，通过在铰接杆32端部设置卡环33，方便连接第一封堵机构1和第二封堵机构2，也便于进行分离。

参照附图8所示，在优选的实施例中，第二万向联轴器300包括两个叉头310，叉头310通过球轴320进行铰接，叉头310、球轴320的轴心处均设置有通孔330。通过在第二万向连轴器中间开设通孔330，方便液压动力系统220上的油管穿过第二万向连轴器中通孔330，并与第一活塞杆113上的上管路114和下管路115连接，从而实现液压动力系统220对动力液压缸110的驱动。

在本实施例中，释放机构240包括一释放液压缸241，释放液压缸241中设置有第二活塞杆242，释放液压缸241的活动端连接有内套筒242，内套筒242与第二端盖212螺纹连接，内套筒247外周圈上设置有若干卡槽243，卡槽243中卡接有凸块244，内套筒247外周圈设置有外套筒245，外套筒245与凸块244之间设置有第二弹簧246，凸块244在第二弹簧246的预紧力下向外套筒245内周圈延伸，并与插接在内套筒247中的铰接杆32端部的卡环33相卡接。通过这样的结构设置，通过液压动力系统220驱动释放液压缸241内的第二活塞杆242伸出，第二活塞杆242端部对凸块244进行挤压，在第二弹簧246的压缩下，往卡槽243内进行内缩，从而使凸块244和铰接杆32端部的卡环33脱离，由此实现第一封堵机构1和第二封堵机构2进行分离，在本实施例中，凸块244外端面设置为倾斜状，且第二活塞杆242端部也设置有倾斜角，方便第二活塞杆242对凸块244的推挤。

在本实施例中，液压动力系统220包括控制模块221、电池组222和液压回路223，控制模块221的输入端连接信号收发装置230，控制模块221的输出端连接液压回路223，电池组222分别为信号收发装置230、控制模块221和液压回路223进行供电。

管道智能封堵器工作环通常为埋藏在几米深的土壤或河流中的密闭的金属管道，由于土壤、河水和金属管道对电磁信号的屏蔽作用，一般频率的电磁波信号无法穿透管道进行通信。而3-30Hz频率(ELF)的信号虽然在传递信息的能力上不及日常所采用的通信频率，但却具备穿透土层、一定厚度的金属管壁等介质的能力，故在潜艇通信、地震预测、管道机器人通信和定位中得到了广泛的应用，可满足管道智能封堵器内外通信的要求。

由于极低频电磁信号发射频率较低，故不能按照传统天线发射理论架设长达上千千米的天线，而应将其缠绕成线圈的形式，利用电磁感应进行信号的传递。在管道智能封堵器工作过程中，管外的地面控制中心将控制指令传送给管外通信控制单元，管外通信控制单元首先依照控制指令对ELF电磁信号进行调制，随后通过功率放大电路由发射线圈发射到管道内，管内信号收发装置230接收到调制后的ELF电磁波信号后，首先对其进行放大、滤波等操作，然后再对接收到的ELF电磁信号进行解调，识别控制指令，并将控制指令传输至控制模块221，并由控制模块221并根据相应的指令控制液压系统工作完成指定动作。同时，管道智能封堵器的工作状态也需要通过上述流程回传到管外通信单元，实现管道内外双向通信。此超低频信号发送接收装置为现有技术，在此不再赘述。

进一步的，液压回路223包括油箱2231、液压泵2232、二位一通电磁阀2233和三位四通电磁换向阀2234，液压泵2232一端连接油箱2231，另一端分别连接二位一通电磁阀2233和三位四通电磁换向阀2234，三位四通电磁换向阀2234的工作油口接动力液压缸110，二位一通电磁阀2233的工作油口连接释放液压缸241。当需要液压动力系统220驱动动力液压缸110中的第一活塞杆113运行时，液压泵2232从油箱2231中抽油注入到三位四通电磁换向阀2234中，并由三位四通电磁换向阀2234与第一活塞杆113的下管路115进行连通，液压油推动活塞112向承压头130方向运动，从而由活塞112驱动第一活塞杆113并带动执行器盘120与承压头130发生相对位移，进而实现封堵装置100的在管道内的锚定或密封，当需要解封时，由三位四通电磁换向阀2234与第一活塞杆113的上管路114进行连通，液压油推动活塞112向执行器盘120方向运动，从而由活塞112驱动第一活塞杆113并带动执行器盘120与承压头130发生分离，从而实现解封；当需要进行第二封堵机构2与第一封堵机构1进行分离操作时，由二位一通电磁阀2233通过油管与释放液压缸241进行连通，通过液压油驱动第二活塞杆242推挤凸块244，使第一万向联轴器3上的卡环33与凸块244分离，从而实现第二封堵机构2与第一封堵机构1进行分离。

优选的，密封装置160包括第一密封胶筒161和第二密封胶筒162，且胶筒均套接在承压头130与活动锥体140之间的第二筒部131外周面上，第一密封胶筒161和第二密封胶筒162之间设置有隔挡环163。通过设置多个密封胶筒，可以增大对管道内部的密封性。

优选的，第一密封胶筒161、第二密封胶筒162均采用丁晴橡胶制成，活动锥体140、锁定卡瓦150均采用硬质合金钢制成。在本实施例中，锁定卡瓦150材料选用40CrNiMo，活动锥体140采用40CrMo材料。

参照附图11，并结合上述实施例，现具体阐述本发明管道智能封堵器的封堵方法，包括如下步骤：

S1，安装管道外通信装置：在待隔绝管段前后的合适位置安装管外通信装置，以便在管内智能封堵器能够顺利接收各项指令动作。

S2，上游管道站发球：将第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器使用万向节连结，通过清管器发球端发球进入管道内，在管道介质的推动下，第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器向下游端运动。

S3，上游管道智能封堵器锚定：当到达指定位置1(即上游位置)时，第一信号发射装置通过极低频电磁脉冲信号(ELF)对第一管道智能封堵器下达锚定指令。第一管道智能封堵器的液压动力系统开始工作，在第一级工作压力下使第一管道智能封堵器锚定在待隔绝管段上游，同时释放第二管道智能封堵器，使之在管道压力下继续沿管道移动。

S4，下游管道智能封堵器锚定：第二管道智能封堵器到达指定位置2时，第二信号发射装置通过极低频电磁脉冲信号(ELF)对第二管道智能封堵器下达锚定指令，同样地，使第二管道智能封堵器锚定在待隔绝管段下游。

S5，管道智能封堵器密封：当第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器分别锚定在指定位置后，分别可通过管道外通信装置下达密封指令。第一管道智能封堵器通过电磁溢流阀调整动力液压系统压力，首先进行密封动作隔绝上游端介质，随后对第二管道智能封堵器进行密封，隔绝下游端介质，此时可对隔绝管段进行维护抢修等工作。

S6，解封：待对管道的更换维护结束后，管道外通信装置发送解封指令再次启动电机，通过电磁换向阀换向使液压缸反向动作。

S7，完成解封动作，收球及拆除管道外通信装置:第一管道智能封堵器和第二管道智能封堵器在管道内介质的推动下流入下游管道站到清管器收球端收球。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种管道智能封堵器，其特征在于：包括第一封堵机构、第二封堵机构以及连接第一封堵机构和第二封堵机构的第一万向联轴器；

第一封堵机构、第二封堵机构结构呈对称设置，且均包括封堵装置和动力装置，封堵装置和动力装置之间连接有第二万向联轴器，其中，

封堵装置包括；

一动力液压缸，动力液压缸包括缸体、活塞以及与活塞连接的第一活塞杆；

一执行器盘，连接于第一活塞杆远离活塞的一端，执行器盘具有内端面、外端面和从内端面轴向延伸的第一筒部；

一承压头，连接于缸体上，承压头具有内端面、外端面和从内端面轴向延伸的第二筒部，第二筒部的内周面套接在第一筒部的外周面上；

一活动锥体，套接于第二筒部的外周面端部，且活动椎体内周面与第二筒部外周面之间设置有剪切钉，活动锥体外周面设置有若干斜面，斜面上设置有滑轨；

若干锁定卡瓦，锁定卡瓦设置为楔形状，且锁定卡瓦内表面设置有与滑轨配合连接的滑槽，锁定卡瓦外表面设置有锁定螺纹，锁定卡瓦与执行器盘的外断面活动连接；

一密封装置，密封装置套接在承压头与活动锥体之间的第二筒部外周面上，且受活动锥体的挤压端面挤压而呈径向膨胀状态实现封堵；

动力装置包括壳体，壳体两端分别设置有第一端盖和第二端盖，第一端盖外端面通过第一万向联轴器与执行器盘外端面相连接，壳体内部一侧设置有液压动力系统和信号收发装置，信号收发装置用于接收管道外界的控制信号从而控制液压动力系统工作，壳体内部另一侧设置有释放机构，释放机构穿过第二端盖并与第一万向连轴器相连接，液压动力系统分别连接动力液压缸以及释放机构。

2.根据权利要求1的一种管道智能封堵器，其特征在于：承压头的外端面、执行器盘的外端面、壳体的第一端盖外端面和壳体的第二端盖外端面均设置有支撑行走装置，支撑行走装置包括环形支撑座，环形支撑座外周圈等间距设置有多个支撑架，支撑架上设置有滑动槽，滑动槽中滑动设置有限位块，限位块与支撑架之间设置有第一弹簧，限位块上转动设置有支撑轮。

3.根据权利要求1的一种管道智能封堵器，其特征在于：第二封堵机构上的承压头外端面上设置有皮碗，皮碗外径大于管道内径。

4.根据权利要求1的一种管道智能封堵器，其特征在于：第一万向联轴器包括连接杆，连接杆两端分别铰接有铰接杆，铰接杆端部设置有卡环。

5.根据权利要求1的一种管道智能封堵器，其特征在于：第二万向连轴器包括两个叉头，叉头通过球轴进行铰接，叉头、球轴的轴心处均设置有通孔。

6.根据权利要求1的一种管道智能封堵器，其特征在于：释放机构包括一释放液压缸，释放液压缸中设置有第二活塞杆，释放液压缸的活动端连接有内套筒，内套筒与第二端盖螺纹连接，内套筒外周圈上设置有若干卡槽，卡槽中卡接有凸块，内套筒外周圈设置有外套筒，外套筒与凸块之间设置有第二弹簧，凸块在第二弹簧的预紧力下向外套筒内周圈延伸，并与插接在内套筒中的铰接杆端部的卡环相卡接。

7.根据权利要求1的一种管道智能封堵器，其特征在于：液压动力系统包括控制模块、电池组和液压回路，控制模块的输入端连接信号收发装置，控制模块的输出端连接液压回路，电池组分别为信号收发装置、控制模块和液压回路进行供电。

8.根据权利要求7的一种管道智能封堵器，其特征在于：液压回路包括油箱、液压泵、二位一通电磁阀和三位四通电磁换向阀，液压泵一端连接邮箱，另一端分别连接二位一通电磁阀和三位四通电磁换向阀，三位四通电磁换向阀的工作油口接动力液压缸，二位一通电磁阀的工作油口连接释放液压缸。

9.根据权利要求1的一种管道智能封堵器，其特征在于：密封装置包括第一密封胶筒和第二密封胶筒，且胶筒均套接在承压头与活动锥体之间的第二筒部外周面上，第一密封胶筒和第二密封胶筒之间设置有隔挡环，所述第一密封胶筒和所述第二密封胶筒均采用丁晴橡胶制成。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种管道智能封堵器的封堵方法，其特征在于：

S1，安装管道外通信装置：在待隔绝管段前后的合适位置安装管外通信装置，以便在管内智能封堵器能够顺利接收各项指令动作。

S2，上游管道站发球：将第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器使用万向节连结，通过清管器发球端发球进入管道内，在管道介质的推动下，第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器向下游端运动。

S3，上游管道智能封堵器锚定：当到达指定位置1(即上游位置)时，第一信号发射装置通过极低频电磁脉冲信号(ELF)对第一管道智能封堵器下达锚定指令。第一管道智能封堵器的液压动力系统开始工作，在第一级工作压力下使第一管道智能封堵器锚定在待隔绝管段上游。同时释放第二管道智能封堵器，使之在管道压力下继续沿管道移动。

S4，下游管道智能封堵器锚定：第二管道智能封堵器到达指定位置2时，第二信号发射装置通过极低频电磁脉冲信号(ELF)对第二管道智能封堵器下达锚定指令，同样地，使第二管道智能封堵器锚定在待隔绝管段下游。

S5，管道智能封堵器密封：当第一管道智能封堵器与第二管道智能封堵器分别锚定在指定位置后，分别可通过管道外通信装置下达密封指令。第一管道智能封堵器通过电磁溢流阀调整动力液压系统压力，首先进行密封动作隔绝上游端介质，随后对第二管道智能封堵器进行密封，隔绝下游端介质，此时可对隔绝管段进行维护抢修等工作。

S6，解封：待对管道的更换维护结束后，管道外通信装置发送解封指令再次启动电机，通过电磁换向阀换向使液压缸反向动作。

S7，完成解封动作，收球及拆除管道外通信装置:第一管道智能封堵器和第二管道智能封堵器在管道内介质的推动下流入下游管道站到清管器收球端收球。