CN110864173B - 一种天然气输送管道接头结构及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气输送管道接头结构及其施工工艺，解决了现阶段的天然气输送管道接头结构密封性能有待提高的问题。其技术方案要点是一种天然气输送管道接头结构，包括两根输气管道，两根所述输气管道通过法兰连接，两根所述输气管道连接后形成有输气通道，所述输气通道具有进气口和出气口，还包括设于所述输气通道内且位于两根输气管道的连接处的UV固化密封管，所述UV固化密封管密封贴合于所述输气通道的内壁，所述天然气输送管道接头结构的密封效果理想。

Description

一种天然气输送管道接头结构及其施工工艺

技术领域

本发明涉及一种天然气管道，特别是涉及一种天然气输送管道接头结构及其施工工艺。

背景技术

随着我国天然气、液化石油气等燃气事业的发展，天然气管道输送压力不断提高，对于现阶段输气管道和输气管道之间的密封性要求也越来越高。

授权公告号为CN2711496Y的中国实用新型专利公开了一种燃气管道用绝缘接头，包括两个对接的法兰和密封垫片，密封垫片两侧面均设有凸筋，法兰的端面上设有与凸筋对应的凹槽，凸筋嵌入凹槽内。

但是上述燃气管道用绝缘接头（天然气输送管道接头结构）虽然在一定程度上提升了密封效果，但是当密封垫片老化失效后，天然气容易通过两法兰盘之间的间隙发生泄漏。

发明内容

本发明的第一个发明目的是提供一种天然气输送管道接头结构，所述天然气输送管道接头结构的密封效果理想。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种天然气输送管道接头结构，包括两根输气管道，两根所述输气管道通过法兰连接，两根所述输气管道连接后形成有输气通道，所述输气通道具有进气口和出气口，还包括设于所述输气通道内且位于两根输气管道的连接处的UV固化密封管，所述UV固化密封管密封贴合于所述输气通道的内壁。

通过采用上述技术方案，UV固化密封管是由UV密封胶制成，在紫外灯的照射下会发生固化，在进行UV固化密封管的安装时，通过管道修复气囊将UV固化密封管压紧在两根输气管道的连接处，再通过管道修复气囊的紫外灯将UV固化密封管，实现两根输气管道连接的密封。上述UV固化密封管道是密封贴合于输气管道的内壁，由于输气通道内的气压比外界的气压大，导致UV固化密封管道被进一步压紧在输气管道的内壁上，使得天然气输送管道接头结构的密封效果较为理想。

作为本发明的进一步改进，两根所述输气管道在靠近法兰的一端均设有将UV固化密封管端部压紧的压紧件，所述压紧件具有供天然气通过的压紧通道；所述压紧件包括密封抵接于所述UV固化密封管的锥管部，所述锥管部的外径沿远离所述UV固化密封管的方向逐渐增加。

通过采用上述技术方案，压紧件的锥管部将UV固化密封管的两端压紧，使得压紧件能够避免输气管道内的天然气在输送过程中从UV固化密封管和输气通道贴合面的端部钻入，有助于提升UV固化密封管和输气通道的贴合效果，进一步提升UV固化密封管的密封效果。

作为本发明的进一步改进，所述锥管部的锥度不大于10°。

通过采用上述技术方案，对锥管部的锥度进行限定，有助于保证锥管部和UV固化密封管的接触环形面的宽度，使得锥管部能够较为理想地压紧UV固化密封管的两端。

作为本发明的进一步改进，所述压紧件还包括连接于所述锥管部的大端的直管部，所述直管部的外侧壁设有外螺纹，所述输气管道在其内壁设有与所述外螺纹配合的内螺纹段。

通过采用上述技术方案，压紧件的直管部和输气管道的内壁螺纹配合，使得UV固化密封管安装在通气通道内后，能够通过旋转压紧件使得压紧件的锥管部朝UV固化密封管方向移动从而将UV固化密封管的两端压紧。

作为本发明的进一步改进，所述UV固化密封管的内径大于所述压紧件的最小外径。

通过采用上述技术方案，由于UV固化密封管的内径大于压紧件的最小外径，使得压紧件的锥管部在压紧UV固化密封管时，锥型部的外侧面与UV固化密封管的端部抵接，从而降低了UV固化密封管在被压紧的过程中发生损伤的概率。

作为本发明的进一步改进，两个所述压紧通道均为正六棱柱通孔，且靠近所述进气口的压紧件中的外螺纹和靠近所述出气口的压紧件的外螺纹的螺纹旋向相反。

通过采用上述技术方案，两个压紧件的外螺纹的螺纹旋向相反，且压紧通道设置成正六棱柱通孔，使得旋紧小车能够将旋紧头同时插入两个压紧件的压紧通道内，通过一次旋转即可完成两个压紧件分别将UV固化密封管的端部压紧。

作为本发明的进一步改进，两根所述法兰之间设置有密封垫片，所述密封垫片在其内圈侧壁设有嵌入环槽，所述嵌入环槽的截面呈三角形状；所述UV固化密封管具有嵌入所述嵌入环槽的嵌入部。

通过采用上述技术方案，密封垫片的设置能够进一步提升天然气输送管道接头结构的密封性能。由于密封垫片具有嵌入环槽，使得UV固化密封管在安装过程中会嵌入嵌入环槽内并形成嵌入部，且UV固化密封管时受管道修复气囊的膨胀压力，使得嵌入部对嵌入环槽的两侧侧壁形成一个向外的压力，由于嵌入环槽的截面呈三角形，密封垫片在嵌入环槽的两侧部分向外扩张，提升该区域和法兰之间的压力，从而进一步提升了天然气输送管道接头结构的密封性能。

作为本发明的进一步改进，所述密封垫片的两侧壁均设置有环形凸筋，所述法兰具有供所述环形凸筋嵌入的环形凹槽。

通过采用上述技术方案，密封垫片中环形凸筋和环形凹槽的设置，且配合UV固化密封管给予的压力，使得环形凸筋和对应的环形凹槽之间的挤压力增加，从而提升了天然气输送管道接头结构的密封性能。

作为本发明的进一步改进，两根所述输气管道在其内壁靠近法兰的一端均设有与所述UV固化密封管周向密封抵接的密封凸环。

通过采用上述技术方案，密封凸环能够提升UV固化密封管和输气通道内壁的配合强度，降低UV固化密封管在输气通道内发生轴向偏移的概率。同时，密封凸环和UV固化密封管之间形成有回形接触面，从而提升了UV固化密封管的密封效果。

本发明的第一个发明目的是提供一种天然气输送管道接头结构的施工方法，通过所述天然气输送管道接头结构的施工方法制造的天然气输气管道接头结构的密封性能较为理想。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种天然气输送管道接头结构的施工方法，其特征在于，应用于上述天然气输送管道接头结构，包括如下步骤：

S1、将两个所述压紧件分别安装在对应的所述输气管道上，将所述密封垫片置于两根所述输气管道的法兰之间，并且将两根所述输气管道的法兰连接固定，此时两个所述压紧件之间的距离为L1，两个所述压紧件中的压紧通道旋角相同，所述压紧件均能够通过旋转向两根所述输气管道的连接处移动；

S2、将由UV固化胶制成的UV固化密封薄膜缠绕在管道修复气囊上，所述UV固化密封薄膜的宽度为L2，且L2小于L1，所述驱动管道修复气囊从所述输气通道的所述出气口向所述进气口方向移动，直至所述UV固化密封薄膜与两根所述输气管道的连接处正对，且所述UV固化密封薄膜处于两个压紧件之间；

S4、向所述管道修复气囊充气，使得所述管道修复气囊将所述UV固化密封薄膜压紧在所述输气通道的内壁上；

S5、停止向所述管道修复气囊充气并保持其内腔的气压恒定，开启所述管道修复气囊的紫外灯，静置一段时间直至所述UV固化密封薄膜形成UV固化密封管且所述UV固化密封管还具有塑性；

S6、将所述管道修复气囊进行放气，使得所述管道修复气囊复原，并将管道修复气囊从所述输气通道中取出；

S7、将旋紧小车从所述输气通道的进气口向出气口方向移动，使得所述旋紧小车的旋紧头同时插入两个所述压紧件的压紧通道内，并且驱动所述旋紧头旋转，使得两个所述压紧件同时向两根所述输气管道的连接处移动，直至两个所述压紧件的锥管部分别将所述UV固化密封管的端部密封压紧；

S8、将旋紧小车从输气通道的进气口取出，并且将所述管道修复气囊再次送至输气通道内且位于两根所述输气管道的连接处，向所述管道修复气囊充气，使得所述管道修复气囊将所述UV固化密封管压紧在所述输气通道的内壁上，停止向所述管道修复气囊充气并保持其内腔的气压恒定，开启所述管道修复气囊的紫外灯，静置一段时间直至所述UV固化密封薄膜完全固化；

S9、将所述管道修复气囊进行放气，使得所述管道修复气囊复原，并将管道修复气囊从所述输气通道中取出我，完成所述天然气输送管道接头结构的安装。

通过采用上述技术方案，先使用管道修复气囊对UV固化密封管进行初次固化，使得UV固化密封管能够支撑于输气通道的内壁上，且UV固化密封管还具有部分塑性，通过使用旋紧小车驱动压紧件，使得压紧件的锥管部将UV固化密封管的两端压紧并使得UV固化密封管的两端发生形变，之后再使用管道修复气囊对UV固化密封管进行二次固化，实现天然气输送管道接头结构的施工方法的施工，上述施工方法制成的然气输送管道接头结构的密封性能较为理想。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、一种天然气输送管道接头结构，通过设置UV固化密封管，实现对两根输气管道的连接处进行密封，且密封性能较为理想；

2、通过设置压紧件，使得压紧件的锥管部将UV固化密封管的端部压紧，能够降低气体钻入UV固化密封管和输气通道的贴合面，进一步提升天然气输送管道接头结构的密封性能；

3、通过设置密封垫片，密封垫片在其内圈侧壁设有横截面呈三角形的嵌入环槽，使得UV固化密封管在膨胀压紧过程中在嵌入环槽内形成嵌入部，增加了密封垫片和两侧法兰盘的预压力，进一步提升天然气输送管道接头结构的密封性能；

4、一种天然气输送管道接头结构的施工方法，使得施工安装的天然气输送管道接头结构的密封性能较为理想。

附图说明

图1为本发明中天然气输送管道接头结构的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1中B处的放大图；

图4为图1中C处的放大图；

图5为本发明中压紧件的示意图；

图6为本发明中输气管道中设有导向槽的部分的剖面示意图；

图7为本发明中旋紧小车的示意图。

图中：1、输气管道；11、法兰；111、环形凹槽；12、输气通道；121、进气口；122、出气口；13、密封凸环；14、内螺纹段；15、导向槽；2、密封垫片；21、环形凸筋；22、嵌入环槽；23、密封唇部；3、UV固化密封管；31、嵌入部；4、压紧件；41、锥管部；42、直管部；43、压紧通道；5、旋紧小车；51、管道遥控小车；511、电机腔；512、定位柱；52、旋转电机；53、旋紧头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种天然气输送管道接头结构，包括两根输气管道1，两根输气管道1之间通过法兰11连接，且两根输气管道1连接后形成有输气通道12，输气通道12具有进气口121和出气口122。

一种天然气输送管道接头结构在两法兰11之间设置有一由橡胶材料制成的密封垫片2。密封垫片2的内径与输气通道12的内径保持一致，且当密封垫片2安装在两法兰11之间后，密封垫片2的轴线与输气通道12的轴线重合。

参阅附图1和附图2，密封垫片2的两侧壁均设置有多个同轴布置的环形凸筋21，且法兰11具有供环形凸筋21嵌入的环形凹槽111。在本实施例中，密封垫片2中环形凸筋21的数量为三个，且径向均匀间隔设置。

密封垫片2在其内圈侧壁设置有嵌入环槽22。嵌入环槽22的截面呈三角形状，使得密封垫片2在嵌入环槽22的两侧形成有密封唇部23。

参阅附图1，天然气输送管道接头结构在输气通道内设置有UV固化密封管3，UV固化密封管3位于两根输气管道1的连接处且与输气管道1的内壁密封贴合。其中，UV固化密封管3由UV固化胶制成，在受到紫外线光照后会发生固化反应。

参阅附图1和附图2，UV固化密封管3在膨胀固化的过程中部分嵌入在密封垫片2的嵌入环槽22内，并形成嵌入部31。由于嵌入部31是UV固化密封管3处于膨胀状态下嵌入的，使得密封唇部23向两侧的法兰11挤压，有助于提升密封垫片2在两法兰11之间的密封效果。

参阅附图1和附图3，输气管道1在其内壁靠近法兰11的一端均设有与UV固化密封管3周向密封抵接的密封凸环13。其中，密封凸环13的截面呈三角形状。

参阅附图1和附图4，输气管道1在靠近法兰11的端部均设置有将UV固化密封管3端部压紧的压紧件4。压紧件4包括锥管部41和直管部42。

锥管部41密封抵接于UV固化密封管3的端部，且锥管部41的外径沿远离UV固化密封管3的方向增加，且锥管部41的外侧壁的锥度为7°。

直管部42连接于锥管部41的大端，且直管部42的外侧壁设置有外螺纹，输气管道1在其内壁设有外螺纹配合的内螺纹段14。内螺纹段14的长度大于直管部42的长度，使得压紧件4能够通过自身旋转沿输气通道12的方向进行移动。其中，靠近进气口121的压紧件4中的外螺纹和靠近出气口122的压紧件4的外螺纹的螺纹旋向相反，使得两个压紧件4在同向旋转后会相对靠近或者相对远离。

参阅附图5，压紧件4具有供天然气通过的压紧通道43，且压紧通道43为正六棱柱通孔。

参阅附图1，UV固化密封管3的内径大于压紧件4的最小外径，即UV固化密封管3的内径也大于压紧件中压紧通道43的最大外径。

参阅附图1和附图6，由于天然气输送管道系统是由多根输气管道1组合而成的，使得输气管道1的另一端也具有法兰11和内螺纹段14。输气管道1在其本体的两个内螺纹段14之间设有两个导向槽15，两个导向槽15均平行于输气管道1的轴线方向，且两个导向槽15周向相距180°。

一种天然气输送管道接头结构的施工方法，应用于上述天然气输送管道接头结构，需要使用到管道修复气囊和旋紧小车。

其中，管道修复气囊采用的是申请号为2017112703622的中国发明专利申请公开的管道修复气囊。

参阅附图7，旋紧小车5包括管道遥控小车51和安装于管道遥控小车51上的旋紧装置。旋紧装置包括旋转电机52和安装于旋转电机52输出端的旋紧头53。其中，旋紧头53的横截面为正六边形，且旋紧头53能够同时插入两个压紧件4（参阅附图1）的压紧通道43内驱动两个压紧件4旋转。

管道遥控小车51的前端具有供旋转电机52安装的电机腔511。同时，管道遥控小车51的顶部和底部对称铰接有一根定位柱512。当管道遥控小车51安装至输气管道1后，旋转定位柱512，能够旋转定位柱512使得定位柱512卡入输气管道1的导向槽15（参阅附图6）内，且此时旋紧头53的轴线和输气管道1的轴线重合。

结合附图1至附图7，上述天然气输送管道接头结构的施工方法，具体步骤如下所示：

S0、在漆黑的房间中，将由UV固化胶制成的UV固化密封薄膜缠绕在管道修复气囊上，向管道修复气囊充气直至管道修复气囊的外径达到需要密封的输气管道1的内径大小，开启管道修复气囊的紫外灯，直至UV固化密封薄膜完全固化，并记录开启紫外灯至UV固化密封薄膜完全固化的时间T1；

S1、将两个压紧件4分别安装在对应的输气管道1上，将密封垫片2置于两根输气管道1的法兰11之间，并且将两根输气管道1的法兰11连接固定，此时两个压紧件4之间的距离为L1，两个压紧件4中的压紧通道43旋角相同，压紧件4均能够通过旋转向两根输气管道1的连接处移动，输气管道1的两个导向槽15分别位于输气通道12的内壁顶部和内壁底部。

S2、将由UV固化胶制成的UV固化密封薄膜缠绕在管道修复气囊上，UV固化密封薄膜的宽度为L2，且L2小于L1，将管道修复气囊置入输气通道12后，将管道修复气囊从输气通道12的出气口122向进气口121方向移动，直至UV固化密封薄膜与两根输气管道1的连接处正对，且UV固化密封薄膜处于两个压紧件4之间,此时，管道修复气囊靠近进气口的行走机构还位于压紧件4的压紧通道43内，能够避免管道修复气囊无法从输气通道12中退回的问题；

S4、向管道修复气囊充气，使得管道修复气囊将UV固化密封薄膜压紧在输气通道12的内壁上；

S5、停止向管道修复气囊充气并保持其内腔的气压恒定，开启管道修复气囊的紫外灯，静置时间T2直至UV固化密封薄膜形成UV固化密封管3且UV固化密封管3还具有塑性，其中T2为三分之二的T1时长；

S6、将管道修复气囊进行放气，使得管道修复气囊复原，并将管道修复气囊从输气通道12中的出气口122取出；

S7、将旋紧小车5置于输气通道12内，并且旋转两根导向柱使得两根导向柱分别卡入顶端的导向槽15和底端的导向槽15内，驱动旋紧小车5从输气通道12的进气口121向出气口122方向移动，使得旋紧小车5的旋紧头53同时插入两个压紧件的压紧通道43内，并且驱动旋紧头53旋转，使得两个压紧件4同时向两根输气管道1的连接处移动，直至两个压紧件4的锥管部41分别将UV固化密封管3的端部密封压紧；

S8、将旋紧小车5从输气通道12的进气口121取出，并且将管道修复气囊再次送至输气通道12内且位于两根输气管道1的连接处，向管道修复气囊充气，使得管道修复气囊将UV固化密封管3压紧在输气通道12的内壁上，停止向管道修复气囊充气并保持其内腔的气压恒定，维持的气压大小为10MPa，并开启管道修复气囊的紫外灯，静置时长为T3直至UV固化密封薄膜完全固化，其中T3时长为二分之一的T1时长；

S9、将管道修复气囊进行放气，使得管道修复气囊复原，并将管道修复气囊从输气通道12中取出，完成天然气输送管道接头结构的安装。

其中，管道修复气囊在输气管道1内的推进使用一根大长度的推杆，通过在推杆上进行刻度标记，从而准确控制管道修复气囊在输气管道1内的位置。管道修复气囊在输气管道1内的退回，是通过拉动管道修复气囊的充气管实现的。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种天然气输送管道接头结构，包括两根输气管道(1)，两根所述输气管道(1)通过法兰(11)连接，两根所述输气管道(1)连接后形成有输气通道(12)，所述输气通道(12)具有进气口(121)和出气口(122)，其特征在于，还包括设于所述输气通道(12)内且位于两根输气管道(1)的连接处的UV固化密封管(3)，所述UV固化密封管(3)密封贴合于所述输气通道(12)的内壁，两根所述输气管道(1)在靠近法兰(11)的一端均设有将UV固化密封管(3)端部压紧的压紧件(4)，所述压紧件(4)具有供天然气通过的压紧通道(43)；所述压紧件(4)包括密封抵接于所述UV固化密封管(3)的锥管部(41)，所述锥管部(41)的外径沿远离所述UV固化密封管(3)的方向逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的一种天然气输送管道接头结构，其特征在于，所述锥管部(41)的锥度不大于10°。

3.根据权利要求1所述的一种天然气输送管道接头结构，其特征在于，所述压紧件(4)还包括连接于所述锥管部(41)的大端的直管部(42)，所述直管部(42)的外侧壁设有外螺纹，所述输气管道(1)在其内壁设有与所述外螺纹配合的内螺纹段(14)。

4.根据权利要求3所述的一种天然气输送管道接头结构，其特征在于，所述UV固化密封管(3)的内径大于所述压紧件(4)的最小外径。

5.根据权利要求4所述的一种天然气输送管道接头结构，其特征在于，两个所述压紧通道(43)均为正六棱柱通孔，且靠近所述进气口(121)的压紧件(4)中的外螺纹和靠近所述出气口(122)的压紧件(4)的外螺纹的螺纹旋向相反。

6.根据权利要求5所述的一种天然气输送管道接头结构，其特征在于，两根所述法兰(11)之间设置有密封垫片(2)，所述密封垫片(2)在其内圈侧壁设有嵌入环槽(22)，所述嵌入环槽(22)的截面呈三角形状；所述UV固化密封管(3)具有嵌入所述嵌入环槽(22)的嵌入部(31)。

7.根据权利要求6所述的一种天然气输送管道接头结构，其特征在于，所述密封垫片(2)的两侧壁均设置有环形凸筋(21)，所述法兰(11)具有供所述环形凸筋(21)嵌入的环形凹槽(111)。

8.根据权利要求1所述的一种天然气输送管道接头结构，其特征在于，两根所述输气管道(1)在其内壁靠近法兰(11)的一端均设有与所述UV固化密封管(3)周向密封抵接的密封凸环(13)。

9.一种天然气输送管道接头结构的施工方法，其特征在于，应用于权利要求6所述的天然气输送管道接头结构，包括如下步骤：

S1、将两个所述压紧件(4)分别安装在对应的所述输气管道(1)上，将所述密封垫片(2)置于两根所述输气管道(1)的法兰(11)之间，并且将两根所述输气管道(1)的法兰(11)连接固定，此时两个所述压紧件(4)之间的距离为L1，两个所述压紧件(4)中的压紧通道(43)旋角相同，所述压紧件(4)均能够通过旋转向两根所述输气管道(1)的连接处移动；

S2、将由UV固化胶制成的UV固化密封薄膜缠绕在管道修复气囊上，所述UV固化密封薄膜的宽度为L2，且L2小于L1，驱动所述管道修复气囊从所述输气通道(12)的所述出气口(122)向所述进气口(121)方向移动，直至所述UV固化密封薄膜与两根所述输气管道(1)的连接处正对，且所述UV固化密封薄膜处于两个压紧件(4)之间；

S4、向所述管道修复气囊充气，使得所述管道修复气囊将所述UV固化密封薄膜压紧在所述输气通道(12)的内壁上；

S5、停止向所述管道修复气囊充气并保持其内腔的气压恒定，开启所述管道修复气囊的紫外灯，静置一段时间直至所述UV固化密封薄膜形成UV固化密封管(3)且所述UV固化密封管(3)还具有塑性；

S6、将所述管道修复气囊进行放气，使得所述管道修复气囊复原，并将管道修复气囊从所述输气通道(12)中取出；

S7、将旋紧小车(5)从所述输气通道(12)的进气口(121)向出气口(122)方向移动，使得所述旋紧小车(5)的旋紧头(53)同时插入两个所述压紧件的压紧通道(43)内，并且驱动所述旋紧头(53)旋转，使得两个所述压紧件(4)同时向两根所述输气管道(1)的连接处移动，直至两个所述压紧件(4)的锥管部(41)分别将所述UV固化密封管(3)的端部密封压紧；

S8、将旋紧小车(5)从输气通道(12)的进气口(121)取出，并且将所述管道修复气囊再次送至输气通道(12)内且位于两根所述输气管道(1)的连接处，向所述管道修复气囊充气，使得所述管道修复气囊将所述UV固化密封管(3)压紧在所述输气通道(12)的内壁上，停止向所述管道修复气囊充气并保持其内腔的气压恒定，开启所述管道修复气囊的紫外灯，静置一段时间直至所述UV固化密封薄膜完全固化；

S9、将所述管道修复气囊进行放气，使得所述管道修复气囊复原，并将管道修复气囊从所述输气通道(12)中取出，完成所述天然气输送管道接头结构的安装。

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