CN111237583A - 一种引流式夹具及利用其带压堵漏双金属复合管刺漏的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种引流式夹具及利用其带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，属于石油管道领域。一种引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，包括以下步骤：1)将所述引流式夹具安装在双金属复合管外围，一个注脂孔位于泄漏点上方；2)向注脂孔内注入树脂，树脂经注脂孔进入双金属复合管与引流式夹具之间的环空内，从而填充在双金属复合管上的由刺漏引起的腐蚀或塌陷处。将树脂填充在引流式夹具与管道外壁形成的空腔，并穿过刺漏孔填充内部冲蚀坑和塌陷空腔，达到堵漏堵漏的效果；操作简单，解决了需停产放空换管的问题，在管道内仍有流动介质的条件下完成了双金属复合管刺漏造成的泄漏点的堵漏。

Description

一种引流式夹具及利用其带压堵漏双金属复合管刺漏的方法

技术领域

本发明属于石油管道领域，尤其是一种引流式夹具及利用其带压堵漏双金属复合管刺漏的方法。

背景技术

现阶段油田大量使用316L双金属复合管，该管由无缝的不锈钢衬管和外层的基管用旋压复合工艺强力嵌合在一起，对内腐蚀有一定的防护作用。然而，由于双金属复合管衬管的对接环焊缝的强度和抗腐蚀性能较差，往往在环焊缝处发生局部腐蚀穿孔刺漏现象，所谓刺漏现象，是指衬管出现腐蚀缺口之后，输送介质穿过衬管与基管接触，腐蚀基管的现象。另外，由于衬管厚度较薄，刚度较低，运行过程中往往会发生衬管塌陷等。

由于双金属复合管结构，当双金属复合管失效时，现场抢修基本都是停输换管，抢修时间较长，停产放空换管经济损失较大。

发明内容

本发明的目的在于克服目前双金属复合管的失效抢修只能停输换管的缺点，提供一种引流式夹具及利用其带压堵漏双金属复合管刺漏的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种引流式夹具，包括第一壳体、第二壳体和小螺母阀门；

第一壳体为圆弧拱状，第一壳体的中间段内壁的内径大于首尾段内径，所述首尾段内径等于待修补管道外径；

第一壳体的中间段设有若干注脂孔，所述注脂孔内用于安装小螺母阀门；

第二壳体与第一壳体结构相同，第二壳体上还设有引流孔，所述引流孔用于安装小螺母阀门；

当第一壳体与第二壳体扣合时，两者内壁相扣合形成圆。

进一步的，第一壳体的圆弧拱、第二壳体的圆弧拱的圆心角均为180°；

第一壳体的两侧设有平板状的法兰，法兰上开设有若干圆形通孔；

第二壳体的两侧设有平板状的法兰，法兰上开设有若干圆形通孔；

所述第一壳体与第二壳体通过穿过圆形通孔的紧固螺栓连接固定。

利用本发明的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，包括以下步骤：

1)将所述引流式夹具安装在双金属复合管外围，一个注脂孔位于泄漏点上方；

2)向注脂孔内注入树脂，树脂经注脂孔进入双金属复合管与引流式夹具之间的环空内，从而填充在双金属复合管上的由刺漏引起的腐蚀或塌陷处。

进一步的，步骤2)的注入树脂过程伴随有引流操作：

将引流装置的引流管连接到引流孔上，将经刺漏部位泄漏出的输送介质引流出去。

进一步的，步骤2)中向注脂孔内注入树脂的具体过程为：

采用注脂枪进行注脂，打开注脂孔的小螺母阀门，通过注脂孔进行注脂，直至注脂枪压力大于输送介质压力2～5MPa时结束注脂，关闭小螺母阀门；

在注脂过程中，没有进行注脂操作时的注脂孔上的小螺母阀门均处于关闭状态。

进一步的，注脂顺序为先在非泄漏点进行注脂，最后在泄漏点进行注脂。

进一步的，树脂为半固态树脂。

进一步的，树脂为TXY-T10非固膨胀型树脂。

进一步的，步骤2)之后还包括：

利用小螺母阀门对引流孔进行密封；

升高双金属复合管内流动介质的压力，检查是否存在泄漏点；

若存在，则重复步骤1)-2)；否则，堵漏完成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的引流式夹具，第一壳体和第二壳体扣合在双金属复合管刺漏段的管道外壁，两者的中间段与双金属复合管刺漏段之间形成一个与刺漏孔相连通的闭合空腔，通过注脂孔上的小螺母阀门的开关，进行注脂操作并在不进行注脂操作保持密封的状态，引流孔上的小螺母阀门的开关用于引流输出介质；进行注脂操作时，树脂经注脂孔注入与刺漏孔相连通的闭合空腔，从而完成对刺漏造成的缺陷的堵漏堵漏。

进一步的，平板状的法兰的存在方便两个壳体的拆卸。

本发明的带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，将树脂填充在引流式夹具与管道外壁形成的空腔，并穿过刺漏孔填充内部冲蚀坑和塌陷空腔，达到堵漏堵漏的效果；操作简单，解决了需停产放空换管的问题，在管道内仍有流动介质的条件下完成了双金属复合管刺漏造成的泄漏点的堵漏。

进一步的，通过引流快速将刺漏部位泄漏的输送介质引流到远离泄漏点位置，达到刺漏部位无易燃易爆介质积聚的效果，引流泄出口远离抢修作业区域。

进一步的，采用注脂枪进行注脂，打开夹具上的注脂孔的小螺母阀门，对所有的注脂孔进行注脂，当注脂枪压力大于介质压力2～5MPa时结束注脂，关闭小螺母阀门；注脂压力大于管道内输送介质压力2～5MPa，既保证了树脂被充分注入夹具，又减少了通过衬管缺口进入管道中的树脂量。

进一步的，注脂顺序为先注非泄漏处，最后对泄漏处进行注脂，直至树脂填满夹具和主体管道空腔，这种注脂顺序能尽可能的减小通过衬管缺口进入管道的树脂量。

进一步的，采用半固态密封树脂作为填充物，半固态密封树脂兼具耐蚀性和高压下流动性双重特性，耐蚀性保证了在泄漏部位注入填充树脂后达到局部堵漏，避免输送介质再次进入泄漏部位和腐蚀管道；高压下流动性保证了树脂能够顺利注入夹具及缺陷部位，且注入填充空腔后不流动和二次损失。

进一步的，还包括堵漏后对是否存在泄漏点的检查，避免一次堵漏不完全残留泄漏点的存在。

附图说明

图1为双金属复合管刺漏缺陷的轴向剖面示意图，其中，图1(a)为管体刺漏示意图，图1(b)为环焊缝刺漏示意图；

图2为引流式夹具的结构示意图，其中，图2(a)是第一壳体结构示意图，图2(b)是第二壳体结构示意图；

图3为夹具注脂过程的剖面示意图；

图4为实施例1中的对开式夹具示意图。

其中：1-基管；2-衬管；3-输送介质；4-刺漏缺口；5-环焊缝；6-填充段；7-浅槽；8-第一壳体；9-第二壳体；10-法兰；11-通孔；12-注脂孔；13-引流孔；14-小螺母阀门；15-紧固螺栓；16-树脂；17-定位销；18-转轴。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明利用双金属复合管的结构特点及刺漏缺陷的几何特征，参见图1，图1(a)为管体刺漏示意图，衬管2上形成刺漏缺口4，图1(b)为环焊缝刺漏示意图，现阶段只能用环焊缝5封堵刺漏缺口4；本发明提出一种双金属复合管刺漏缺陷的带压堵漏方法，无需停输放空，不仅可以堵漏，而且可将刺漏孔内部的冲蚀坑进行填充，使介质无法继续穿过衬管腐蚀基管，确保堵漏抢修效果和内部防腐效果的可靠性，达到不停输带压堵漏和永久修复的效果。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明的一种引流式夹具及利用其带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，引流夹具用于夹持在双金属复合管泄露段的管道外壁，形成一个与刺漏孔连通的闭合空腔；树脂用于填充在引流夹具与管道外壁形成的空腔，并穿过刺漏孔填充内部冲蚀坑和塌陷空腔，达到堵漏堵漏的效果。

参见图2，图2为引流式夹具的结构示意图，其中，图2(a)是第一壳体结构示意图，图2(b)是第二壳体结构示意图，引流式夹具由第一壳体和第二壳体扣合而成；第一壳体为圆拱状，其最小厚度×材料屈服强度≥待修复管道内径×管道设计压力，圆拱的两端设有两侧的平板状的法兰10，圆弧角度为180°；第一壳体内壁的中间段的内径大于首尾段内径，首尾段内径等于待堵漏双金属复合管的外径，第一壳体内壁的中间段作为填充段6，可通过在内表面加工环形的浅槽7形成，浅槽7深度大于环焊缝5的盖面高度，第一壳体8中间段长度大于刺漏部位的缺陷长度；第一壳体8的填充段6上沿环向加工有多排注脂孔12，注脂孔12为内螺纹通孔，用于连接小螺母阀门14，进行注脂和密封；法兰10为长方形片状，位于填充段6的两侧，垂直于两端的切面向外侧延伸，在法兰10的平面上，沿长度方向开有多个圆形通孔，用于通过紧固螺栓15将第一壳体8和第二壳体9进行封闭连接，通孔的数量和间距根据法兰长度和紧固螺栓15的尺寸确定，使螺栓能够穿过通孔并与螺母配合安装。

第二壳体的结构和尺寸与第一壳体相同，第二壳体的填充段上还加工有一个引流孔13，引流孔13为带螺纹的通孔，用于引流装置的安装及螺栓密封。

紧固螺栓15包含外六角螺栓和与之配合的外六角螺母，螺栓的直径与壳体法兰上的通孔为间隙配合，其螺纹长度大于2×法兰厚度+螺母厚度。小螺母阀门14的数量及型号与注脂孔12的数量及螺纹型号相配合。

安装时使刺漏部位造成的泄露处均包含在第一壳体的填充段内，当第一壳体和第二壳体扣合在待堵漏双金属复合管外壁时，填充段6与管道外壁能形成一个闭合空腔，以便树脂进入并堵漏刺漏部分。

树脂采用半固态密封脂材料，在修复过程中用于填充夹具与管道外壁形成的空腔，并通过管道刺漏缺口4进入填充内部冲蚀坑和塌陷空腔，达到堵漏堵漏的效果。

本发明的利用引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，包括以下步骤：

第一步：准备夹具：

根据待堵漏管道的直径、刺漏尺寸准备相对应的引流夹具、注脂枪、密封剂等原材料；管道泄漏点确定后，启动应急抢预案，应按照属地管理制度进行抢修作业，对泄漏点实施降压操作，同时准备抢修抢险物资准备。

第二步：安装夹具

开挖作业完成泄漏点暴露后，管内压力须在1～3MPa，由专业抢修人员将两片夹具吊装到待安装部位，对扣在缺陷部位，并将第一壳体8的一个注脂孔12正对在泄漏点位置上方，夹具中心与泄漏点位置对齐。

第三步：引流

将夹具固定在管道上之后，将引流装置的引流管通过螺纹连接到引流孔13，快速将刺漏部位泄漏的输送介质引流并确定引流成功，达到刺漏部位无易燃易爆介质积聚的效果，引流泄出口远离抢修作业区域，并安排专人观察引流是否正常。

第四步：夹具紧固

引流成功后，由专业堵漏人员迅速对夹具两侧的螺栓进行紧固作业逐一拧紧两侧连接法兰的紧固螺栓15，在拧螺栓的时候，两侧交叉逐步拧紧，即一侧从左到右，一侧从右到左，最后采用扭矩扳手检查每个螺栓的扭矩是否符合要求。紧固螺栓15作业完成后，检查并确保夹具环向两端无泄漏。

第五步：注脂

参见图3，图3为夹具注脂过程的剖面示意图，检查完成后采用注脂枪注入树脂，整个夹具环向四周分布多个注脂孔12，确保每个注脂孔12注脂量均匀和无遗漏，多个注脂孔12全部注脂完成后，整个夹具注脂堵漏完成。

注脂过程采用注脂枪进行高压注脂，以缺陷部位为中心由远及近地依次对其他注脂孔12进行注脂，最后对缺陷部位的注脂孔12进行注脂，直到树脂完全填满壳体内的空腔。注脂前，保持所有小螺母阀门14处于关闭状态。每注一个注脂孔12时，先将树脂充入注脂枪内，将注脂枪的枪头与小螺母阀门14连接；开始加压，当压力表有数值显示时，打开小螺母阀门14开关，直至空腔内注满注剂，树脂很难被压入空腔，关闭小螺母阀门14开关；在注脂过程中，树脂进入注脂孔12，逐步将夹具内部的浅槽填满，并通过基管1管壁上的刺漏缺口4进入基管1和衬管2之间的腐蚀或塌陷部位，渗入腐蚀或塌陷部位的少量输送介质会在树脂的压力作用下通过衬管的刺漏孔进入管道内部，或通过引流孔13被引流到管道外；当输送介质完全进入管道内部后，缺口处的树脂在张力和管道内输送介质的压力下，会将衬管2的缺口完全填充并堵在缺口处。最终，在压力作用下，树脂完全填充在刺漏缺口4与基管管壁之间的空间。注脂完成后，将双金属复合管刺漏部分的缺口密封，达到永久堵漏的目的。

第六步：升压及重新注脂

注脂完成后，关闭引流阀门并拆除引流装置，通过螺栓对引流孔13进行密封。启动升压操作，升压过程中关注夹具是否存在泄漏，如发生泄漏，应在泄漏点位置的注脂孔12采用二次注脂工序，最终确保升压到运行压力时整个夹具无渗漏和泄漏发生。

实施例

管道为316L双金属复合管，由基管1和衬管2构成，其中，基管1为L245钢，衬管2是不锈钢材料，管道的外径为508mm，壁厚为14mm；输送介质3为原油，压力为10MPa；基管1外壁的缺口直径约为3mm。

参见图4，图4为实施例1中的对开式夹具示意图，引流式夹具材料为16Mn，由第一壳体8和第二壳体9通过侧面的转轴18连接成可对扣开合的活动件；第一壳体8和第二壳体9的长度均为500mm，厚度为18mm；第一壳体和第二壳体的填充段6的内径为508mm，浅槽7的深度为5mm，浅槽7的前后边沿到夹具两端面的距离为18mm；法兰10宽度为100mm，沿法兰长度方向的中线上均匀分布有4个用于安装的通孔11，通孔的直径为22mm。第一壳体8和第二壳体9的填充段轴向长度的1/3和2/3处各沿环向分布有一排注脂孔12，相邻两个注脂孔12之间间隔45度圆弧。注脂孔12为M20的内螺纹通孔。在第二壳体9填充段的中心开有一个引流孔13，引流孔13为突出的一段圆管，在其顶端带有用于安装引流设备和密封螺母的外螺纹。小螺母阀门14的数量和螺纹型号与注脂孔12的螺纹型号和尺寸匹配。

树脂16采用TXY-T10非固膨胀型树脂。

本实施例的具体实施过程为：

第一步：准备夹具：

根据待堵漏管道的直径、刺漏尺寸准备相对应的对开式夹具、注脂枪、专用密封剂等原材料。管道泄漏点确定后，启动应急抢预案，应按照属地管理制度进行抢修作业，对泄漏点实施降压操作，同时准备抢修抢险物资准备。

第二步：安装夹具

开挖作业完成泄漏点爆露后，确认管内压力在1～3MPa后，由专业抢修人员将对扣式夹具吊装到待安装部位，将第一壳体8和第二壳体9对扣在缺陷部位，并将第一壳体8的一个注脂孔12正对在泄漏点位置上方，夹具中心与泄漏点位置对齐。

第三步：引流

将通过定位销17夹具固定在管道之上之后，将引流装置的引流管通过螺纹连接到引流孔13，快速引流并确定引流成功，引流泄出口远离抢修作业区域，并安排专人观察引流是否正常。

第四步：夹具紧固

引流成功后，由专业堵漏人员迅速对夹具两侧的紧固螺栓15进行紧固作业，使用扭力扳手逐一拧紧两侧连接法兰的紧固螺栓15，在拧紧固螺栓15的时候，两侧交叉逐步拧紧，即一侧从左到右，一侧从右到左，最后采用扭矩扳手检查每个紧固螺栓15的扭矩是否符合要求。紧固螺栓15作业完成后，检查并确保夹具环向两端无泄漏。

第五步：注脂

检查完成后采用注脂枪进行树脂注入工序，整个夹具环向四周分布多个注脂孔12，确保每个注脂孔12注脂量均匀和无遗漏，多个注脂孔12全部注脂完成后，整个夹具注脂堵漏完成。

注脂过程采用注脂枪进行高压注脂，先对缺陷部位的注脂孔12进行注脂，再以以缺陷部位为中心由近及远地依次对其他注脂孔12进行注脂，直到树脂16完全填满壳体内的空腔。注脂前，保持所有小螺母阀门14处于关闭状态。每注一个注脂孔12时，先将树脂16充入注脂枪内，将注脂枪的枪头与小螺母阀门14连接；开始加压，当压力表有数值显示时，打开小螺母阀门14开关，直至空腔内注满注剂，树脂16很难被压入空腔，关闭小螺母阀门14开关。在注脂过程中，树脂16进入注脂孔12，逐步将夹具内部的浅槽7填满，并通过基管管壁上的刺漏缺口4进入基管和衬管之间的腐蚀或塌陷部位，由于树脂黏性较大，渗入部位的输送介质会在树脂的压力作用下通过衬管2的刺漏孔进入管道内部，或通过引流孔13被引流到管道外；当腐蚀介质完全进入管道内部后，缺口处的树脂16在张力和管道内输送介质的压力下，会将衬管2的缺口完全填充并堵在缺口处。最终，在压力作用下，树脂完全填充在衬管2的刺漏缺口4与基管管壁之间的空间。注脂完成后，经过一段时间的固化，树脂变为固态，将双金属复合管刺漏部分的缺口密封，达到永久堵漏的目的。

第六步：升压及重新注脂

注脂完成后，关闭引流阀门并拆除引流装置，通过小螺母阀门14对引流孔13进行密封。启动升压操作，升压过程中关注夹具是否存在泄漏，如发生泄漏，应在泄漏点位置的注脂孔12采用二次注脂工序，最终确保升压到运行压力时整个夹具无渗漏和泄漏发生。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种引流式夹具，其特征在于，包括第一壳体(8)、第二壳体(9)和小螺母阀门(14)；

第一壳体(8)为圆弧拱状，第一壳体(8)的中间段内壁的内径大于首尾段内径，所述首尾段内径等于待修补管道外径；

第一壳体(8)的中间段设有若干注脂孔(12)，所述注脂孔(12)内用于安装小螺母阀门(14)；

第二壳体(9)与第一壳体(8)结构相同，第二壳体(9)上还设有引流孔(13)，所述引流孔(13)用于安装小螺母阀门(14)；

当第一壳体(8)与第二壳体(9)扣合时，两者内壁相扣合形成圆。

2.根据权利要求1所述的引流式夹具，其特征在于，第一壳体(8)的圆弧拱、第二壳体(9)的圆弧拱的圆心角均为180°；

第一壳体(8)的两侧设有平板状的法兰(10)，法兰(10)上开设有若干圆形通孔；

第二壳体(9)的两侧设有平板状的法兰(10)，法兰(10)上开设有若干圆形通孔；

所述第一壳体(8)与第二壳体(9)通过穿过圆形通孔的紧固螺栓(15)连接固定。

3.一种利用权利要求1或2所述的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所述引流式夹具安装在双金属复合管外围，一个注脂孔(12)位于泄漏点上方；

2)向注脂孔(12)内注入树脂，树脂经注脂孔(12)进入双金属复合管与引流式夹具之间的环空内，从而填充在双金属复合管上的由刺漏引起的腐蚀或塌陷处。

4.利用权利要求3所述的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，其特征在于，步骤2)的注入树脂过程伴随有引流操作：

将引流装置的引流管连接到引流孔(13)上，将经刺漏部位泄漏出的输送介质引流出去。

5.利用权利要求3所述的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，其特征在于，步骤2)中向注脂孔(12)内注入树脂的具体过程为：

采用注脂枪进行注脂，打开注脂孔(12)的小螺母阀门(14)，通过注脂孔(12)进行注脂，直至注脂枪压力大于输送介质压力2～5MPa时，结束注脂，关闭小螺母阀门(14)；

在注脂过程中，没有进行注脂操作时的注脂孔(12)上的小螺母阀门(14)均处于关闭状态。

6.利用权利要求5所述的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，其特征在于，注脂顺序为先在非泄漏点进行注脂，最后在泄漏点进行注脂。

7.利用权利要求3所述的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，其特征在于，树脂为半固态树脂。

8.利用权利要求7所述的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，其特征在于，树脂为TXY-T10非固膨胀型树脂。

9.利用权利要求4所述的引流式夹具带压堵漏双金属复合管刺漏的方法，其特征在于，步骤2)之后还包括：

利用小螺母阀门(14)对引流孔(13)进行密封；

升高双金属复合管内流动介质的压力，检查是否存在泄漏点；

若存在，则重复步骤1)-2)；否则，堵漏完成。

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