CN111729970A - 扣压接头的扩孔等径装置及工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扣压接头的扩孔等径装置及工艺方法，属于管道连接及除污技术领域。包括设置在同一支撑机构上并与液压机构液压连接的校圆内扩机构和扣压机构。所述校圆内扩机构是由从左至右依次设置在与复合管为同一轴心线位置的液压锁管器、内扩头、内扩杆、内扩连接螺母、内扩保护套及柱塞组成的。所述扣压机构是由扣压机固定板11、外扣压模具12及外扣压保护套13组成的。本发明具有结构设计合理、工艺方法简单、可靠实用的优点，内扩量可达5mm～15mm，扣压效率有效提高，连接可靠，密封性好,完全能满足油气田等径通球除污垢的要求，实现油气田环保等径通球除污垢。

Description

扣压接头的扩孔等径装置及工艺方法

技术领域

本发明涉及一种便于油气田通球除污的装置，尤其涉及扣压接头的扩孔等径装置及工艺方法，属于管道连接及除污技术领域。

背景技术

柔性复合高压输送管具有耐腐蚀、耐高压、耐溶胀、柔韧性好、单根管道长、使用管件少、施工简单、寿命长、经济性好性能，得到油气田广泛应用。

原油中含有H₂S、CO₂、细菌、泥砂、无机盐离子、有机物等杂质，长时间运行，这些杂质在石油管道内流动过程中会形成污垢，导致管道缩径、通流截面变小、压力损失增大，输送量减小，甚至堵塞管道。

油田一般采用二种方式清洗管道，去除污垢。1.采用加热后的化学助剂加压进行清洗。缺点：清洗剂含有一定的腐蚀性，在清洗过程中对管道的防腐有一定的损伤，同时清洗后清洗液排放处理是个难题。2.采用通球的物理方法去除污垢，优点：对管道无损伤，无排放废弃物。通球清管可以去除管道的污垢，增加输送量，提高输送效率，延长管道使用寿命、降低维护费用，是油气田完整性管理必不可少的环节。但通球清管要求管道接头及直管内径尺寸基本一致。通球清管用清管器外径比管道内径稍大约3％～5％，而超过此限则易漏气停球或阻力过大卡球。

目前市场上复合管接头扣压有三种型式：1.先在复合管3外层套上接头套筒2，再在复合管3孔内插入接头芯管1，利用扣压机直接沿径向扣压复合管外层套筒，接头芯管1不内扩；2.在复合管3外层套上接头套筒2，不外扣外层接头套筒2，利用内扩模具内扩接头芯管1；3.在复合管3外层套上接头套筒2，再在复合管3孔内插入接头芯管1，先内扩接头芯管1，然后采用扣压机沿轴向捋扣接头套筒2。第一种形式中接头芯管1没有进行内扩，接头处内径与复合管内径相差8mm～14mm，不能通球除污；第二、三种形式虽进行了接头芯管内扩，但由于复合管有失圆现象，装配接头芯管时需用锤击方式方能装入，装配过程中不仅工人劳动强度大，噪声大，更主要的是易产生不同轴现象使O型密封圈损坏，造成接头泄漏；同时内扩头为单头结构,如加大内扩量来通球，则内扩阻力大,扣压机轴向拉不动或拉杆断裂,一旦轴向拉不动，内扩头就咬死在接头芯管1内进退不得,只有通过剖开接头芯管1方能取出内扩模具,扣压合格率低,且质量不稳定。实际过程中则减少接头芯管1的内扩量,仅将其内芯外齿嵌入复合管内管中，这种复合管接头处内径比复合管内径小6mm-10mm，也不便于复合管等径通球除污垢。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种“扣压接头的扩孔等径装置及工艺方法”。该装置具有结构设计合理、工艺方法简单、可靠实用的优点，内扩量可达5mm～15mm，扣压效率提高，连接可靠，密封性好,完全能满足油气田等径通球除污垢的要求，实现油气田环保等径通球除污垢。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种扣压接头的扩孔等径装置，包括液压机构，设置在同一支撑机构上并与液压机构液压连接的校圆内扩机构和扣压机构。

所述校圆内扩机构是由从左至右依次设置在与复合管3为同一轴心线位置的液压锁管器4、内扩头5、内扩杆6、内扩连接螺母7、内扩保护套8及柱塞9组成的。

所述扣压机构是由扣压机固定板11、外扣压模具12及外扣压保护套13组成的。

进一步的技术方案是，所述内扩头5与内扩杆6螺纹固定连接，内扩杆6与柱塞9经内扩连接螺母7螺纹固定连接。

所述内扩头5其左段设置为具有10°～20°锥度的锥形形状，其右段设置为1～4个梯级且具有10°～20°锥度的倒锥锥形形状，内扩头5的右端端面与接头芯管1入口端面相顶吻合连接。

所述内扩头5其右段端口外径与接头芯管1的入口端口的内径相适配。

所述内扩头5其左段设置为具有10°～20°锥度的锥形形状。本设置结构便于液压机构柱塞9前推时对复合管3内孔校圆及复合管接头芯管1顺利压入，这样可以减小接头芯管1与复合管3的内孔间隙，增加内扩量并保证同轴；右段设计为1～4个梯级倒锥，与左段锥角反向，其锥角在10°～20°间，内扩头5锥角过小，内扩量达不到要求；锥角过大，轴向分力大，接头芯管1被拉短

液压机构对柱塞9前移/后移的过程中所施加的液压驱动力不得大于40MPa，内扩阻力大易造成内扩头5卡在接头芯管1中，或将内扩杆6拉断。内扩头5右段锥角可以使内扩头5自动导向进入接头芯管1中，保证二者同轴；1～4个梯级内扩可以减小初始时内扩阻力；每个梯级间设置20mm～30mm的定型段，定型段表面车制凹油槽，起内扩导向、定型、储油润滑和冷却作用。

进一步的技术方案是，外扣压模具12通过固设在支撑机构上的扣压机固定板11套装在接头套筒2上。

所述外扣压模具12为两半圆组合结构，呈前小后大的锥形形状，置于其锥度及大小与之相适配的的扣压机固定板11的内孔中。其间轴向采用V型定位，外扣压模具12采用10°～20°锥度。

在内扩挡板10上设有定位止口，与扣压机固定板11内孔相适配，两对应端面相抵吻合连接，起到轴向定位和限位作用。

内扩头5和外扣压模具12所用材质为模具钢，且表面进行渗碳处理。

进一步的技术方案是，所述液压锁管器4为两半圆组合结构，组合套装在复合管3上。

进一步的技术方案是，采用一种扣压接头的扩孔等径装置，其扩孔等径的工艺方法，具体包括如下步骤：

1).首先将内扩头5与内扩杆6螺纹连接组装成一体构成内扩模具；

11)内扩模具右端端面与接头芯管1的入口端面相顶吻合连接；

12)将接头套筒2套装在复合管3上；

13)接头芯管1插入复合管3内；

14)将内扩保护套8套装在接头套筒2的后端；

2)、将液压锁管器4套装在复合管3上，启动液压机构，将复合管3锁定；

3)、内扩模具与柱塞9经内扩连接螺母7螺纹固定连接；

4)、校圆

41)启动液压机构，柱塞9前移；

42)、对复合管3内腔校圆；

43)、内扩模具与接头芯管1同时进一步压入复合管3内；

5)关闭液压机构，拆除液压锁管器4及内扩保护套8；

6)扩孔

61)安装内扩挡板10，柱塞9后移；

62)内扩模具同步后移，接头芯管1内扩等径，使之与复合管等径通球外径相适配；

7)扣压

71)拆除内扩模具及内扩挡板9，将外扣压模具12套装在接头套筒2上，将外扣压保护套13套装在接头套筒2的后端；

72)启动液压机构，柱塞9前移，对接头套筒2扣压锁紧，实现接头芯管1与复合管3的可靠连接。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明具有结构设计合理、工艺方法简单、可靠实用的优点，内扩量可达5mm～15mm，扣压效率有效提高，连接可靠，密封性好,完全能满足油气田等径通球除污垢的要求，实现油气田环保等径通球除污垢。

2.因内扩头5其左段设置为具有10°～20°锥度的锥形形状，其右段设置为1～4个梯级且具有10°～20°锥度的倒锥锥形形状，每个梯级间设置20mm～30mm的定型段,定型段表面设有凹形油槽。便于液压机构柱塞9前推时对复合管3内孔校圆及复合管接头芯管1顺利压入，这样可以减小接头芯管1与复合管3的内孔间隙，增加内扩量并保证同轴；内扩头5锥角适当，内扩量满足设计要求，大幅度提高等径通球除污效率，等径通球除污效果显著，完全克服了管道长时间运行而造成管道缩径、通流截面变小、压力损失增大，输送量减小，甚至堵塞的缺点，有效提高管线使用寿命，整体降低生产运行成本。

3.因外扣压模具12为两半圆组合结构，呈前小后大的锥形形状，外扣压模具12通过固设在支撑机构上的扣压机固定板11套装在接头套筒2上。外扣压模具12锥度设计适当，液压机构压力设置为不大于40MPa，由此，对管接头扣压连接稳定、可靠、密封性能好。

4.因在接头套筒2的后端设有外扣压保护套13，有效保护管接头端面密封部件，确保管接头密封可靠，无泄漏。

附图说明

图1是本发明的扣压管接头结构示意图。

图2是本发明的内孔校圆机构的结构示意图。

图3是本发明的接头芯管1内扩机构的结构示意图。

图4是本发明的扣压机构的结构示意图。

图5是本发明图3中内扩头5的结构示意图。

其中：M是内扩杆直径，￠A是最大内扩直径，￠B是第一节内扩直径，L是内扩头5总长度。

图中：1.接头芯管，2.接头套筒，3.复合管，4.液压锁管器，5.内扩头，6.内扩杆，7.内扩连接螺母，8.内扩保护套，9.柱塞，10.内扩挡板，11.扣压机固定板，12.外扣压模具，13.外扣压保护套。

具体实施方式

下面通过非限制性实施例，进一步阐述本发明，理解本发明。

根据用户需求，管接头及等径通球参数，设计与之适配的内扩头5锥度、梯级及工艺参数，本发明中内扩头5其左段设置为具有10°～20°锥度的锥形形状，其右段设置为2个梯级且具有10°～20°锥度的倒锥锥形形状，每个梯级间设置20mm～30mm的定型段,

实施例1

技术要求：接头芯管1内径：41mm，等径通球外径：52mm,

设置：内扩头5：￠A 50.3mm，外扣压模具12：锥形形状小端直径91mm,液压机构压力：单活塞液压油缸,油缸推力100吨，液压系统压力60MPa

实施例2

技术要求：接头芯管1内径：54mm，等径通球外径：67mm，

设置：内扩头5：￠A 65.3mm，外扣压模具12：锥形形状小端直径97mm，液压机构压力：单活塞液压油缸,油缸推力100吨，液压系统压力60MPa

实施例3

技术要求：接头芯管1内径：89mm，等径通球外径：104mm，

设置：内扩头5：100.4mm，外扣压模具12：锥形形状小端直径144mm

液压机构压力：单活塞液压油缸,油缸推力100吨，液压系统压力60MPa。

根据上述三个实施例技术要求所设置的内扩头5、外扣压模具12参数及液压机构压力参数，采用模具及机加工制造各部件。

采用根据上述实施例所设置技术参数所制造的扣压接头的扩孔等径装置，其扩孔等径的工艺方法，具体包括如下步骤：

1).首先将内扩头5与内扩杆6螺纹连接组装成一体构成内扩模具；

11)内扩模具右端端面与接头芯管1的入口端面相顶吻合连接；

12)将接头套筒2套装在复合管3上；

13)接头芯管1插入复合管3内；

14)将内扩保护套8套装在接头套筒2的后端；

2)、将液压锁管器4套装在复合管3上，启动液压机构，将复合管3锁定；

3)、内扩模具与柱塞9经内扩连接螺母7螺纹固定连接；

4)、校圆

41)启动液压机构，柱塞9前移；

42)、对复合管3内腔校圆；

43)、内扩模具与接头芯管1同时进一步压入复合管3内；

5)关闭液压机构，拆除液压锁管器4及内扩保护套8；

6)扩孔

61)安装内扩挡板10，柱塞9后移；

62)内扩模具同步后移，接头芯管1内扩等径，使之与复合管等径通球外径相适配；

7)扣压

71)拆除内扩模具及内扩挡板10，将外扣压模具12套装在接头套筒2上，将外扣压保护套13套装在接头套筒2的后端；

72)启动液压机构，柱塞9前移，对接头套筒2扣压锁紧，实现接头芯管1与复合管3的可靠连接。

以上实施例经实践试用及检测效果如下:

1.内扩量可达9mm～11mm；

2.本发明一般同工况下每年只需物理通球除污垢二次，每次停产一天，现有技术采用化学除污垢，每年则需三次，每次停产二天，且管道寿命降低10％，本发明等径通球除污可提高效率3％～5％以上，同时也降低了管线运行成本。

3.管线经试压及使用无破坏、无泄漏,密封性能良好。

综上所述，本发明具有结构设计合理、工艺方法简单、可靠实用的优点，内扩量可达5mm～15mm，扣压效率有效提高，连接可靠，密封性好,完全能满足油气田等径通球除污垢的要求，实现油气田环保等径通球除污垢。

Claims (10)

1.一种扣压接头的扩孔等径装置，包括液压机构，其特征在于，还包括设置在同一支撑机构上并与液压机构液压连接的校圆内扩机构和扣压机构，所述校圆内扩机构是由从左至右依次设置在与复合管(3)为同一轴心线位置的液压锁管器(4)、内扩头(5)、内扩杆(6)、内扩连接螺母(7)、内扩保护套(8)及柱塞(9)组成的，所述扣压机构是由扣压机固定板(11)、外扣压模具(12)、外扣压保护套(13)及柱塞(9)组成的，所述内扩头(5)与内扩杆(6)螺纹固定连接，内扩杆(6)与柱塞(9)经内扩连接螺母(7)螺纹固定连接，外扣压模具(12)通过固设在支撑机构上的扣压机固定板(11)套装在接头套筒(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，所述内扩头(5)其左段设置为具有10°～20°锥度的锥形形状，其右段设置为1～4个梯级且具有10°～20°锥度的倒锥锥形形状，内扩头(5)的右端端面与接头芯管(1)入口端面相顶吻合连接。

3.根据权利要求2所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，所述内扩头(5)其右段端口外径与接头芯管(1)的入口端口的内径相适配。

4.根据权利要求2所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，所述内扩头(5)其右段设置为1～4个梯级,每个梯级间设置20mm～30mm的定型段,定型段表面设有凹形油槽。

5.根据权利要求1所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，所述液压锁管器(4)为两半圆组合结构，组合套装在复合管(3)上。

6.根据权利要求1所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，所述外扣压模具(12)为两半圆组合结构，呈前小后大的锥形形状，置于其锥度及大小与之相适配的的扣压机固定板(11)的内孔中。

7.根据权利要求6所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，在内扩挡板(10)上设有定位止口，与扣压机固定板(11)内孔相适配，两对应端面相抵吻合连接。

8.采用如权利要求1所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，其扩孔等径的工艺方法，具体包括如下步骤：

1).首先将内扩头(5)与内扩杆(6)螺纹连接组装成一体构成内扩模具；

11)内扩模具右端端面与接头芯管(1)的入口端面相顶吻合连接；

12)将接头套筒(2)套装在复合管(3)上；

13)接头芯管(1)插入复合管(3)内；

14)将内扩保护套(8)套装在接头套筒(2)的后端；

2).将液压锁管器(4)套装在复合管(3)上，启动液压机构，将复合管(3)锁定；

3).内扩模具与柱塞(9)经内扩连接螺母(7)螺纹固定连接；

4).校圆

41)启动液压机构，柱塞(9)前移；

42)、对复合管(3)内腔校圆；

43)、内扩模具与接头芯管(1)同时进一步压入复合管(3)内；

5)关闭液压机构，拆除液压锁管器(4)及内扩保护套(8)；

6)扩孔

61)安装内扩挡板(10)，柱塞(9)后移；

62)内扩模具同步后移，接头芯管(1)内扩等径，使之与复合管等径通球外径相适配；

7)扣压

71)拆除内扩模具及内扩挡板(10)，将外扣压模具(12)套装在接头套筒(2)上，将外扣压保护套(13)套装在接头套筒(2)的后端；

72)启动液压机构，柱塞(9)前移，对接头套筒(2)扣压锁紧，实现接头芯管(1)与复合管(3)的可靠连接。

9.根据权利要求8所述的一种扩孔等径的工艺方法，其特征在于，液压机构对柱塞(9)前移/后移过程中所施加的液压驱动力不得大于40MPa。

10.根据权利要求1所述的一种扣压接头的扩孔等径装置，其特征在于，内扩头(5)和外扣压模具(12)所用材质为模具钢，且表面进行渗碳处理。

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