CN118024184A - 一种带压管线阀门快速安装装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带压管线阀门快速安装装置，包括：用于切断带压管线的切断机构；用于与被切断的带压管线连接的安装管线，安装管线的一端与新的阀门连接，另一端设置有第一接头；用于与第一接头密封连接的第二接头，第二接头预装设置在带压管线上。本发明与传统下塞封井、堵塞器封堵井口等技术相比，降低了现场操作难度，快速消除了安全隐患，减轻了劳动强度，保护了人身安全，避免传统下塞封井的环境污染问题，提高了现场隐患治理的效率，具有安全、简单、快捷的特点。

Description

一种带压管线阀门快速安装装置及方法

技术领域

本发明属于石油工程技术领域，具体地，涉及一种带压管线阀门快速安装装置以及一种带压管线阀门安装方法。

背景技术

阀门在油田的井口装置、节流压井管汇中广泛使用。随着油气田生产进入中后期，大批油气井井口的阀门出现了密封件老化、阀杆严重锈蚀、闸板承压能力不足等问题，导致油气泄漏的发生。特别是在压裂生产期间，需要频繁开关阀门，将钻井过程中的返回的钻井液排出。放喷返排液含有大量的泥砂，会对阀板阀座冲蚀造成内泄漏，进而导致井口失控，属于安全隐患。一旦阀门泄露，会造成环境污染及井场周边人员伤亡，若泄漏得不到及时治理，可能演变为井口失控，引发灾难性事故，造成巨大损失。

井口隐患的传统治理方式是下塞封井后更换泄漏的阀门。但目前的更换阀门的方式施工周期长，投资成本高，返排液回收过程的环保问题突出。目前，中石油西南油气公司等单位研制采油(气)树主控阀更换技术，采用液压式堵塞器封堵井口，实现不压井换阀作业；西南油气田引入国外冷冻井口带压换闸技术，该技术在井口带压状态下，利用冷冻暂堵装置向各层环空和油管内注入专用暂堵剂(膨润土浆)，然后在套管外围用冷冻剂(干冰)实施降温，保持稳定在-70℃，形成冷冻桥塞封堵井内压力，安全地更换井口泄漏阀门的。以上技术都存在施工时间较长，应急处置能力较差的问题。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种带压管线阀门快速安装装置，其能够快速完成阀门的带压安装。

针对如上所述的技术问题，本发明还提出一种带压管线阀门安装方法，其能够快速完成阀门的带压安装。

根据本发明，提供了一种带压管线阀门快速安装装置，包括：用于切断带压管线的切断机构；用于与被切断的带压管线连接的安装管线，所述安装管线的一端与新的阀门连接，另一端设置有第一接头；用于与所述第一接头密封连接的第二接头，所述第二接头预装设置在所述带压管线上。

在一个实施例中，所述安装管线的内径大于等于带压管线的外径。

在一个实施例中，所述切断机构包括切断支架、切断液缸和与所述切断液缸连接的刀具，所述切断液缸固定设置在所述切断支架上，所述切断机构还包括用于防止带压管线的断口变形的保护机构，所述保护机构套设在带压管线上，所述保护机构的内径等于所述带压管线的外径。

在一个实施例中，所述保护机构包括相互扣合半圆形的上模具和半圆形的下模具，所述上模具与所述刀具连接，所述下模具固定设置在所述切断支架上，所述保护机构构造成当所述刀具将带压管线切断时，所述上模具与所述下模具扣合，包裹所述带压管线，防止带压管线变形。

在一个实施例中，在所述切断支架上设置有限位板，在所述刀具设置有能够与所述限位板抵接的限位块，所述限位块位于所述限位板和所述切断液缸之间。

在一个实施例中，所述带压管线阀门快速安装装置还包括工作台架，在所述工作台架上设置有用于固定所述带压管线的夹持卡瓦机构，所述切断机构设置在所述工作台架上，所述切断机构构造成能够沿垂直于带压管线的中心轴线的平面移动，在所述工作台架上还设置有对中机构，所述对中机构构造成能够带动所述安装管线与所述带压管线对接。

在一个实施例中，所述对中机构包括沿带压管线的中心轴线方向伸缩的对接液缸，在所述对接液缸上设置有沿竖直方向伸缩的对中液缸，所述安装管线可拆卸式安装在所述对中液缸上。

在一个实施例中，在所述工作台架的顶部沿垂直于所述对接液缸伸缩的方向设置有多个螺纹孔，所述对接液缸通过螺栓与任一螺纹孔配合，从而调整所述对接液缸的位置。

在一个实施例中，在所述对中液缸上设置有挡板，在所述挡板上沿所述对中液缸的伸缩方向滑动设置有限位螺杆，所述限位螺杆的一端与所述安装管线的外壁连接，在所述限位螺杆上通过螺纹设置有调节螺母，所述调节螺母位于所述挡板的远离所述安装管线的一侧。

本发明还提供了一种带压管线阀门安装方法，使用本发明提供的带压管线阀门快速安装装置，包括如下步骤：

在老旧阀门的进口侧和出口侧的带压管线均预装第二接头；

若老旧阀门只有出口处泄露，切断老旧阀门出口侧的带压管线，保留老旧阀门和出口侧的第二接头，若老旧阀门的阀杆处泄露，切断老旧阀门进口侧的带压管线，保留进口侧的第二接头；

将带有新阀门的安装管线使用第一接头与第二接头连接，完成阀门安装。

与现有技术相比，本申请的优点如下。

本发明与传统下塞封井、堵塞器封堵井口等技术相比，降低了现场操作难度，快速消除了安全隐患，减轻了劳动强度，保护了人身安全，避免传统下塞封井的环境污染问题，提高了现场隐患治理的效率，具有安全、简单、快捷的特点。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的带压管线阀门快速安装装置的一种实施例的示意图；

图2显示了根据本发明的切断机构的一种实施例的示意图；

图3显示了根据本发明的带压管线阀门快速安装装置的俯视结构示意图；

图4显示了根据本发明的带压管线阀门快速安装装置的侧视结构示意图；

图5显示了根据本发明的上模具、下模具和刀具的位置结构示意图；

图6显示了图5的侧视结构示意图。

图中：1、切断机构；11、切断支架；12、切断液缸；13、刀具；14、保护机构；141、上模具；142、下模具；143、导向杆；151、限位板；152、限位块；16、切断升降液缸；17、切断对中液缸；18、移动支架；2、安装管线；21、第一接头；22、第二接头；3、阀门；4、工作台架；5、对中机构；51、对接液缸；52、对中液缸；53、移动板；54、螺纹孔；55、挡板；56、限位螺杆；57、调节螺母；6、夹持卡瓦机构；61、卡瓦体；62、紧固螺母；7、带压管线。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“左”、“右”等均是针对所参照的附图而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

图1显示了根据本发明的带压管线阀门快速安装装置100的结构。如图1所示，带压管线阀门快速安装装置100包括切断机构1和安装管线2。其中，在安装管线2的一端连接需要安装的新的阀门3，另一端则连接第一接头21。在本实施例中，带压管线7是与老旧阀门(图中未示出)的出口连接的管线，在带压管线7上预先安装有用于与第一接头21快速连接的第二接头22，第二接头22位于老旧阀门的出口侧，即在图1中，第二接头22位于老旧阀门(图中未示出)的左侧。

在上述设置下，带压管线阀门安装方法包括如下步骤，如图1所示，使用切断机构1将带压管线7切断，切断的位置在第二接头22和老旧阀门(图中未示出)的左侧。带压管线7被切断之后，将安装管线2的带有第一接头21的一端朝向带压管线7的断口，进行对接。在这一过程中，阀门3一直处于开启状态，从而使带压管线7内的压力得到释放，便于安装管线2和带压管线7对接。同时，由于本方法保留老旧阀门，在安装管线2对接的过程中，老旧阀门对带压管线7内的压力尚存在一定的抑制作用，使安装管线2的对接过程更加顺利。对接之后，第一接头21和第二接头22密封连接，完成阀门3的安装。关闭阀门3，使井口压力可控。

容易理解，本发明的上述使用方法适用于老旧阀门失控或者失效之后，老旧阀门出口泄露的场景。根据本发明的一个优选的实施例，在老旧阀门的进口侧也预装有第二接头22，如果老旧阀门失控或者失效之后，老旧阀门的阀杆处泄露，则可以将老旧阀门的进口与进口侧第二接头22之间切断，然后将上述带有阀门3的安装管线2的第一接头21与该第二接头22连接，完成阀门3的安装。

在一个具体的实施例中，第一接头21和第二接头22为由壬接头。使用由壬接头能够快速完成连接，提高安装阀门3的效率。

在一个优选的实施例中，安装管线2的内径等于带压管线7的外径。在这种设置下，一方面，安装管线2套设到带压管线7上之后，第一接头21和第二接头22在连接的过程中不会受到带压管线7内的压力影响；另一方面，安装管线2能够套设在带压管线7的外侧，套设的过程中受到带压管线7内的压力影响小。

如图2所示，在一个具体的实施例中，切断机构1包括切断支架11、切断液缸12和刀具13。切断支架11整体呈C字形，切断液缸12沿竖直方向固定设置在切断支架11的上部，刀具13设置在切断液缸12的下端。将带压管线7放置在切断支架11的下部与刀具13之间，切断液缸12带动刀具13向下移动，对带压管线7进行切割。

在一个优选的实施例中，切断机构1还包括保护机构14，保护机构14的内径等于带压管线7的外径。在切断机构1对带压管线7进行切割的过程中，保护机构14能够套设在带压管线7上，保护带压管线7，防止断口变形。

如图2、图5和图6所示，在一个具体的实施例中，保护机构14包括相互扣合的半圆形的上模具141和半圆形的下模具142。其中，上模具141沿刀具13的移动方向与刀具13滑动式连接，下模具142固定设置在切断支架11的下部对应刀具13的位置。在这种设置下，刀具13对带压管线7进行切割时，上模具141能够与下模具142扣合，包裹带压管线7，从而防止带压管线7的断口变形，避免对安装管线2套设到带压管线7时产生影响。

在一个优选的实施例中，保护机构14以刀具所在的平面为对称面对称设置。在这种设置下，保护机构14能够对带压管线7的断口两侧同时起到保护作用，切断后断口变形量较小，可控制在2mm以内，为安装管线2的对接降低了难度。

如图2所示，在一个具体的实施例中，在切断支架11内沿上模具141的移动方向设置有导向杆143，上模具141与导向杆143滑动配合。在这种设置下，导向杆143为上模具141提供导向作用，使上模具141能够准确地扣合下模具142。

如图2所示，在一个具体的实施例中，在切断支架11上固定设置有限位板151，刀具13穿透式移动设置在限位板151内，在刀具13的上部设置有能够与限位板151抵接的限位块152，限位块152位于限位板151和切断液缸12之间。在这种设置下，刀具13的向下移动的距离能够被限制，从而防止刀具13下移的距离过大而损坏上模具141和下模具142。

如图1所示，根据本发明，为了能够减少操施工操作人数，带压管线阀门快速安装装置100还包括工作台架4。切断机构1设置在工作台架4上，能够沿垂直于带压管线7的中心轴线的平面移动，从而可以适应不同位置的带压管线7。在工作台架4上还设置有对中机构5，对中机构5能够带动安装管线2与带压管线7对接，从而避免操作人员接触到带压管线7释放出来的压力，降低安全隐患。

如图1和图2所示，在一个具体的实施例中，切断机构1通过移动支架18与工作台架4连接。具体的，移动支架18沿竖直方向滑动式设置在工作台架4内，在移动支架18和工作台架4之间设置有切断升降液缸16。切段升降液缸16伸缩能够推动移动支架18沿着工作台架4的竖直方向移动，从而带动切断机构1上下移动，调整切断机构1的高度。切断机构1沿前后方向滑动式设置在移动支架18内，在切断机构1和移动支架18之间设置有切断对中液缸17。切断对中液缸17伸缩能够带动切断机构1在前后方向移动，从而调整切断机构1的前后位置。

如图1和图3所示，在一个具体的实施例中，对中机构5包括沿带压管线的中心轴线方向伸缩的对接液缸51。在工作台架4的顶部沿垂直于对接液缸51伸缩的方向设置有多个螺纹孔54。在对接液缸51的下部固定设置有移动板53，移动板53通过螺栓与任一螺纹孔54配合，从而调整对接液缸51的前后位置。在对接液缸51上设置有沿竖直方向伸缩的对中液缸52，安装管线2可拆卸式安装在对中液缸52上。在这种设置下，通过调整对接液缸51的前后位置以及对中液缸52的伸缩高度，就可以将安装管线2调整至与带压管线7的中心轴线重合，最终使对接液缸51伸长，带动安装管线2向带压管线7的方向移动，完成对接。

如图1所示，在一个优选的实施例中，在对中液缸52上设置有挡板55，在挡板55上沿对中液缸52的伸缩方向穿透式滑动设置有限位螺杆56，限位螺杆56的下端与安装管线2的外壁固定连接，在限位螺杆56上通过螺纹设置有调节螺母57，调节螺母57位于挡板55的远离安装管线2的一侧。该结构的使用过程如下：在对中液缸52处于收缩状态时，将安装管线2设置在对中液缸52的底部，并将限位螺杆56与安装管线2连接，将调节螺母57旋转到适应的高度，使调节螺母57与挡板55抵接后，安装管线2的中心轴线高度与带压管线7的中心轴线高度一致。在这种设置下，不需要将对中液缸52进行精细化控制，就可以完成安装管线2的高度位置调整，降低对中难度。

如图4所示，在一个具体的实施例中，在工作台架4上设置有用于固定带压管线的夹持卡瓦机构6。夹持卡瓦机构6包括卡瓦体61和紧固螺母62。该结构为现有技术，在此不再赘述。

在本发明中，首先通过移动工作台架4并调整夹持卡瓦机构6的高度，将带压管线7与工作台架4固定。然后通过调控切断升降液缸16和切断对中液缸17分别调节切断机构1的高度和前后位置，使切断机构1能够切断带压管线7。之后，通过对中机构5将安装管线2与带压管线7对接。最后将第一接头21和第二接头22连接。整个过程操作时间短，且只有在将第一接头21和第二接头22连接时才需要人工近距离操作，因此安全性强。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，或一体地连接；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。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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，包括：

用于切断带压管线的切断机构(1)；

用于与被切断的带压管线连接的安装管线(2)，所述安装管线(2)的一端与新的阀门(3)连接，另一端设置有第一接头(21)；

用于与所述第一接头(21)密封连接的第二接头(22)，所述第二接头(22)预装设置在所述带压管线上。

2.根据权利要求1所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，所述安装管线(2)的内径大于等于带压管线的外径。

3.根据权利要求2所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，所述切断机构(1)包括切断支架(11)、切断液缸(12)和与所述切断液缸(12)连接的刀具(13)，所述切断液缸(12)固定设置在所述切断支架(11)上，所述切断机构(1)还包括用于防止带压管线的断口变形的保护机构(14)，所述保护机构(14)套设在带压管线上，所述保护机构(14)的内径等于所述带压管线的外径。

4.根据权利要求3所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，所述保护机构(14)包括相互扣合半圆形的上模具(141)和半圆形的下模具(142)，所述上模具(141)与所述刀具(13)连接，所述下模具(142)固定设置在所述切断支架(11)上，所述保护机构(14)构造成当所述刀具(13)将带压管线切断时，所述上模具(141)与所述下模具(142)扣合，包裹所述带压管线，防止带压管线变形。

5.根据权利要求4所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，在所述切断支架(11)上设置有限位板(151)，在所述刀具(13)设置有能够与所述限位板(151)抵接的限位块(152)，所述限位块(152)位于所述限位板(151)和所述切断液缸(12)之间。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，所述带压管线阀门快速安装装置还包括工作台架(4)，在所述工作台架(4)上设置有用于固定所述带压管线的夹持卡瓦机构(6)，所述切断机构(1)设置在所述工作台架(4)上，所述切断机构(1)构造成能够沿垂直于带压管线的中心轴线的平面移动，在所述工作台架(4)上还设置有对中机构(5)，所述对中机构(5)构造成能够带动所述安装管线(2)与所述带压管线对接。

7.根据权利要求6所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，所述对中机构(5)包括沿带压管线的中心轴线方向伸缩的对接液缸(51)，在所述对接液缸(51)上设置有沿竖直方向伸缩的对中液缸(52)，所述安装管线(2)可拆卸式安装在所述对中液缸(52)上。

8.根据权利要求7所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，在所述工作台架(4)的顶部沿垂直于所述对接液缸(51)伸缩的方向设置有多个螺纹孔(54)，所述对接液缸(51)通过螺栓与任一螺纹孔(54)配合，从而调整所述对接液缸(51)的位置。

9.根据权利要求8所述的带压管线阀门快速安装装置，其特征在于，在所述对中液缸(52)上设置有挡板(55)，在所述挡板(55)上沿所述对中液缸(52)的伸缩方向滑动设置有限位螺杆(56)，所述限位螺杆(56)的一端与所述安装管线(2)的外壁连接，在所述限位螺杆(56)上通过螺纹设置有调节螺母(57)，所述调节螺母(57)位于所述挡板(55)的远离所述安装管线(2)的一侧。

10.一种带压管线阀门安装方法，其特征在于，使用根据权利要求1～9中任一项所述的带压管线阀门快速安装装置，包括如下步骤：

在老旧阀门的进口侧和出口侧的带压管线均预装第二接头；

若老旧阀门只有出口处泄露，切断老旧阀门出口侧的带压管线，保留老旧阀门和出口侧的第二接头，若老旧阀门的阀杆处泄露，切断老旧阀门进口侧的带压管线，保留进口侧的第二接头；

将带有新阀门的安装管线使用第一接头与第二接头连接，完成阀门安装。