专利名称：一种近管端封堵工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种带压封堵设备，具体而言，尤其是指ー种适用于在油、气、水等介质管道的发、收球端的阀更换和管段维修的近管端封堵工具。
背景技术：
目前，我国服役的管道中，“服役期”超过20年的占62%，10年以上的接近85%；在外カ干扰、腐蚀、材料缺陷等因素的作用下，管道失效以及阀门等故障会逐渐增多，需要对管道进行有计划的维护。在进行管道维护、维修的过程中，需要遵循方便、快捷的原则，任何时间长度的停输都会给用户带来很大的损失。其中，如果是清管器或检测装备的收、发球端的截止阀或者管段发生故障，需要进行更换或维修，依然需要在管内带压的情况下进行不停输维修作业。这就需要对维修处上游的管道进行封堵。然而，使用常规的管内智能封堵器，就需要进行一系列复杂的发球与封堵过程，并且需要对封堵器的速度进行控制以及需要对封堵器进行远程超低频控制以完成坐封与解封过程，非常复杂。在国内，目前管道封堵技术才刚刚起步，对于管内封堵器的远程智能控制尚存在一定难度，尤其是对于海底管道的封堵维修作业，国内的技术还不足以完全解决管内任何位置的封堵问题，但是管道的老化以及ー些阀件的损坏急需解决，尤其是靠近管端部分的阀或管段的损坏等这些无需使用管内智能封堵器的问题。鉴于此，在近管端封堵的概念的基础上，为了解决简单的管道收、发球端附近的阀的更换或管段维修作业，本实用新型提出ー种近管端封堵工具。
实用新型内容本实用新型的目的是在于提供ー种近管端封堵工具，其能用于油、气、水等介质管道的发、收球端的阀更换和管段维修，弥补了现有技术在特殊エ况下的不足。为了达到上述目的，本实用新型提出了ー种近管端封堵工具，其包含有一液压泵站、一动态密封结构、一中空的刚性推杆及ー快速接头，其中，所述液压泵站包含有ー液压控制系统及两液压油管，两所述液压油管的入口端分别连接于所述液压控制系统，所述动态密封结构包含有ー动态密封部及一管端盲板，所述动态密封部能移动的嵌设于所述管端盲板上，所述快速接头包含有一插头及一封堵器接头，所述插头能插拔的嵌设锁定在所述封堵器接头的一端，所述封堵器接头的另一端连接有一封堵器，所述插头与所述封堵器接头的内部相连通，并构成能分别与所述封堵器的内部相连通的第一通道及第二通道，所述刚性推杆能穿设于所述动态密封部及管端盲板，且其一端连接于所述快速接头的插头的ー端;其中，两所述液压油管穿置于所述刚性推杆中，其出口端分别与所述快速接头的第一通道及第二通道相连通。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述管端盲板上沿轴向开设有ー阶梯孔，其依次包含有第一孔部、第二孔部及第三孔部，所述第二孔部的内径小于所述第一孔部的内径，且大于所述第三孔部的内径；所述动态密封部包含有一第一挤压圆筒，该第一挤压圆筒嵌入端的形状与所述第一孔部及第ニ孔部相匹配，并对应嵌合在所述第一孔部及第ニ孔部处，且其嵌入端的端面与所述第二孔部的底部之间设置有一第一胶筒，所述第一挤压胶筒的凸出端的外周面形成有第一环凸耳，所述第一环凸耳与所述管端盲板的侧壁之间通过螺钉相螺接，其中，所述刚性推杆能穿 设于所述第一挤压圆筒及所述第三孔部。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述动态密封部还包括一能供所述刚性推杆穿设的第二挤压圆筒，其一端嵌设于所述第一挤压圆筒的内腔靠近凸出端的部分形成的环凹部，且所述第二挤压圆筒一端的端面与所述环凹部的底部之间设置有一第二胶筒，其另一端的外周面形成有与所述第一环凸耳相对应的第二环凸耳，所述第二环凸耳通过紧固螺钉连接于所述第一环凸耳。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述插头为ー圆柱形结构，其沿轴向形成有贯通的第一油道，且其一端的端面上还开设有一第一油ロ，并在靠近另一端的侧壁上沿径向开设有一第二油ロ，所述第一油ロ及第ニ油ロ相连通并形成一第二油道，所述第一油道与第二油道不连通；所述封堵器接头中沿轴向间隔设有一与所述插头相匹配的容置部及一内腔，且于所述容置部及内腔之间的部分沿轴向分别开设有一第三油道及一第四油道，所述容置部内侧壁沿径向设置有一环形槽，所述环形槽与所述第三油道的一端相连通，所述第三油道的另一端连通于所述内腔，而所述第四油道的两端则分别与所述容置部及内腔相连通；其中，所述插头能插拔的嵌设锁定在所述容置部中，其外表面与所述容置部的内壁相接处沿轴向间隔设置有多个密封垫圈，且所述插头的第一油道与所述第四油道相连通，并构成所述第一通道，而所述第二油道则通过所述环形槽与所述第三油道相连通，井形成所述第二通道，两所述液压油管的出口端分别与所述第一油道的一端及所述第二油道的第一油ロ相连通。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述插头在靠近一端的外表面沿周向均布有四个第一卡瓣，而所述封堵器接头的内壁于靠近所述容置部的一端处沿周向均布有四个第ニ卡瓣，所述第二卡瓣与所述容置部一端的端面间形成一环形的卡接槽，其中，各所述第二卡瓣间形成的间隔部分别与各所述第一卡瓣相对应，各所述第一卡瓣能穿过各所述间隔部并容置在所述卡接槽中，所述第一卡瓣通过在所述卡接槽中旋转并与所述第二卡瓣的位置相对而使所述插头与所述封堵器接头结合锁定。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述快速接头还包含有一连接环及一封堵器连接环，所述刚性推杆的一端通过所述连接环与所述插头的一端相连接，而所述封堵器接头的另一端则通过所述封堵器连接环连接于所述封堵器，其中，所述封堵器连接环的一端通过销钉嵌设固定在所述封堵器接头的另一端，其另一端螺纹外接于所述封堵器。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述封堵器接头的一端的端面上进ー步设置有一喇叭形的开ロ部。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述液压控制系统包含有通过管路依次相连接的双向液压锁、两位四通液控换向阀、三位四通手动换向阀、单向阀、定量单向液压泵、滤油器及油箱，其中，一溢流阀的一端连接于所述三位四通手动换向阀与单向阀之间的管路上，其另一端连接于所述油箱，两所述液压油管的入口端连接于所述双向液压锁，且与所述双向液压锁的连接处分别ー设置有压カ表，而所述定量单向液压泵的一侧则设有ー电机。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述近管端封堵工具还包括有两对中器，所述对中器包含有一支撑盘、多个滚轮支撑架及多个滚轮，所述支撑盘的中间设有一中空的轴部，所述轴部的外周壁与所述支撑盘的内周面之间通过多个辐条相连接，而各所述滚轮支撑架沿周向分布的固定于所述支撑盘的ー侧，各所述滚轮对应嵌合在各所述滚轮支撑架中，且能沿所述支撑盘的轴向转动，其中，两所述对中器的轴部间连接有一中空的连杆，所述刚性推杆能穿设所述轴部及连杆。如上所述的近管端封堵工具，其中，所述滚轮支撑架有16个，且沿周向均布于所述支撑盘的ー侧，各所述滚轮支撑架通过螺栓与所述支撑盘相固定。 总之，通过本实用新型，可以实现靠近管端的管段维修或阀的更换作业，解决了封堵器液压控制系统的设计问题及管道带压时封堵器送入动态密封问题等，可以实现封堵器坐解封的管外手动控制、封堵器随时解封取出，有利于推广应用，例如应用于天然气或石油管道的发、收球端的截止阀更换以及近管端管段维修作业。相较于现有的管内智能封堵技术和普通管道封堵技术，本实用新型在靠近管端的情况下可以省去繁杂的压カ控制送入和远程控制坐、解封等步骤，能直接手动送入与控制完成全程带压封堵作业，简化了工作过程。
图I为本实用新型的整体结构示意图；图2为本实用新型的动态密封结构的立体图；图3为本实用新型的动态密封结构的剖视示意图；图4为本实用新型的快速接头的结构示意图；图5为本实用新型的快速接头中插头的立体图；图6为本实用新型的快速接头中封堵器接头的剖视示意图；图7为本实用新型的液压泵站中液压控制系统的液压回路图，其示意性的示出与封堵器的液压控制关系；图8为本实用新型的对中器的结构示意图。主要元件标号说明I 液压泵站11 液压控制系统111双向液压锁112 两位四通液控换向阀113三位四通手动换向阀114 单向阀115定量单向液压泵 116 滤油器117油箱118 溢流阀119压カ表110 电机12 液压油管2 动态密封结构21 动态密封部211 第一挤压圆筒2111第一环凸耳2112 环凹部[0041]212第一胶筒213 第二挤压圆筒2131第二环凸耳214 第二胶筒22管端盲板23阶梯孔231第一孔部232第二孔部233第三孔部24螺钉25紧固螺钉3刚性推杆4快速接头41连接环42插头421第一油道422第一油 ロ423第二油 ロ424第二油道425第一卡瓣426密封垫圈43封堵器接头431容置部4311环形槽432内腔433第三油道434第四油道435第二卡瓣436卡接槽437间隔部438开ロ部44封堵器连接环45销钉5对中器51支撑盘511轴部512辐条52滚轮支撑架53滚轮54连杆55螺栓7封堵器71液压缸8管道81截止阀
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
图I为本实用新型的整体结构示意图；图2为本实用新型的动态密封结构的立 体图；图3为本实用新型的动态密封结构的剖视示意图；图4为本实用新型的快速接头的结构示意图；图5为本实用新型的快速接头中插头的立体图；图6为本实用新型的快速接头中封堵器接头的剖视示意图；图7为本实用新型的液压泵站中液压控制系统的液压回路图，其示意性的示出与封堵器的液压控制关系；图8为本实用新型的对中器的结构示意图。參见图1，本实用新型提出的ー种近管端封堵工具，其包含有一液压泵站I、ー动态密封结构2、一中空的刚性推杆3及一快速接头4，其中，所述液压泵站I包含有ー液压控制系统11及两液压油管12，两所述液压油管12的入口端分别连接于所述液压控制系统11，所述动态密封结构2包含有ー动态密封部21及一管端盲板22，所述动态密封部21能移动的嵌设于所述管端盲板22上，所述快速接头4包含有ー插头42及一封堵器接头43，所述插头42能插拔的嵌设锁定在所述封堵器接头43的一端，所述封堵器接头43的另一端连接有一封堵器7，所述插头42与所述封堵器接头43的内部相连通，并构成能分别与所述封堵器7的内部相连通的第一通道及第二通道，所述刚性推杆3能穿设于所述动态密封部21及管端盲板22，且其一端连接于所述快速接头4的插头42的一端，其中，两所述液压油管12穿置于所述刚性推杆3中，其出口端分别与所述快速接头4的第一通道及第二通道相连通。在具体使用吋，该动态密封结构安装于管道的发、收球端的管ロ，井能密封所述刚性推杆的外周面，而所述刚性推杆则穿设所述动态密封结构并伸入管道的内部，并通过所述快速接头送入和拖出封堵器，该快速接头能将封装于封堵器内的液压缸与液压油管实现快速插拔式连接，当把封堵器送入指定位置坐封后，能将连接于插头上的推杆拔出，以便进行管道下游无压カ空间的维修工作；当维修工作完成后将插头与封堵器接头回接，控制封堵器完成解封，最終使用刚性推杆将封堵器拖回，该快速接头可以方便的完成刚性推杆与封堵器的连接与断开操作，并且接头处可以承受拉、压双向载荷。其中，如图2、图3所示，所述管端盲板22上沿轴向开设有ー阶梯孔23，其依次包含有第一孔部231、第二孔部232及第三孔部233，所述第二孔部232的内径小于所述第一孔部231的内径，且大于所述第三孔部233的内径；所述动态密封部21包含有一第一挤压 圆筒211，该第一挤压圆筒211嵌入端的形状与所述第一孔部231及第ニ孔部232相匹配，并对应嵌合在所述第一孔部231及第ニ孔部232处，且其嵌入端的端面与所述第二孔部232的底部之间设置有一第一胶筒212，所述第一挤压胶筒211的凸出端的外周面形成有第一环凸耳2111，所述第一环凸耳2111与所述管端盲板22的侧壁之间通过螺钉24相螺接，其中，所述刚性推杆3能穿设于所述第一挤压圆筒211及所述第三孔部233。在实际使用中，该管端盲板安装于管道的发、收球端的管ロ，而动态密封部则位于管道的外侧，其能实现对所述刚性推杆的以手动方式进行动态密封及解封，也就是说，当刚性推杆穿设所述动态密封部及管端盲板时，通过旋紧螺钉24，使第一挤压圆筒211挤压第一胶筒212并向所述刚性推杆的方向变形，以密封所述刚性推杆的外周面，当管内无压カ介质时可以旋松螺钉接令该第一胶筒恢复，使得刚性推杆无阻碍通过。进ー步地，所述动态密封部21还包括一能供所述刚性推杆3穿设的第二挤压圆筒213，其一端嵌设于所述第一挤压圆筒211的内腔靠近凸出端的部分形成的环凹部2112，且所述第二挤压圆筒213 —端的端面与所述环凹部2112的底部之间设置有一第二胶筒214，其另一端的外周面形成有与所述第一环凸耳2111相对应的第二环凸耳2131，所述第二环凸耳2131通过紧固螺钉25连接于所述第一环凸耳2111。通过设置所述第二挤压圆筒，一方面，能进ー步增加对所述刚性推杆的密封效果；另一方面，由于所述刚性推杆是通过在管道外部推动以将封堵器送达到指定封堵位置(一般为需要维修管段的上游)，在此过程中如果送入距离较长，则需要将两根以上的刚性推杆连接后送入，由于两刚性推杆的连接处有缝隙不便于通过第三孔部，因此需要将送入过程与动态密封结构配合进行，即通过将两刚性推杆的连接处设置在第一胶筒及第ニ胶筒之间的位置，可以在密封性能良好的情况下顺利通过该动态密封结构，请參见图3，其实施动态密封的具体过程是先旋松紧固螺钉25，则第二胶筒214解封，将两刚性推杆连接处向管道内送至两胶筒之间的位置，再旋紧紧固螺钉25，使第二胶筒214形变并密封外侧刚性推杆的表面，之后旋松螺钉24解封第一胶筒212，照此前所做将连接处送至管道内部后再旋紧螺钉35，以完成刚性推杆连接处的送入。
必须指出的是，对于所述刚性推杆，用于送入和拖出封堵器，且其内部放置有液压油管，在保证稳定性的前提下单根刚性推杆的最长送入距离可以达到20m，其中，由于该刚性推杆主要承受轴向拉伸和压缩载荷，而其承受的轴向压カ与长度之间的计算公式为
权利要求1.ー种近管端封堵工具，其特征在于，所述近管端封堵工具包含有一液压泵站、一动态密封结构、一中空的刚性推杆及ー快速接头，其中，所述液压泵站包含有一液压控制系统及两液压油管，两所述液压油管的入口端分别连接于所述液压控制系统，所述动态密封结构包含有ー动态密封部及一管端盲板，所述动态密封部能移动的嵌设于所述管端盲板上，所述快速接头包含有一插头及一封堵器接头，所述插头能插拔的嵌设锁定在所述封堵器接头的一端，所述封堵器接头的另一端连接有一封堵器，所述插头与所述封堵器接头的内部相连通，并构成能分别与所述封堵器的内部相连通的第一通道及第二通道，所述刚性推杆能穿设于所述动态密封部及管端盲板，且其一端连接于所述快速接头的插头的一端； 其中，两所述液压油管穿置于所述刚性推杆中，其出口端分别与所述快速接头的第一通道及第二通道相连通。
2.如权利要求I所述的近管端封堵工具，其特征在于，所述管端盲板上沿轴向开设有一阶梯孔，其依次包含有第一孔部、第二孔部及第三孔部，所述第二孔部的内径小于所述第一孔部的内径，且大于所述第三孔部的内径； 所述动态密封部包含有一第一挤压圆筒，该第一挤压圆筒嵌入端的形状与所述第一孔部及第ニ孔部相匹配，并对应嵌合在所述第一孔部及第ニ孔部处，且其嵌入端的端面与所述第二孔部的底部之间设置有一第一胶筒，所述第一挤压胶筒的凸出端的外周面形成有第ー环凸耳，所述第一环凸耳与所述管端盲板的侧壁之间通过螺钉相螺接，其中，所述刚性推杆能穿设于所述第一挤压圆筒及所述第三孔部。
3.如权利要求2所述的近管端封堵工具，其特征在干，所述动态密封部还包括一能供所述刚性推杆穿设的第二挤压圆筒，其一端嵌设于所述第一挤压圆筒的内腔靠近凸出端的部分形成的环凹部，且所述第二挤压圆筒一端的端面与所述环凹部的底部之间设置有一第ニ胶筒，其另一端的外周面形成有与所述第一环凸耳相对应的第二环凸耳，所述第二环凸耳通过紧固螺钉连接于所述第一环凸耳。
4.如权利要求I至3任一项所述的近管端封堵工具，其特征在于，所述插头为ー圆柱形结构，其沿轴向形成有贯通的第一油道，且其一端的端面上还开设有一第一油ロ，并在靠近另ー端的侧壁上沿径向开设有ー第二油ロ，所述第一油ロ及第ニ油ロ相连通并形成一第二油道，所述第一油道与第二油道不连通； 所述封堵器接头中沿轴向间隔设有一与所述插头相匹配的容置部及一内腔，且于所述容置部及内腔之间的部分沿轴向分别开设有一第三油道及一第四油道，所述容置部内侧壁沿径向设置有一环形槽，所述环形槽与所述第三油道的一端相连通，所述第三油道的另ー端连通于所述内腔，而所述第四油道的两端则分别与所述容置部及内腔相连通； 其中，所述插头能插拔的嵌设锁定在所述容置部中，其外表面与所述容置部的内壁相接处沿轴向间隔设置有多个密封垫圈，且所述插头的第一油道与所述第四油道相连通，并构成所述第一通道，而所述第二油道则通过所述环形槽与所述第三油道相连通，并形成所述第二通道，两所述液压油管的出口端分别与所述第一油道的一端及所述第二油道的第一油ロ相连通。
5.如权利要求4所述的近管端封堵工具，其特征在干，所述插头在靠近一端的外表面沿周向均布有四个第一卡瓣，而所述封堵器接头的内壁于靠近所述容置部的一端处沿周向均布有四个第二卡瓣，所述第二卡瓣与所述容置部一端的端面间形成一环形的卡接槽，其中，各所述第二卡瓣间形成的间隔部分别与各所述第一卡瓣相对应，各所述第一卡瓣能穿过各所述间隔部并容置在所述卡接槽中，所述第一卡瓣通过在所述卡接槽中旋转并与所述第二卡瓣的位置相对而使所述插头与所述封堵器接头结合锁定。
6.如权利要求5所述的近管端封堵工具，其特征在干，所述快速接头还包含有ー连接环及一封堵器连接环，所述刚性推杆的一端通过所述连接环与所述插头的一端相连接，而所述封堵器接头的另一端则通过所述封堵器连接环连接于所述封堵器，其中，所述封堵器连接环的一端通过销钉嵌设固定在所述封堵器接头的另一端，其另一端螺纹外接于所述封堵器。
7.如权利要求6所述的近管端封堵工具，其特征在于，所述封堵器接头的一端的端面上进ー步设置有一喇叭形的开ロ部。
8.如权利要求1、2、3、5、6或7所述的近管端封堵工具，其特征在于，所述液压控制系统包含有通过管路依次相连接的双向液压锁、两位四通液控换向阀、三位四通手动换向阀、单向阀、定量单向液压泵、滤油器及油箱，其中，一溢流阀的一端连接于所述三位四通手动换向阀与单向阀之间的管路上，其另一端连接于所述油箱，两所述液压油管的入口端连接于所述双向液压锁，且与所述双向液压锁的连接处分别ー设置有压カ表，而所述定量单向液压泵的一侧则设有ー电机。
9.如权利要求8所述的近管端封堵工具，其特征在于，所述近管端封堵工具还包括有两对中器，所述对中器包含有一支撑盘、多个滚轮支撑架及多个滚轮，所述支撑盘的中间设有一中空的轴部，所述轴部的外周壁与所述支撑盘的内周面之间通过多个辐条相连接，而各所述滚轮支撑架沿周向分布的固定于所述支撑盘的ー侧，各所述滚轮对应嵌合在各所述滚轮支撑架中，且能沿所述支撑盘的轴向转动，其中，两所述对中器的轴部间连接有一中空的连杆，所述刚性推杆能穿设所述轴部及连杆。
10.如权利要求I所述的近管端封堵工具，其特征在于，所述近管端封堵工具还包括有两对中器，所述对中器包含有一支撑盘、多个滚轮支撑架及多个滚轮，所述支撑盘的中间设有一中空的轴部，所述轴部的外周壁与所述支撑盘的内周面之间通过多个辐条相连接，而各所述滚轮支撑架沿周向分布的固定于所述支撑盘的ー侧，各所述滚轮对应嵌合在各所述滚轮支撑架中，且能沿所述支撑盘的轴向转动，其中，两所述对中器的轴部间连接有一中空的连杆，所述刚性推杆能穿设所述轴部及连杆。
11.如权利要求9或10所述的近管端封堵工具，其特征在于，所述滚轮支撑架有16个，且沿周向均布于所述支撑盘的ー侧，各所述滚轮支撑架通过螺栓与所述支撑盘相固定。
专利摘要本实用新型提供一种近管端封堵工具，其包含有液压泵站、动态密封结构、中空的刚性推杆及快速接头，液压泵站包含有液压控制系统及两液压油管，两液压油管的入口端分别连接于液压控制系统，动态密封结构包含有动态密封部及管端盲板，动态密封部能移动的嵌设于管端盲板上，刚性推杆能穿设于动态密封部及管端盲板，且其一端螺接于快速接头的一端，该快速接头的另一端与一封堵器相连接，且其内部形成有能分别与封堵器相连通的第一通道及第二通道，其中，两液压油管穿置于刚性推杆中，其出口端分别与快速接头的第一通道及第二通道相连通。本实用新型的近管端封堵工具，其能用于油、气、水等介质管道的发、收球端的阀更换和管段维修。
文档编号F16L55/10GK202452027SQ20112054901
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者宋豫, 张仕民 申请人:中国石油大学(北京)