一种不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油气长输管道阀门维抢修技术领域，主要是提供一种不停输在线带压更换高压缩径球阀所需的新型封堵结构，它可以在阀门内径小、管道内径大的变径情况下，顺利实现高压力封堵。
【背景技术】
[0002]油气长输管道在旁通流程和支管上经常用到各类高压缩径球阀，在长时间运行过程中这些阀门经常出现阀体泄漏、阀门内漏、砂眼、法兰泄漏、无法注脂保养等一系列安全隐患，现场除了采取临时措施暂时缓解这些安全隐患外，为了彻底解决这类阀门处的安全隐患，就需要更换新的阀门。由于这类阀门一般都与油气长输管道干线直接相连，压力高，又属于易燃、易爆介质，为了确保作业安全，传统的方法是停输干线、放空、置换后更换新阀门，这样做不但严重影响管道的正常运行，而且势必造成大量的资源浪费，特别是高压天然气管道，一次这样的操作至少需要放空几十万方的天然气。虽然目前也有一种带压开孔、封堵技术，可以实现不停输带压更换阀门，但是对于这类旁通阀门，往往存在压力高、管壁薄、阀门缩径、作业空间狭窄、直管段长度小、没有开孔封堵位置等问题，无法实现带压开孔、封堵。不过此类阀门也有一个特点，就是一端与油气管道干线相连始终带压，而另一端一般都可以泄压放空，根据这个特点研制了从阀门一端进行轴向封堵、更换阀门的技术。
[0003]但是，在实施不停输带压更换缩径球阀前，首先就要对阀门前管道内的压力进行封堵，由于阀门是缩径阀门，阀门内部的最小通径往往要比封堵处管道内径小一个等级，以DN50缩径球阀为例，阀门内部球体的内腔直径只有38mm，而DN50高压管道的内径一般在50mm左右，二者大约相差12_，如果再考虑阀门球体无法完全打开的情况，二者相差更大。要想实现从缩径阀门一端进行轴向封堵，封堵头就必须先要通过内径较小的阀门，然后再在内径较大的管道处实施封堵，现有的囊式封堵头虽然可以通过缩径球阀，但是封堵压力不高，只适用于低压状态，其它一些封堵结构虽然能够封堵住高压力，但是一般无法通过缩径球阀。因此，专门为更换缩径球阀研制的这款新型封堵结构，既可以顺利通过内径较细的缩径阀门，又可以在内径较大的管道处封堵住高压，从而实现对高压缩径球阀的不停输带压更换。
【发明内容】
[0004]本实用新型可以方便快捷地实施高压介质封堵，从而达到在不用停输、放空干线，也不用焊接动火的情况下，在线不停输带压更换与油气管道干线相连的旁通和支管上的缩径球阀。一种不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，包括漏斗状橡胶套(I)、圆锥状橡胶塞(2)、丁字形螺栓(3)、双向推力轴承式结合器(4)，其中漏斗状橡胶套(I)、圆锥状橡胶塞
(2)和双向推力轴承式结合器(4)分别依次套在丁字形螺栓(3)外，漏斗状橡胶套(I)与丁字形螺栓(3)牢固粘结，圆锥状橡胶塞(2)与双向推力轴承式结合器(4)牢固粘结，双向推力轴承式结合器(4)与丁字形螺栓(3)通过螺纹连接。封堵头在通过缩径球阀前，漏斗状橡胶套和圆锥状橡胶塞是完全分离的，可以在挤压作用下变细，从而顺利通过内径较细的缩径阀门，到达管道上的封堵部位后，再通过旋转双向推力轴承式结合器，在丁字形螺栓的共同作用下，使圆锥状橡胶塞进入漏斗状橡胶套内，继续旋转挤压使橡胶材料膨胀变粗来封堵住管道内压力，从而实现对高压缩径球阀的带压更换。装置采用机械原理，橡胶弹性密封，具有安全可靠、操作简单、作业效率高等特点。
[0005]漏斗状橡胶套(I)外形像漏斗，细端外径与缩径球阀内径相当，中间圆孔直径和丁字形螺栓(3)粗细一致，粗端外径略大于管道内径，内部为圆锥状的空心，且扣除空心部分的截面积与缩径球阀内径相当，整个漏斗状橡胶套(I)套在丁字形螺栓(3)外，并且二者牢固粘结。漏斗状橡胶套(I)粗端外径略大于管道内径，在摩擦力的作用下，就可以保证封堵作业时漏斗状橡胶套(I)和丁字形螺栓(3)不会随着双向推力轴承式结合器(4) 一起旋转，从而达到使圆锥状橡胶塞(2)进入漏斗状橡胶套(I)里挤压膨胀封堵住管道内压力的目的。
[0006]圆锥状橡胶塞(2)外形是与漏斗状橡胶套(I)空心部分配套的圆锥体，内部有一个与丁字形螺栓(3)相配套的圆孔，圆锥状橡胶塞的外径与缩径球阀内径相当，圆锥状橡胶塞(2)与双向推力轴承式结合器(4)牢固粘结。
[0007]丁字形螺栓(3)的螺帽端为圆形，外径略小于缩径球阀内径，螺杆部分分别穿在漏斗状橡胶套⑴和圆锥状橡胶塞⑵里，螺杆端部与双向推力轴承式结合器⑷内孔螺纹连接。
[0008]双向推力轴承式结合器(4)的结构与双向推力轴承类似，整个结合器的外廓直径略小于缩径球阀内径，挡圈(5)内孔直径略大于丁字形螺栓(3)外径，外圈￠)内孔直径分别略大于内圈(7)的外径，挡圈和外圈通过丝扣连接到一起，内圈(7)有凸台的一端有一段与丁字形螺栓(3)相连的内丝，另外一端内孔直径略大于丁字形螺栓(3)外径，而且外面有一段外丝，方便与带压作业装置的操作杆相连。
[0009]漏斗状橡胶套(I)和圆锥状橡胶塞(2)的材质为橡胶，具有一定的强度和耐温、耐磨、耐油气性能，常温下使用时硬度为邵氏80度左右，在橡胶材料里沿轴向夹有高强度线绳，以增强橡胶轴向强度，提高封堵头的密封性能。
[0010]本实用新型封堵结构具有以下特点:
[0011]①既可以变细顺利通过内径较小的缩径球阀，又可以挤压膨胀封堵住内径较大的管道内高压。
[0012]②封堵结构尺寸小巧，非常适用于小口径、作业现场空间狭窄场合使用。
[0013]③结构采用机械原理，可靠性高，安全风险低。
[0014]④结构简单，操作方便，封堵作业效率高。
[0015]⑤配合专门的封堵作业机具，可以实现对缩径球阀的带压更换，不需要停输。
【附图说明】
[0016]图1是封堵头的整体结构示意图。
[0017]图2a、图2b是漏斗状橡胶套的结构示意图。
[0018]图3a、图3b是圆锥状橡胶塞的结构示意图。
[0019]图4是丁字形螺栓的结构示意图。
[0020]图5是双向推力轴承式结合器的结构示意图。
[0021]图例说明，图中:1.漏斗状橡胶套，2.圆锥状橡胶塞，3.丁字形螺栓，4.双向推力轴承式结合器，5.挡圈，6.外圈，7.内圈，8.钢珠。
【具体实施方式】
[0022]该封堵结构按照DN50缩径球阀的尺寸设计制作出实物后，模拟油气长输管道的现场实际情况，进行了压力封堵测试，从试验情况来看，作业过程操作简单、安全可靠，其中在试验条件下该封堵结构的封堵压差可以达到1MPa以上，而且封堵压差在8MPa时，经过24小时的稳压观察，封堵效果良好，没有任何泄漏和明显位移变形。封堵作业的【具体实施方式】如下:
[0023]首先按照图1所示，组装好该封堵头，同时确保封堵头在通过缩径球阀前，漏斗状橡胶套(I)和圆锥状橡胶塞(2)是完全分离的。然后通过双向推力轴承式结合器(4)上的外丝，把封堵头安装到专门的不停输带压更换阀门装置上的操作杆上，在不停输带压更换阀门装置的推动下，把该封堵头穿过待更换的缩径球阀，推送到需要封堵的管道内，旋转不停输带压更换阀门装置上的操作杆，带动双向推力轴承式结合器(4)上的内圈一起旋转，在丁字形螺栓(4)的共同作用下，使圆锥状橡胶塞(2)进入漏斗状橡胶套(I)里，继续旋转挤压使橡胶材料膨胀变粗即可封堵住管道内压力。更换上新阀门后，需要解堵时，只需要反方向旋转，即可使漏斗状橡胶套(I)和圆锥状橡胶塞(2)实现完全分离，从而达到解堵的目的，完成高压缩径球阀的不停输带压更换。
【主权项】
1.一种不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，包括漏斗状橡胶套(I)、圆锥状橡胶塞(2)、丁字形螺栓(3)、双向推力轴承式结合器(4)，其中漏斗状橡胶套(I)、圆锥状橡胶塞(2)和双向推力轴承式结合器(4)分别依次套在丁字形螺栓(3)外，漏斗状橡胶套(I)与丁字形螺栓(3)牢固粘结，圆锥状橡胶塞(2)与双向推力轴承式结合器(4)牢固粘结，双向推力轴承式结合器(4)与丁字形螺栓(3)通过螺纹连接。2.按照权利要求1所述不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，其特征在于: 所述漏斗状橡胶套(I)外形像漏斗，细端外径与缩径球阀内径相当，中间圆孔直径和丁字形螺栓(3)粗细一致，粗端外径略大于管道内径，内部为圆锥状的空心，且扣除空心部分的截面积与缩径球阀内径相当，整个漏斗状橡胶套(I)套在丁字形螺栓(3)外，并且二者牢固粘结。3.按照权利要求1所述不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，其特征在于: 所述圆锥状橡胶塞(2)外形是与漏斗状橡胶套(I)空心部分配套的圆锥体，内部有一个与丁字形螺栓(3)相配套的圆孔，圆锥状橡胶塞的外径与缩径球阀内径相当，圆锥状橡胶塞与双向推力轴承式结合器(4)牢固粘结。4.按照权利要求1所述不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，其特征在于: 所述丁字形螺栓(3)的螺帽端为圆形，外径略小于缩径球阀内径，螺杆部分分别穿在漏斗状橡胶套⑴和圆锥状橡胶塞⑵里，螺杆端部与双向推力轴承式结合器⑷内孔螺纹连接。5.按照权利要求1所述不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，其特征在于: 所述双向推力轴承式结合器(4)的结构与双向推力轴承类似，整个结合器的外廓直径略小于缩径球阀内径，挡圈(5)内孔直径略大于丁字形螺栓(3)外径，外圈￠)内孔直径分别略大于内圈(7)外径，挡圈(5)和外圈(6)通过丝扣连接到一起，内圈(7)有凸台的一端有一段与丁字形螺栓(3)相连的内丝，另外一端有一段外丝，且内孔直径略大于丁字形螺栓(3)外径。6.按照权利要求1所述不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，其特征在于: 所述漏斗状橡胶套(I)和圆锥状橡胶塞(2)的材质为橡胶，具有一定的强度和耐温、耐磨、耐油气性能，常温下使用时硬度为邵氏80度左右，在橡胶材料里沿轴向夹有高强度线绳，以增强橡胶轴向强度，提高封堵头的密封性能。
【专利摘要】一种不停输带压更换高压缩径球阀用封堵头，包括漏斗状橡胶套(1)、圆锥状橡胶塞(2)、丁字形螺栓(3)、双向推力轴承式结合器(4)等。漏斗状橡胶套(1)和丁字形螺栓(3)牢固粘结，圆锥状橡胶塞(2)与双向推力轴承式结合器(4)牢固粘结，丁字形螺栓(3)穿过漏斗状橡胶套(1)和圆锥状橡胶塞(2)与双向推力轴承式结合器(4)丝扣连接。本封堵头是为更换缩径球阀专门研制的新型封堵结构，在通过缩径球阀前，橡胶套和橡胶塞是完全分离的，可以在挤压作用下变细，顺利通过内径较细的缩径球阀，到达封堵部位后，通过旋转结合器使圆锥状橡胶塞进入漏斗状橡胶套里，挤压膨胀变粗封堵住管道内压力，实现对高压缩径球阀的不停输带压更换。
【IPC分类】F16L55/11
【公开号】CN204805827
【申请号】CN201520123758
【发明人】王振洪, 牛化昶, 边明, 刘涛, 康滨, 侯雄飞, 谢晓伟, 王丹
【申请人】中国石油化工股份有限公司天然气川气东送管道分公司嘉兴维抢修中心
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年3月3日