管道径向开孔用防涨卡装置及防涨卡方法

文档序号:9406823阅读:668来源:国知局
管道径向开孔用防涨卡装置及防涨卡方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油气储运安全运营技术领域,特别涉及一种解决管道带压开孔时刀具的周向防涨卡装置与防涨卡方法。
【背景技术】
[0002]目前,在油气管道的改造抢修过程中,经常会根据GB/T28055-2011《钢制管道带压封堵技术规范》进行油气管道开孔作业,这种开孔作业一般是在油气不停输、带压情况下,应用倒扣的筒状刀具进行径向垂直于管道旋转进给切削的。管道由于长期的带压运行致使其材质的内部产生了很大内应力,这相当于给管道施加了预应力,筒状刀具切割时鞍型圆弧板逐渐与管道整体发生分离,由于分离而发生应力释放作用,这种释放常会导致鞍型圆弧板膨胀变形挤压筒状刀具的继续旋转进给,从而产生筒状刀具频繁被涨卡影响正常的开孔作业。

【发明内容】

[0003]本发明提供了一种管道径向开孔用防涨卡装置,为了解决筒状刀具被涨卡的问题,本发明以减小鞍型圆弧板的膨胀变形为切入点,设计一种可以预先焊接于管道上的防涨卡装置,从而在开孔前就锁住鞍型圆弧板的变形量,最大限度的减小开孔时分离的鞍型圆弧板对筒状刀具的涨卡挤压,实现正常的开孔作业。
[0004]本发明公开了一种管道径向开孔用防涨卡装置,包括平行强化筋、平行双拱筋板、斜肋板及中心定位板,其特征在于:平行强化筋由两个平行的边组成,中心定位板内圆外方,其两端与平行强化筋的两边固定,平行双拱筋板包括的两个结构相同的侧面,侧面的下方呈拱形结构,拱形结构的弧度与待开孔的管道外径弧度一致,两个侧面上方分别与平行强化筋的两边固定,中心定位板的下平面与拱形结构的弧顶相切。平行双拱筋板的两个侧面之间设置有两块结构相同的斜肋板,两个斜肋板的上端分别邻近平行双拱筋板的两个端部,斜肋板的下端与平行双拱筋板的两个侧面的拱形结构端连接。斜肋板的下端与平行双拱筋板两个侧面的连接点在一条直线上。斜肋板与中心定位板的下平面成45°角。平行强化筋的两边长度相等,其为矩形空心结构钢,平行双拱筋板长度同于平行强化筋边的长度,平行双拱筋板、斜肋板为钢板制成的。
[0005]本发明的防涨卡装置整体外形采用“拱形桥”结构,拱形弧骑跨于未开孔的管道上,其各结构尺寸设计满足不影响原有开孔机具的作业,将拱形弧面与管道接触的部位点焊固定,相当于对预切割的鞍型圆弧板加了约束筋,从而实现开孔过程中筒状刀具的防涨卡目的。本发明的上述结构设计有较大的改进,打破传统,在带压油气管道的径向开孔作业中,通过在开孔前预焊接该防涨卡装置,解决鞍型圆弧板在开孔切割分离过程中由于内应力释放所致变形对筒状刀具的涨卡,增大开孔的成功率,为开孔作业的顺利进行提供技术支持。
[0006]本发明还公开了一种管道径向开孔用防涨卡方法,其特征在于:步骤A:将本防涨卡装置骑跨于待开孔的油气管道上;步骤B:将开孔机具的中心定位钻与中心定位板的中心对正;步骤C:将平行双拱筋板与斜肋板、管道相接触部位焊接固定,平行强化筋和中心定位板、管道接触部位焊接固定;步骤D:筒状刀具借助开孔机具从防涨装置的外部旋转进给切开管,同时中心定位钻借助开孔机具从防涨装置的内部旋转进给切开管道。
[0007]平行双拱筋板和斜肋板与管道相接触部位不间断排焊固定,平行强化筋和中心定位板与管道接触部位点焊固定。
【附图说明】
[0008]图1为本防涨卡装置、开孔刀具及管道的配合示意图;
[0009]图2为本防涨卡装置的轴视结构图;
[0010]图3为本防涨卡装置的主视图;
[0011]图4为本防涨卡装置的侧视图;
[0012]图5为本防涨卡装置的俯视图;
[0013]图中,1-平行强化筋,2-平行双拱筋板,3-斜肋板,4-中心定位板,6-管道,7_筒状刀具,8-中心定位钻,9-鞍型圆弧板。
【具体实施方式】
[0014]参阅附图1,在要带压开孔管道6上预焊接管道径向开孔用防涨卡装置,平行双拱筋板2错开1/3?1/2所开孔的直径距离,拱形弧交接面为主要点焊位置,筒状刀具7借助开孔机具从防涨装置的外部旋转进给切开管道6,同时中心定位钻8借助开孔机具从防涨装置的内部旋转进给切开管道6,防涨装置的约束作用减少了切割分离体的变形,在不出现卡刀的情况下成功分离出鞍型圆弧板9,完成开孔作业。
[0015]参阅附图2-附图5,一种管道径向开孔用防涨卡装置整体呈“拱形桥”结构,其包括平行强化筋、平行双拱筋板、斜肋板及中心定位板;平行强化筋I用两根矩形空心结构钢截取,两根矩形空心结构钢构成平行强化筋I的两个相互平行的边;中心定位板4内圆外方,置于平行强化筋I正中,并且与平行强化筋I的两边焊接固定;平行双拱筋板2长度同于平行强化筋I的边的长度,其由两个平行的侧面组成,每个侧面的下方呈拱形结构,其拱形弧度与待开孔的管道6外弧度相拟合,便于应用时骑跨管道点焊固定;平行双拱筋板2的侧面上方与平行双拱筋板2的两边焊接固定,平行双拱筋板2的每个侧面与中心定位板垂直,从而使本防涨卡装置整体呈“拱形桥”结构,并且中心定位板4的下平面与平行双拱筋板2的两个侧面的拱形弧顶相切;两块斜肋板的结构、设置相同,斜肋板为方形钢板,斜肋板3左右端焊连于平行双拱筋板2的两个侧面上,斜肋板3的上端与平行双拱筋板的端部焊接,斜肋板3的下端与平行双拱筋板2的两个侧面的拱形结构端焊接固定;并且保证斜肋板3与中心定位板4的下平面成45°角,且斜肋板3下端与平行双拱筋板2拱形弧度、管道外弧度相拟合,以利于应用时斜肋板的点焊固定;在应用时平行双拱筋板2与斜肋板3与管道6相接触端密集焊接,即实现鞍型圆弧板9的两“长耳朵”边的多焊接;平行强化筋I和中心定位板4与管道6接触点适当点焊,即实现鞍型圆弧板9的“短肩部”的少焊接;平行强化筋材质选用成品的矩形空心结构钢截取,其余部件材质均选用低碳含量的普通结构钢板加工。
[0016]本发明公开的一种管道径向开孔用防涨卡方法,步骤A:将本防涨卡装置骑跨于待开孔的油气管道上;步骤B:将开孔机具的中心定位钻8与中心定位板的中心对正;步骤C:将平行双拱筋板2与斜肋板3、管道6相接触端焊接,平行强化筋I和中心定位板4、管道6接触点点焊;步骤D:筒状刀具7借助开孔机具从防涨装置的外部旋转进给切开管道6,同时中心定位钻8借助开孔机具从防涨装置的内部旋转进给切开管道6。
[0017]应用时平行双拱筋板2和斜肋板3与管道6相接触部位不间断排焊固定,鞍型圆弧板9的两“长耳朵”边较多的焊接量增加了弧板径向预变形的约束;平行强化筋I和中心定位板4与管道6接触部位只点焊固定,少量焊接使鞍型圆弧板9的“短肩部”与“长耳朵”边对弧板预变形的约束度相同。
[0018]本发明公开的管道径向开孔用防涨卡装置及防涨卡方法,以预先于管道外部焊接起到减小变形的加强筋类装置为主要措施;拱形弧骑跨于未开孔的管道上,将拱形弧面与管道接触的部位点焊固定,从结构形式上保证了对鞍型圆弧板两“长耳朵”边的多焊接和“短肩部”的少焊接,使鞍型圆弧版的约束均匀,利于减小筒状刀具的被卡几率;防涨装置居中位置设置带圆孔的中心定位板,既保证了开孔时中心定位钻的对中,又保证了防涨装置提前预焊位置的快速准确找准;平行强化筋材质选用成品的矩形空心结构钢截取,其余部件材质均选用低碳含量的普通结构钢板加工,既保证了防涨装置的刚度和焊接可行性,又降低了成本,同时实现拆除后的再次应用。
[0019]本发明不局限于上述具体实施例,所属技术领域的技术人员从上述构思出发,不经过创造性的劳动,所作出的种种变换,均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种管道径向开孔用防涨卡装置,包括平行强化筋、平行双拱筋板、斜肋板及中心定位板,其特征在于:平行强化筋由两个平行的边组成,中心定位板内圆外方,其两端与平行强化筋的两边固定连接,平行双拱筋板包括的两个结构相同的侧面,侧面的下方呈拱形结构,拱形结构的弧度与待开孔的管道外径弧度一致,两个侧面上方分别与平行强化筋的两边固定,中心定位板的下平面与拱形结构的弧顶相切。2.根据权利要求1所述的防涨卡装置,其特征在于:平行双拱筋板的两个侧面之间设置有两块结构相同的斜肋板,两个斜肋板的上端分别邻近平行双拱筋板的两个端部,斜肋板的下端与平行双拱筋板两个侧面的拱形结构端连接。3.根据权利要求2所述的防涨卡装置,其特征在于:斜肋板的下端与平行双拱筋板两个侧面的连接点在一条直线上。4.根据权利要求2或3所述的防涨卡装置,其特征在于:斜肋板与中心定位板的下平面成45°角。5.根据权利要求1所述的防涨卡装置,其特征在于:平行强化筋的两边长度相等,其为矩形空心结构钢,平行双拱筋板长度同于平行强化筋边的长度,平行双拱筋板、斜肋板为钢板制成的。6.一种管道径向开孔用防涨卡方法,其特征在于:步骤A:将本防涨卡装置骑跨于待开孔的油气管道上;步骤B:将开孔机具的中心定位钻与中心定位板的中心对正;步骤C:将平行双拱筋板与斜肋板、管道相接触部位焊接固定,平行强化筋和中心定位板、管道接触部位焊接固定;步骤D:筒状刀具借助开孔机具从防涨装置的外部旋转进给切开管,同时中心定位钻借助开孔机具从防涨装置的内部旋转进给切开管道。7.根据权利要求6所述一种管道径向开孔用防涨卡方法,其特征在于:平行双拱筋板和斜肋板与管道相接触部位不间断排焊固定,平行强化筋和中心定位板与管道接触部位点焊固定。
【专利摘要】一种管道径向开孔用防涨卡装置,属于油气储运安全运营技术领域,其包括平行强化筋、平行双拱筋板、斜肋板及中心定位板,其特征在于:平行强化筋由两个平行的边组成,中心定位板内圆外方,其两端与平行强化筋的两边固定,平行双拱筋板包括的两个结构相同的侧面,侧面的下方呈拱形结构,拱形结构的弧度与待开孔的管道外径弧度一致,两个侧面上方分别与平行强化筋的两边固定,中心定位板的下平面与拱形结构的弧顶相切,本发明的防涨卡装置在带压油气管道的径向开孔作业中,通过在开孔前预焊接该防涨卡装置,解决鞍型圆弧板在开孔切割分离过程中由于内应力释放所致变形对筒状刀具的涨卡,增大开孔的成功率。
【IPC分类】B23Q11/00, B23B47/00
【公开号】CN105127483
【申请号】CN201410251342
【发明人】姜修才, 肖春辉, 王洪生, 王建伟, 马万飞
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气管道局
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年6月6日
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