一种泄漏孔的封堵工具、封堵方法
【专利摘要】本发明公开了一种泄漏孔的封堵工具以及一种封堵方法，封堵工具包括连接杆、紧固件、锚爪结构以及密封垫片；锚爪结构设置在所述连接杆的侧面上，所述锚爪结构用于穿过泄漏孔并将其卡紧在内侧壳壁上；所述密封垫片套设在所述连接杆外侧；所述紧固件连接在所述连接杆外侧，并与所述密封垫片相接触；封堵方法包括将处于收缩状态的锚爪结构伸入泄漏孔中；当所述锚爪结构完全进去所述泄漏孔时，释放所述锚爪结构；将所述紧固件拧紧，并将所述密封垫片压紧在泄漏孔周围；将所述止动螺母拧紧。本发明可应用于石油输送管道和石油储罐的封堵技术，应用本发明能够实现快速封堵操作，作业量小。
【专利说明】一种泄漏孔的封堵工具、封堵方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油输送管道和石油储罐的封堵技术，尤其是一种泄漏孔的封堵工具、封堵方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，压力输送管道和储罐类容器等是石油和化工生产中的重要设施，由于腐蚀或第三方破坏等原因，这些管道和容器会穿孔泄漏。石油和化工原料等介质的泄漏不但污染环境，也危害群众生命财产安全。因此在管道和容器发生穿孔泄漏时需要及时进行抢修，以降低损失、避免危害。
[0003]当前管道穿孔泄漏的抢修工具主要是卡箍式卡具和缠绕式纤维一树脂复合材料抢修工具，前者为刚性卡，后者为柔性卡。刚性卡一般为两个对称的半圆筒，从管道两侧安装后采用螺栓将两个半圆筒紧固，对泄漏的管道和容器在穿孔处进行360°覆盖，卡具的两端采取密封措施，使介质密封在内、无法外泄。缠绕式抢修工具则是以碳纤维或芳纶纤维等高强度纤维为主体结构，浸润树脂后在穿孔处的管道环向缠绕若干匝，完成对穿孔的封堵。这两类抢修卡具都是通过在管道外部施加作用力来完成对穿孔泄漏的封堵，存在着以下弊端:
[0004]I)为保证卡具与管道紧密接触，需要360°地清理一段与卡具长度相当的管道外部保温层、配重层等，作业量大；
[0005]2)刚性卡具重量大，需要起重设备才能安装，大于大直径管道和容器，对应的抢修卡具订制周期长，不符合抢修原则；
[0006]3)安装工序繁多，需要多名专业人员才能操作，成本昂贵。
【发明内容】
[0007]本发明解决的技术问题是提供一种泄漏孔的封堵工具、封堵方法，能够解决现有技术中存在的问题，能够实现快速封堵操作，作业量小。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供了一种泄漏孔的封堵工具，其特征在于，包括连接杆、紧固件、锚爪结构以及密封垫片；
[0009]所述锚爪结构设置在所述连接杆的侧面上，所述锚爪结构用于穿过泄漏孔并将其卡紧在内侧壳壁上，所述锚爪结构在所述内侧壳壁上的卡紧力作用方向与所述连接杆的轴线方向平行；所述锚爪结构具有收缩和释放两种状态，收缩状态时，所述锚爪结构位于所述连接杆内部，释放状态时，所述锚爪结构伸出至所述连接杆外侧并卡紧在所述内侧壳壁上；
[0010]所述密封垫片套设在所述连接杆外侧，所述密封垫片用于从外侧密封所述泄漏孔；
[0011]所述紧固件连接在所述连接杆外侧，并与所述密封垫片相接触；所述紧固件用于将所述密封垫片压紧在所述泄漏孔的壳体外侧。[0012]上述泄漏孔的封堵工具还可具有如下特点，
[0013]所述锚爪结构包括锚爪、弹簧片，所述连接杆相应设置有安装槽，所述锚爪通过销轴与所述安装槽连接；所述弹簧片设置在所述锚爪与所述安装槽之间；
[0014]所述弹簧片收缩时，所述锚爪沿所述销轴旋转进入所述安装槽；所述弹簧片释放时，所述锚爪沿所述销轴旋转弹出所述安装槽。
[0015]上述泄漏孔的封堵工具还可具有如下特点，
[0016]所述锚爪架构包括锚爪、螺旋弹簧，所述连接杆相应设置有安装槽；所述螺旋弹簧一端连接在所述安装槽的底部，另一端连接所述锚爪；
[0017]所述螺旋弹簧压缩时，所述锚爪竖直进入所述安装槽；所述螺旋弹簧释放时，所述锚爪竖直弹出所述安装槽。
[0018]上述泄漏孔的封堵工具还可具有如下特点，
[0019]所述连接杆为螺柱，所述紧固件为杯型螺母；
[0020]所述杯型螺母的杯底与所述螺柱螺纹连接，所述杯型螺母的杯口与所述密封垫片相接触；所述密封垫片在与所述杯口接触位置设置有环形槽，所述环形槽用于容纳所述杯口的边缘部分。
[0021]上述泄漏孔的封堵工具还可具有如下特点，
[0022]所述连接杆为螺柱，所述紧固件为杯型螺母，所述杯型螺母与所述密封垫片之间设置有圆环，所述圆环内侧设置有锥形空腔；
[0023]所述圆环的第一端与所述密封垫片相接触，所述圆环的第二端与所述杯型螺母的杯口相接触，所述杯型螺母的杯底与所述螺柱螺纹连接；其中，所述密封垫片在与所述圆环接触位置设置有环形槽，所述圆环的第一端内径等于所述环形槽的内径，所述圆环的第二端内径小于所述环形槽的内径。
[0024]上述泄漏孔的封堵工具还可具有如下特点，
[0025]所述密封垫片与所述泄漏孔相接触的端面上开设有环形凸起，所述密封垫片与所述泄漏孔相接触的端面为弧形端面或平面端面。
[0026]上述泄漏孔的封堵工具还可具有如下特点，
[0027]所述密封垫片的侧面对称设置有限位结构，所述限位结构用于限制所述密封垫片在安装过程中的旋转动作。
[0028]上述泄漏孔的封堵工具还可具有如下特点，
[0029]还包括止动螺母，所述止动螺母旋紧在所述连接杆外侧，并与所述紧固件相接触。
[0030]相应的，本发明还提供了一种应用于上述封堵工具的泄漏孔封堵方法，其特征在于，包括
[0031]将处于收缩状态的锚爪结构伸入泄漏孔中；
[0032]当所述锚爪结构完全进去所述泄漏孔时，释放所述锚爪结构；
[0033]将所述紧固件拧紧，并将所述密封垫片压紧在泄漏孔周围；
[0034]将所述止动螺母拧紧。
[0035]本发明上述技术方案具有如下有益效果:
[0036]I)本发明提供的封堵工具采用机械式螺栓结构，可以从泄漏壳体两侧施加作用，突破了现有的从管道或容器壳体外部施加作用力从而完成堵漏的作业方法；上述封堵工具尤其适合对开卡具、缠绕带等普通堵漏方法难于处置的大型穿孔泄漏；
[0037]2)本发明提供的封堵工具结构合理，不需要配备特殊安装工具和专门安装工具；重量轻便，携带方便，在海底作业时不需要起重设备；可适用于多种材质的管道和容器，包括金属、塑料、复合材料、混凝土等多种材质；
[0038]3)本发明提供的堵漏工具易于加工，根据具体泄漏情况，一日之内即可加工出针对给定泄漏孔的堵漏工具；不需要使用树脂等粘合剂；可带压操作，只需操作人员避开压力释放、处于安全位置即可作业，无需要降低系统压力；
[0039]4)本发明提供的堵漏工具不受环境条件的限制；泄漏位置所需要的预处理简单，只需要清理出泄漏直径2-4倍直径的圆形面积即可，对海底管道尤其方便，大大降低了作业时间和作业难度；堵漏操作过程简单、快速。
[0040]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0042]图1为本发明实施例的第一示意图；
[0043]图2为本发明实施例的第二示意图；
[0044]图3为本发明锚爪释放状态示意图；
[0045]图4为本发明密封垫片结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0047]如图1所示，本发明提供了一种泄漏孔的封堵工具，具体可以包括连接杆4、紧固件3、锚爪结构I以及密封垫片2 ;锚爪结构I设置在连接杆4的侧面上，锚爪结构I用于穿过泄漏孔并卡紧在内侧壳壁上，锚爪在内侧壳壁上的卡紧力作用方向与连接杆4的轴线方向平行；锚爪结构I具有收缩和释放两种状态，收缩状态时，锚爪结构位于连接杆4内部，释放状态时，锚爪结构伸出至连接杆4外侧并卡紧在所述内侧壳壁上；密封垫片2套设在连接杆4外侧，密封垫片2用于从外侧密封泄漏孔；紧固件3连接在连接杆4外侧，并与密封垫片2相接触；紧固件3用于将密封垫片2压紧在泄漏孔的壳体外侧。
[0048]本发明具体操作中，锚爪结构I可以采用如下结构:如图3所示，锚爪结构I可以包括锚爪、弹簧片5，连接杆4相应设置有安装槽6，锚爪通过销轴与安装槽6连接；弹簧片5设置在锚爪与安装槽6之间；其中，弹簧片收缩时，锚爪沿销轴旋转进入安装槽6 ;弹簧片5释放时，锚爪沿销轴旋转弹出安装槽6。
[0049]需要说明的是:上述锚爪结构在具体安装过程中，当连接杆4由外而内穿入泄漏孔中时，锚爪受到泄漏孔壁的压迫自动调整为收缩状态，卧倒在螺栓本体上的槽内；当螺栓本体穿过泄漏孔壁时，锚爪所受到的压迫消失，在片弹簧的弹力作用下锚爪弹起变为竖直状态，进而实现卡紧操作。
[0050]本发明具体操作中，锚爪结构I也可以采用如下结构:锚爪架构包括锚爪、螺旋弹簧，连接杆相应设置有安装槽；螺旋弹簧一端连接在安装槽的底部，另一端连接锚爪；其中，螺旋弹簧压缩时，锚爪竖直进入安装槽；螺旋弹簧释放时，锚爪竖直弹出安装槽。
[0051]需要说明的是:上述锚爪结构在具体安装过程中，可先将锚爪处于收缩状态时伸入泄漏孔中，当完全进入泄漏孔以后再将锚爪调整为释放状态，从而能够实现锚爪的卡紧操作；上述状态调整可以通过挡板临时压紧锚爪，使锚爪处于收缩状态中，当锚爪完全伸入泄露孔时，再将压紧的挡板移除即可实现锚爪的状态转换。
[0052]优选地，本发明具体操作中，结合图1、图2所示；连接杆4可以选用螺柱，紧固件3可以选用杯型螺母，上述杯型螺母具有杯口部分和杯底部分；其中，杯型螺母的杯底与螺柱螺纹连接，杯型螺母的杯口与密封垫片2相接触。上述杯型螺母的优点为:通过圆环状的杯口部分能够实现与密封垫片的紧密贴合，能够在密封垫片形成圆环状的密封区域，能够有效保证密封效果。如果紧固件3选用普通螺母，则普通螺母与密封垫片的接触为端面接触；即，普通螺母通过整个端面压紧密封垫片，其在密封垫片形成螺母端面形状的密封区域。在拧紧力相同的情况下，根据受力面积不同而产生不同的密封效果；可以明确得知，上述杯型螺母所形成圆环状密封区域的密封效果远远优于普通螺母所形成端面状密封区域的密封效果。相应的，密封垫片2在与杯口接触位置设置有环形槽，环形槽用于容纳杯口的边缘部分；上述杯型螺母的杯口部分与环形槽配合部分，能够便于杯型螺母施加压紧力，同时能够有效保证最终的密封效果。
[0053]如图2所示，本发明具体操作中，还可以包括圆环8，其中，圆环8的内侧设置有锥形空腔；圆环8的第一端设置在环形槽中，圆环8的第一端内径等于环形槽的内径；圆环8的第二端与杯型螺母的杯口相接触，圆环8的第二端内径小于环形槽的内径。上述锥形空腔结构的圆环8，在紧固件3拧紧过程中，能够保证密封垫片2上环形槽内的部分区域紧密的贴合在连接杆4上以及泄漏孔周围。
[0054]优选地，本发明具体操作中，密封垫片2与泄漏孔相接触的端面上可以开设有环形凸起7，上述环形凸起7能够在原有的密封垫片2端面密封的基础上，又增加了一道环形凸起7密封，能够有效保证最终的密封效果。
[0055]为了适应不同情况的密封，相应的，密封垫片2与泄漏孔相接触的端面为弧形端面或平面端面；具体的，当需要密封的泄漏孔为管道泄露孔时，密封垫片2与泄漏孔相接触的端面可以选择弧形端面；当需要密封的泄漏孔为储罐底部泄漏孔时，密封垫片2与泄漏孔相接触的端面可以选择平面端面。为了进一步增强锚爪结构卡紧的稳定性，连接杆的侧面上可以设置有至少两个锚爪结构，或者可以设置有至少三个锚爪结构；通过设置多个锚爪结构能够进一步的提高连接稳定性。
[0056]如图4所示，优选地，密封垫片2的侧面对称设置有限位结构9，限位结构9还可以开始连接孔；限位结构9可用于限制密封垫片2在安装过程中的旋转动作。具体操作过程中，可通过限位结构与泄漏孔周围可固定连接的部件进行临时固定连接，能够有效防止紧固件在拧紧过程中密封垫片2发生旋转。
[0057]优选地，本发明具体操作中，还可以包括止动螺母，止动螺母旋紧在连接杆外侧，并与紧固件相接触；上述止动螺母的安装，能够有效保证紧固件拧紧后的稳定性。
[0058]相应的，本发明还提供了一种应用于上述封堵工具的泄漏孔封堵方法，具体包括:将处于收缩状态的锚爪结构伸入泄漏孔中；当锚爪结构完全进去泄漏孔时，释放锚爪结构；将紧固件拧紧，并将密封垫片压紧在泄漏孔周围；将止动螺母拧紧。
[0059]本发明提供的上述封堵工具是一种以螺栓拉杆为主要结构的穿孔泄漏快速抢修工具，属于一种插入式的抢修堵漏工具，在进行安装作业时，需要清理的管道外保护层面积仅限于泄漏孔周围的小范围区域；单人即可携带，采用普通扳手即可安装；本发明结构简单，易于加工；成本低廉。
[0060]本发明用途广泛,可以用于金属材质、树脂和复合材料材质、混凝土材质等材质的壳体穿孔泄漏的抢修堵漏。对于卡箍式和缠绕式卡具无法解决的大直径管道和容器上的大直径穿孔泄漏尤其具有良好效果。
[0061]本领域的技术人员应该明白，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种泄漏孔的封堵工具，其特征在于，包括连接杆、紧固件、锚爪结构以及密封垫片; 所述锚爪结构设置在所述连接杆的侧面上，所述锚爪结构用于穿过泄漏孔并将其卡紧在内侧壳壁上，所述锚爪结构在所述内侧壳壁上的卡紧力作用方向与所述连接杆的轴线方向平行；所述锚爪结构具有收缩和释放两种状态，收缩状态时，所述锚爪结构位于所述连接杆内部，释放状态时，所述锚爪结构伸出至所述连接杆外侧并卡紧在所述内侧壳壁上； 所述密封垫片套设在所述连接杆外侧，所述密封垫片用于从外侧密封所述泄漏孔； 所述紧固件连接在所述连接杆外侧，并与所述密封垫片相接触；所述紧固件用于将所述密封垫片压紧在所述泄漏孔的壳体外侧。
2.根据权利要求1所述的泄漏孔的封堵工具，其特征在于， 所述锚爪结构包括锚爪、弹簧片，所述连接杆相应设置有安装槽，所述锚爪通过销轴与所述安装槽连接；所述弹簧片设置在所述锚爪与所述安装槽之间； 所述弹簧片收缩时，所述锚爪沿所述销轴旋转进入所述安装槽；所述弹簧片释放时，所述锚爪沿所述销轴旋转弹出所述安装槽。
3.根据权利要求1所述的泄漏孔的封堵工具，其特征在于， 所述锚爪架构包括锚爪、螺旋弹簧，所述连接杆相应设置有安装槽；所述螺旋弹簧一端连接在所述安装槽的底部，另一端连接所述锚爪； 所述螺旋弹簧压缩时，所述锚爪竖直进入所述安装槽；所述螺旋弹簧释放时，所述锚爪竖直弹出所述安装槽。
4.根据权利要求1或2或3所述的泄漏孔的封堵工具，其特征在于， 所述连接杆为螺柱，所述紧固件为杯型螺母； 所述杯型螺母的杯底与所述螺柱螺纹连接，所述杯型螺母的杯口与所述密封垫片相接触；所述密封垫片在与所述杯口接触位置设置有环形槽，所述环形槽用于容纳所述杯口的边缘部分。
5.根据权利要求1或2或3所述的泄漏孔的封堵工具，其特征在于， 所述连接杆为螺柱，所述紧固件为杯型螺母，所述杯型螺母与所述密封垫片之间设置有圆环，所述圆环内侧设置有锥形空腔； 所述圆环的第一端与所述密封垫片相接触，所述圆环的第二端与所述杯型螺母的杯口相接触，所述杯型螺母的杯底与所述螺柱螺纹连接；其中，所述密封垫片在与所述圆环接触位置设置有环形槽，所述圆环的第一端内径等于所述环形槽的内径，所述圆环的第二端内径小于所述环形槽的内径。
6.根据权利要求1或2或3所述的泄漏孔的封堵工具，其特征在于， 所述密封垫片与所述泄漏孔相接触的端面上开设有环形凸起，所述密封垫片与所述泄漏孔相接触的端面为弧形端面或平面端面。
7.根据权利要求1或2或3所述的泄漏孔的封堵工具，其特征在于， 所述密封垫片的侧面对称设置有限位结构，所述限位结构用于限制所述密封垫片在安装过程中的旋转动作。
8.根据权利要求1或2或3所述的泄漏孔的封堵工具，其特征在于， 还包括止动螺母，所述止动螺母旋紧在所述连接杆外侧，并与所述紧固件相接触。
9.一种应用于权利要求1-8所述的封堵工具的泄漏孔封堵方法，其特征在于，包括将处于收缩状态的锚爪结构伸入泄漏孔中；当所述锚爪结构完全进去所述泄漏孔时，释放所述锚爪结构；将所述紧固件拧紧，并将所述密封垫片压紧在泄漏孔周围；将所述止动螺母拧紧 。
【文档编号】F16L55/168GK104006263SQ201410238912
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】徐永振, 李成钢, 张敬安, 胡国后 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司, 深圳中海油服深水技术有限公司, 中海石油(中国)有限公司