专利名称：尤其在海下用于堵塞管线的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于堵塞、阻塞损坏的油气管线的装置和方法。确切地说，本发明的装置和方法可适用于在尽可能短的时间内防止危险物质进入环境中，以便避免在海洋中发生灾害。具体而言，本发明是一种用于堵塞损坏的油气管线、管头(pipe stub)的装置和方法。该装置可安装在管线中损坏部分之前的一部分的截面上。
发明内容
本发明的目标是解决由2010年的墨西哥湾(Gulf of Mexico)漏油事件造成的问题，当时石油平台爆炸造成了一场生态灾难。平台着火之后，用于堵塞管道的防喷器机构无法操作，阻止漏油的努力相继失败。至今尚未找到用于堵塞这些管道的理想解决方案，而世界各地随时都可能发生类似的事故，从而对环境造成无法弥补的损害。本发明提出的解决方案达成两个目的。一方面，例如，在类似于墨西哥湾漏油事件的情况下，该解决方案可适用于在海下决定性地堵塞管头。另一方面，该解决方案可用作安全装置。它可有目的地安装到现有或将来的防喷器系统中，或者可用作辅助装置，以便消除灾害。根据本发明的基本原理，U形或C形框架，优选设有以液压方式闭合的压钳(press-jaw)的金属框架结构，从侧面(从上方)应用到管道上。这可在后部完成。通过这种方式，安装便不会受到损坏部分、变形的管道等阻碍。这样做的优点在于，从管端或损坏部分流出的物质将不会产生负面(推动、推进)效应，即，将不会阻碍安装。在对框架进行适当定位、固定(这可借助于液压和/或电磁元件来完成)以及加固之后，外流物质的路径被堵塞，使得管道借助于使用楔形夹紧元件的大容量液压动力缸而被轻轻地按压，但没有来自两侧的压力冲击，直到它完全变平为止。阻止物质流出之后，通过使用某种传统技术可决定性地堵塞管道。然而，装置本身可具有机械结构，以用于，例如，借助于锁紧螺钉和其他接合元件来永久地堵塞管道。在某些情况下，连续使用若干个类似的装置进行操作可具有若干个阶段。如在序言中提及，一方面，本发明是一种用于堵塞损坏的油气管线、管头的装置，该装置可应用在管线中损坏部分之前的一部分的截面上。所述装置包括配备有液压元件的基本呈U形的框架，所述液压元件固定到所述框架，适用于从两个相反的方向按压管道以便堵塞所述管道，并且所述液压元件借助于外部液压源进行操作。所述装置进一步配备有提升元件，使得所述装置能够适当地定位在待堵塞的管道或管头上。另一方面，在本发明的方法过程中，将装置应用到管线中损坏部分之前的一部分的截面上。所述装置包括配备有液压元件的基本呈U形的框架，所述液压元件固定到所述框架，适用于从两个相反的方向按压管道以便堵塞所述管道，并且所述液压元件借助于外部液压源进行操作。所述装置从上方定位在待堵塞的管道或管头上，而且通过操作液压元件，使得待堵塞的管道变平。
将参考附图来描述本发明，其中:图1为根据本发明的装置的一项实施例的透视图；图2示出了处于正常位置的图1所示装置的正视图；图3示出了处于操作之后的位置的图1所示装置的正视图；图4示出了图2所示装置的侧视图；图5a示出了在装置启动之前，根据本发明的装置的一项实施例的透视图；图5b示出了启动之后的图5a所示装置的透视图；图6示出了根据本发明的装置的另一实施例的透视图；图7示出了处于正常位置的图6所示装置的正视图；图8示出了处于操作之后的位置的图6所示装置的正视图；以及图9示出了图6所示装置的侧视图。
具体实施例方式在图1a中，可以看到根据本发明的装置的一项简单的可能实施例。此处，该装置包括由两块平行板形成的优选呈U形或类似结构的框架I。液压元件2固定到框架1，例如，位于两块平行板之间。固定到这些液压元件的可动端的是一个或多个楔形压钳3，这些压钳形成压头。有利的是，液压元件是设有孔4的动力缸，通过孔4可启动这些液压元件。在海下操作的情况下，可通过来自浮在海上的液压源等供应基地的管线来执行启动。为了将装置适当地定位在管线上，使用液压支架5，借助于该液压支架可设置压钳3的最佳位置。装置的框架I可设有提升元件9，以便确保提升和固定。也可以使用机电元件来代替液压元件。有利的是，为了防止框架I尺寸减小并打开，框架I的打开部分通过连接元件(未图示)连接起来，从而当从两个相反的方向横向按压管道，即，使之变平时，框架I无法变宽。根据本发明的装置的U形框架I还可采用其他方式构造，例如，它可具有管状框架。要操作该装置，就需要液压或机电设备。参考图2到图3来描述图1所示装置的操作。图2示出了处于正常位置的装置，也就是说，操作压力并未通过孔4传输到液压元件2，因而压钳3处于打开状态，远离彼此。这样使得装置能够定位在待堵塞的管道上。借助于提升元件9将该装置放置在待堵塞的管线上，随后，借助于液压支架5来对装置进行定位，使得压钳3有利地垂直于管线。如果待堵塞的管线垂直延伸，则在根据本发明的装置放在水中之后，管线会，例如，借助于适当成形的提升元件9而转向一侧。有利的是，框架I的两块平行板之间固定有液压元件，而这两块平板的形状相同。在之后的步骤中，向孔4施加压力，因此液压动力缸2开始推动压钳3，同时压钳按压待堵塞的管道。图3中可见此闭合位置。图4从侧面示出了装置。此处可以看出，装置的两侧上均设有液压支架5，从而有助于装置定位。通过从上方将装置适当地定位在管道或管头上并且通过操作液压元件2，待堵塞的管道变得大体平坦(闭合)。在图5a和图5b中，装置的上述实施例示为处于操作过程中。在图5a中，可见置于管线10上的装置，其中管线10借助于液压支架5定位在压钳3的中心线上。在图5b中，示出了一种状态，即通过孔4向动力缸2施加压力，而且压钳3从两侧按压管线并堵塞管道的截面，从而堵塞管线10中的流路。在图6中，可见根据本发明的装置的另一实施例。类似于图1所示的装置，该装置由框架1、定位并固定在框架I中的液压动力缸2，以及压钳3构成。图6所示装置设有额外的机械传动构件7，使得能够施加更大的力。在此实施例的情况下，电磁体6应用到液压支架5，借此，不仅有可能将管线10定位到液压支架5，而且也有可能将该管线固定到该液压支架。装置的机械传动构件7装配在液压元件2与压钳3之间。此装置还可有利地从上方借助于提升元件9而在管线10上移动并定位。在图7和图8中，示出了根据上述实施例的装置的操作。图7示出了处于正常位置的装置，此时压力并未通过孔4传输到液压元件2。压钳3处于打开状态，远离彼此。这样使得能够借助于提升元件9将装置定位在(例如，损坏的)管线10上。可以看出，机械传动构件3连接到压钳3和动力缸2。当通过孔4施加压力时，动力缸2借助于机械传动7将压钳3推到一起。这个闭合过程会持续到管道变平到所需程度为止。如果机械传动构件7设置成能够在按压过程中最低限度地超过机械结构的下死点，并且邻接经调整的缓冲器8，那么闭合状态下的装置变成自动闭合。通过此解决方案，在管道变平并堵塞之后，液压可终止，同时管道保持堵塞。图8中可见这种状态。图9示出了根据上述实施例的装置的侧视图。此处可以看出，两个液压支架5均设有电磁体6，可以任选地在任何其他实施例中使用、放置并定位所述电磁体。在装置的可能实施例中，任何液压元件均可由电力驱动式机电元件替代。为了防止框架尺寸减小并打开，优选(但未必)的是，框架的打开部分通过连接元件(未图示)紧固或连接起来，从而当从两个相反的方向推动管道，即，使之变平时，框架无法变宽。框架可以具有不同于U形的任何其他形状，例如，它可以闭合或者可由两半形成。它的部件可以不同于附图所示的部件，例如，管状框架。必须根据截面、待堵塞的管道的壁厚度、流动物质的压力、温度以及其他因素(例如，如果是海的话，则水压)来衡量液压缸和机械元件。通过应用本发明，可以开发出新一代防喷器。作为安全构件，根据本发明的装置可集成在已经工作的防喷器中，或者它可以用作单独的单元，以便增强安全性，从而避免灾难。当该装置并非防喷器的整体部分而用作单独的单元时，可进行定期维修，即使在没有错误的情况下也可如此。通过这种方式来增强操作的安全性，降低风险。检查之后，装置可进行安装并再次使用。
权利要求
1.一种用于堵塞损坏的油气管线、管头的装置，所述装置可应用到所述管线中损坏部分之前的一部分的截面上，所述装置的特征在于，所述装置包括配备有液压元件(2)的基本呈U形的框架(I)，所述液压元件固定到所述框架，适用于从两个相对侧按压管道以便堵塞所述管道，并且所述液压元件借助于外部液压源进行操作，所述装置进一步配备有提升装置(9)，使得所述装置能够适当地定位在待堵塞的管道或管头上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液压元件(2)是液压动力缸(4)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述框架(I)由两块平行板形成，而且所述液压元件(2)固定在所述两块平行板之间。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置设有液压支架(5)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述液压支架(5)设有电磁体￠)，使得所述管线(10)能够根据所述液压支架(5)进行定位并固定。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置配备有安装在液压元件(2)与压钳⑶之间的机械传动构件(7)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述机械传动构件(7)在闭合状态下是自动闭合的。
8.一种用于堵塞损坏的油气管线、管头的方法，在所述方法的过程中，将装置应用到所述管线中损坏部分之前的一部分的截面上，所述方法的特征在于，所述装置包括配备有液压元件(2)的基本呈U形的框架(I)，所述液压元件固定到所述框架，适用于从两个相反的方向按压并堵塞管道，并且所述液压元件借助于外部液压源进行操作，所述装置从上方定位在待堵塞的管道或管头上，而且通过操作所述液压元件(2)，使得所述待堵塞的管道变平。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述框架(I)设有提升元件(9)，使得所述框架能够适当地定位在所述待堵塞的管道或管头上。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述装置配备有安装在所述液压元件(2)与压钳(3)之间的机械传动构件(7)。
全文摘要
一种用于堵塞损坏的油气管线、管头的装置和方法，可应用到所述管线中损坏部分之前的一部分的截面上。所述装置包括配备有液压元件(2)的基本呈U形的框架(1)，所述液压元件固定到所述框架，适用于从两个相对侧按压管道以便堵塞所述管道，并且所述液压元件借助于外部液压源进行操作。所述装置进一步配备有提升元件(9)，使得所述装置能够适当地定位在待堵塞的管道或管头上。
文档编号B25B1/20GK103210249SQ201180028636
公开日2013年7月17日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月10日
发明者约瑟夫·别列赞 申请人:Bery知识产权与资产管理恢复有限责任公司