定向穿越管道用防护装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于定向穿越管道的防护装置，它解决穿越管道的压溃、损伤、局部变形等问题。其技术方案是：防护管道套在穿越管道外部，防护管道的长度等于需要保护的穿越管道长度，防护管道的两端安装密封圈和卡瓦，防护管道与穿越管道之间的环空充满流体，流体的压力小于穿越管道内部介质压力；卡瓦和密封圈实现对环空流体的密封，及对穿越管道的抱紧。本发明实现了对穿越管道的有效保护，防止由于井壁失稳造成管线的压溃、破裂、砸伤、局部变形等事故，避免了对穿越管道的修复、更换或重新穿越新管道，特别适用于穿越河流、砾石层、软硬交接地层、断层、易坍塌地层等的管道保护。
【专利说明】定向穿越管道用防护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石油、天然气领域中定向穿越管道用防护装置，特别适用于穿越河流、软硬交错地层、砾石层、断层、易塌陷地层的管道保护。
【背景技术】
[0002]随着我国管道工业的发展，管道非开挖穿越越来越受到重视，利用管道专用的水平定向钻进行穿越施工，已经成为管道穿越的一种主要方式。这种方式不仅可以用于河流和水道的穿越，同时还广泛地应用于高速公路、铁路、机场、海岸、岛屿、山体、热带雨林及密布建筑物、文物保护区、管道密集区等的穿越。比如西气东输管道穿越沙漠、戈壁、山区、丘陵、平原、盆地、黄土高原、江南水网、大江大河和大量农田等，特别是管穿越黄河3次，穿越长江、淮河各I次，另外还穿(跨)其他大型河流10余次。这种定向穿越方式与其他非开挖方式相比，具有穿越速度快，节约施工成本，成孔直径与穿越管道直径比值小等优点，但是这种穿越方式受地质条件的限制较大，如卵石层、流沙层等地层难以成孔，穿越时需要大量的泥浆等。管道穿越成功以后，由于地质原因，经常出现管道的损坏、堵塞等，从而造成油气输送中断或泄漏。特别是穿越河流、丘陵等有硬岩或土质较软地层，或遇滑坡、泥石流、人工爆破等原因导致井壁失稳、塌陷等，易造成穿越管道的砸伤、压瘪等事故，影响油气正常输送。而对于失效管道的修复、更换或者重新钻进并穿越新管道需要更长的时间，因而，如何保护穿越管道、减少和避免穿越管道的修复、更换或避免重新穿越新管道成为了科研工作者和工程技术人员保证油气正常输送的重要课题。为此，设计一种用于穿越管道的防护装置对油气管道的正常运营具有重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:为了克服现有石油、天然气领域中穿越管道易发生失效现象，特提供一种穿越管道用防护装置，它用于保护地下定向穿越管道，能有效地解决由于地质、滑坡、泥石流、人工爆破等外界原因造成的穿越管道失效问题，实现穿越管道的长期正常输送。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:定向穿越管道用防护装置，是由穿越管道、端部壳体、端盖、螺钉、加厚管道、防护管道、支撑节、隔挡板、密封圈、卡瓦组成，其特征在于:防护管道套在穿越管道外部，防护管道的总长度等于穿越管道中需要保护的长度，各防护管道之间用焊接连接，防护管道端部与加厚管道用焊接连接；在焊接位置附近的防护管道内部设置支撑节，支撑节是由上预紧件、下预紧件和卡瓦组成，上预紧件和下预紧件用螺钉连接，上预紧件和下预紧件均与卡瓦用斜面接触，下预紧件与防护管道用焊接连接，上预紧件的外径小于防护管道的内径，在预紧力作用下实现了卡瓦对穿越管道的支撑和抱紧；加厚管道上开设有流体入口，防护管道与穿越管道之间的环形空间充满流体，流体的压力小于穿越管道的内部介质压力，由于支撑节中的卡瓦存在间隙，流体可以通过各支撑节相互贯通；加厚管道与端盖用螺钉连接，加厚管道内部安装隔挡板，在隔挡板与卡瓦之间加密封圈，实现对环空流体的轴向密封；端盖与卡瓦用斜面连接，在螺钉力的作用下，实现卡瓦与穿越管道的抱紧，以克服在拖拽过程中防护管道外壁产生的摩擦力，卡瓦与端盖、上预紧件、下预紧件的斜面斜率相同；端部壳体用螺钉或焊接连接在端盖端部，在管道拖拽过程中可以降低摩擦阻力。
[0005]本发明的有益效果是:(I)该定向穿越管道防护装置采用的防护管道能有效地保护穿越管道，避免因井壁失稳而造成穿越管道发生压溃、砸伤、局部破裂等事故，保证穿越管道中的油气长期正常输送；(2)该定向穿越管道防护装置的环空充满流体，能避免因防护管道局部失效而造成穿越管道的受力不均匀；(3)该定向穿越管道防护装置中的密封结构可靠，能有效地封堵环空流体。(4)该定向穿越管道防护装置的占用空间小、结构简单、设置灵活，对长距离穿越管道的任何部位均能实现良好的防护。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明定向穿越管道用防护装置的结构示意图。
[0007]图中:1.穿越管道，2.端部壳体，3.端盖，4.螺钉，5.加厚管道，6.防护管道，7.支撑节，8.上预紧件，9.下预紧件，10.流体入口，11.隔挡板，12.密封圈，13.卡瓦。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的描述。
[0009]如图1所示，定向穿越管道用防护装置，是由穿越管道1、端部壳体2、端盖3、螺钉
4、加厚管道5、防护管道6、支撑节7、隔挡板11、密封圈12、卡瓦13组成，其结构特征在于:防护管道6套在穿越管道I外部，防护管道6的总长度等于穿越管道I中需要保护的长度，各防护管道6之间用焊接连接，防护管道6端部与加厚管道5用焊接连接；在焊接位置附近的防护管道6内部设置支撑节7，支撑节7是由上预紧件8、下预紧件9和卡瓦13组成；上预紧件8和下预紧件9用螺钉4连接，上预紧件8和下预紧件9均与卡瓦13用斜面接触，下预紧件9与防护管道6用焊接连接，上预紧件8的外径小于防护管道6的内径，在预紧力作用下实现了卡瓦13对穿越管道I的支撑和抱紧；加厚管道5上开设有流体入口 10，防护管道6与穿越管道I之间的环形空间充满流体，流体的压力小于穿越管道I的内部介质压力，由于支撑节7中的卡瓦13存在间隙，流体可以通过各支撑节7相互贯通；加厚管道5与端盖3用螺钉4连接，加厚管道5内部安装隔挡板11，在隔挡板11与卡瓦13之间加密封圈12，实现对环空流体的轴向密封；端盖3与卡瓦13用斜面连接，在螺钉力的作用下，实现卡瓦13与穿越管道I的抱紧，以克服在拖拽过程中防护管道6外壁产生的摩擦力，卡瓦13与端盖3、上预紧件8、下预紧件9的斜面斜率相同；端部壳体2用螺钉或焊接连接在端盖3端部，在管道拖拽过程中可以降低摩擦阻力。
[0010]本发明定向穿越管道用防护装置的工作原理如下:在管道穿越铺设过程中，对穿越管道I中需要防护的位置安装防护装置，再对穿越管道I进行拖拽，当防护装置的末端将要进入孔眼之前，从流体入口 10对防护管道6与穿越管道I之间的环形空间补充流体，完成后用堵头封堵流体入口 10，继续对穿越管道I向前拖拽，直到防护装置到达所需要保护的地层位置。
【权利要求】
1.定向穿越管道用防护装置，是由穿越管道(I)、端部壳体(2)、端盖(3)、螺钉(4)、加厚管道(5)、防护管道(6)、支撑节(7)、隔挡板(11)、密封圈(12)、卡瓦(13)组成，其特征在于:防护管道(6)套在穿越管道(I)外部，防护管道(6)的总长度等于穿越管道(I)中需要保护的长度，各防护管道(6)之间用焊接连接，在焊接位置附近的防护管道(6)内部设置支撑节(7)，防护管道(6)端部与加厚管道(5)用焊接连接；加厚管道(5)与端盖(3)用螺钉(4)连接，端盖(3)与卡瓦(13)用斜面连接，加厚管道(5)内部安装隔挡板(11)，在隔挡板(11)与卡瓦(13)之间加密封圈(12)，端部壳体(2)用螺钉或焊接连接在端盖(3)端部；力口厚管道(5)上开设有流体入口(10)，防护管道(6)与穿越管道(I)之间的环形空间充满流体，流体的压力小于穿越管道(I)的内部介质压力。
2.根据权利要求1所述的定向穿越管道用防护装置，其特征是:防护管道(6)内部的支撑节(7)是由上预紧件(8)、下预紧件(9)和卡瓦(13)组成；上预紧件(8)和下预紧件(9)用螺钉(4)连接，上预紧件(8)和下预紧件(9)均与卡瓦(13)用斜面接触，下预紧件(9)与防护管道(6)用焊接连接，上预紧件(8)的外径小于防护管道(6)的内径；卡瓦(13)与端盖(3)、上预紧件(8)、下预紧件(9)的斜面斜率相同。
【文档编号】F16L7/02GK103672298SQ201310698105
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】梁政, 张 杰, 叶哲伟, 何虹钢, 赵勇, 邓雄, 张梁, 魏秦文 申请人:西南石油大学