一种封堵器的制作方法

文档序号:13254864阅读:112来源:国知局
技术领域本发明涉及到管道清理设备的技术领域,尤其涉及到一种封堵器。

背景技术:
随着油气管道服役年限越来越长,管道将不可避免的出现腐蚀、缺陷以及阀门失效等各种故障,因此就需要对这些问题管线进行维修。而在维修过程中,就需要对管道内部的高压介质进行封隔,因此管道封堵器就应运而生。而与管外开孔封堵器相比,管内智能封堵器具有工艺简单、无需停输介质、管道不留伤疤等优点。但是现有技术中的管内封堵器结构复杂,操作不方便。

技术实现要素:
本发明提供了一种封堵器,用以简化封堵器的结构,提高封堵器的封堵效果。本发明提供了一种封堵器,该封堵器包括:柱状的主体,包括设置有凸肩的第一端,以及设置有端盖的第二端;锚定装置,所述锚定装置包括:滑动装配在所述主体侧壁上并可沿所述主体轴线方向滑动的楔形推块,所述楔形推块的斜面背离所述主体的侧壁;还包括滑动装配在楔形推块斜面上的锚定卡瓦;在所述楔形推块朝向所述凸肩方向滑动时,所述锚定卡瓦的侧壁抵压在所述凸肩并发生径向移动;密封装置,包括滑动装配在所述主体第二端并可沿所述主体的轴向方向滑动的胶筒挤压环,设置在所述胶筒挤压环上的密封胶筒,胶筒挤压环被推动,密封胶筒在胶筒挤压环及端盖的挤压下发生径向形变将管道密封;伸缩装置,所述伸缩装置的一端与所述楔形推块连接,另一端与所述胶筒挤压环连接,在所述伸缩装置伸出时,推动所述楔形推块及所述胶筒挤压环滑动。在上述技术方案中,伸缩装置在伸出时,控制锚定装置进行锚定,将封堵器定位在所需的位置,并驱动密封装置进行密封,从而密封管道。采用上述封堵器,锚定装置以及密封装置通过同一伸缩装置进行驱动,简化了封堵器的结构。并且在采用上述结构时,只需发送一个控制信号即可完成封堵器的锚定以及密封。优选的,还包括:支撑胶盘,设置在所述凸肩背离所述主体的一侧,且所述封堵胶盘的直径小于被封堵的管道的内径;清管胶盘,设置在所述凸肩与所述支撑胶盘之间,且所述清管胶盘的直径大于被封堵的管道的内径设定尺寸。优选的,还包括设置在所述第二端的支撑胶盘及清管胶盘。优选的,所述楔形推块的个数为多个,且所述楔形推块环绕所述主体侧壁均匀设置。优选的,所述多个楔形推块连接成一体的环形结构。优选的,所述锚定卡瓦与所述楔形推块滑动接触的面为斜面,所述锚定卡瓦背离所述主体的一面为所述主体侧壁同轴线的弧形面。优选的,所述密封胶筒的个数为两个,且所述两个密封胶筒套装在所述胶筒挤压环。优选的,所述两个密封胶筒之间设置有胶筒隔离环,且所述胶筒隔离环可相对所述胶筒挤压环滑动。优选的,还包括密封检测装置,所述密封检测装置包括:设置在所述主体内并用于在所述两个密封胶筒与被封堵的管道密封时,向所述密封胶筒与所述管道形成的密封腔室内注入液体的液压装置;检测所述液体液压的压力传感器;控制装置,在设定时间后,所述压力传感器检测的压力的压降未超过设定值时,判定所述封堵器与所述被封堵的管道密封。优选的,所述控制装置还用于在所述压力传感器检测的压力的压降超过设定值时,控制所述伸缩装置驱动所述伸缩装置伸出,直至所述压力传感器检测的压力的压降未超过设定值。优选的,所述伸缩装置为驱动液压缸,且所述驱动液压缸的伸缩杆与所述楔形推块连接,缸体与所述胶筒挤压环连接。优选的,所述凸肩上设置有燕尾槽,所述锚定卡瓦设置有滑动装配在所述燕尾槽内的凸起结构,所述凸起结构位于所述燕尾槽内的端部设置有卡帽。优选的,所述主体的侧壁为台阶结构的侧壁,所述胶筒挤压环滑动装配在直径较小的侧壁部分,所述楔形推块滑动装配在直径较大的侧壁部分。附图说明图1为本发明实施例提供的封堵器的立体图;图2为本发明实施例提供的封堵器的剖视图。附图标记:1-主体2-支撑胶盘3-清管胶盘4-锚定卡瓦5-楔形推块6-驱动液压缸7-胶筒挤压环8-密封胶筒9-胶筒隔离环10-端盖11-隔离环12-齿牙结构具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。首选需要说明的是,本实施例中提供的封堵器具有信号发生装置、信号接收装置以及控制装置,信号发生装置用于发送封堵器的位置信号,使得操作人员能够得知封堵器处于管道内的位置,当封堵器移动到所需的位置之前,操作人员通过设备发送封堵器进行封堵的信号,信号接收装置在接收到信号后,控制装置开始驱动伸缩装置动作,封堵器开始工作。在一个具体的实施例中,本发明实施例提供了一种封堵器,该封堵器包括:柱状的主体1,包括设置有凸肩的第一端,以及设置有端盖10的第二端;锚定装置,锚定装置包括:滑动装配在主体1侧壁上并可沿主体1轴线方向滑动的楔形推块5,楔形推块5的斜面背离主体1的侧壁;还包括滑动装配在楔形推块5斜面上的锚定卡瓦4;在楔形推块5朝向凸肩方向滑动时,锚定卡瓦4的侧壁抵压在凸肩并发生径向移动;密封装置,包括滑动装配在主体1第二端并可沿主体1的轴向方向滑动的胶筒挤压环7,设置在胶筒挤压环7上的密封胶筒8,且密封胶筒8抵压在端盖10上;伸缩装置,伸缩装置的一端与楔形推块5连接,另一端与胶筒挤压环7连接,在伸缩装置伸出时,推动楔形推块5及胶筒挤压环7滑动。在上述实施例中,伸缩装置在伸出时,控制锚定装置进行锚定,将封堵器定位在所需的位置,并驱动密封装置进行密封,从而密封管道。采用上述封堵器,锚定装置以及密封装置通过同一伸缩装置进行驱动,简化了封堵器的结构。并且在采用上述结构时,只需发送一个控制信号即可完成封堵器的锚定以及密封。为了方便理解本发明实施例提供的封堵器,下面结合附图以及具体的实施例对其结构进行详细的说明。本实施例提供的封堵器适用于大口径的管道。在一个具体的实施例中,管道的直径为610mm及以上,使得封堵器可以将锚定结构以及密封结构采用一个主体1进行支撑,且主体1内有足够的空间放置驱动伸缩装置的液压系统以及上述的信号发生装置、信号接收装置以及控制装置。如图1所示,本实施例提供的封堵器主要由两部分组成:锚定装置以及密封装置。在一个优选的实施例中,较佳的,还包括清洁装置。且在具体设置时,沿封堵器运动的方向,清洁装置、锚定装置以及密封装置依次设置在主体1上;即清洁装置设置在封堵器的头部(封堵器首先进入到管道内的一端),但密封装置与锚定装置的位置可以相互互换,如:密封装置位于主体1的尾部(封堵器上与头部相对的一部),锚定装置设置在密封装置以及锚定装置之间;或者锚定装置设置在主体1的尾部,密封装置设置在锚定装置与清洁装置之间。一并参考图1及图2,本实施例提供的主体1为柱状结构,该主体1作为支撑结构,封堵器的功能件均设置在该主体1上,如图2所示,该主体1为柱状结构,且主体1的一端设置有凸肩结构,内部设置有腔体,该腔体为一端开口的腔体,且腔体的开口端设置有端盖10,其中,设置有凸肩的一端为第一端(头部),社会自由端盖10的一端为第二端(尾部)。作为一个更佳的实施例,主体1的侧壁为台阶结构的侧壁,胶筒挤压环7滑动装配在直径较小的侧壁部分,楔形推块5滑动装配在直径较大的侧壁部分。通过将楔形环及胶筒挤压环7装配在直径不同的侧壁上,从而使得形成的台阶结构保证了在伸缩装置在回缩时,楔形推块5及胶筒挤压环7能够恢复到初始位置,保证了在接触锚定以及密封时,锚定结构及密封结构均能够与管道的内壁脱离接触。继续参考图2,为了方便本实施例提供的封堵器在管道内的运行,本实施例提供的封堵器的端部设置了支撑胶盘2,在一个具体的实施例中,支撑胶盘2设置在凸肩背离主体1的一侧,且支撑胶盘2的直径小于被封堵的管道的内径。通过支撑胶盘2的导向作用,使得封堵器在放入到管道内时,能够保证封堵器的轴线与管道的轴线方向平行,便于封堵器的放入,且封堵器在管道内运行时,支撑胶盘2也具有一定的导向作用。在一个优选的实施例中,支撑胶盘2的个数为两个,两个支撑胶盘2对称设置,其中的一个设置在第一端,另一个设置在第二端。本实施例提供的清洁装置为清管胶盘3,该清管胶盘3的直径大于被封堵的管道内径设定尺寸,在封堵器放入到管道内时,清管胶盘3发生形变,保证清管胶盘3与管道的内侧壁接触,在封堵器运行时,清管胶盘3将管道内的附着物刮掉。采用清洁装置设置在头部,使得封堵器在在锚定以及密封时,锚定装置能够抓紧管道的内壁,且密封装置能够紧贴在管道内部上,保证了密封效果。在一个具体的实施例中,清管胶盘3设置在凸肩与支撑胶盘2之间,便于清管胶盘3的安装,具体的,如图2所示,凸肩背离主体1的一侧具有一个与主体1轴线相同的支撑柱(图中未标示),清管胶盘3与支撑胶盘2均设置在该支撑柱上,并通过端盖体(图中未标示)将清管胶盘3与支撑胶盘2固定在该支撑柱上,在一个更具体的实施例中,在清管胶盘3与支撑胶盘2设置时,清管胶盘3与支撑胶盘2之间设置有隔离环11。作为一种优选的实施例,较佳的,清管胶盘3的个数为两个,且两个清管胶盘3对称设置,其中的一个设置在第一端,另一个设置在第二端。一并参考图1及图2,本实施例提供的锚定装置包括多个楔形推块5,且多个楔形推块5环绕主体1侧壁均匀设置在第一端,每个楔形推块5上对应滑动装配一个锚定卡瓦4,具体的如图2所示,每个楔形推块5与主体1侧壁滑动装配并可以沿主体1的轴线方向滑动,且楔形推块5的斜面背离主体1的侧壁;锚定卡瓦4与楔形推块5滑动装配,且锚定卡瓦4与楔形推块5滑动接触的面为斜面,锚定卡瓦4背离主体1的一面为主体1侧壁同轴线的弧形面。该弧形面为与管道内壁接触的面,为了增加锚定的效果,较佳的,该弧形面上设置了齿牙结构12,从而增大了锚定卡瓦4与管道内壁之间的摩擦力。在楔形推块5与锚定卡瓦4的一个具体的滑动装配结构中,楔形推块5的斜面上设置有燕尾槽,锚定卡瓦4滑动装配在燕尾槽内的结构具有一个卡装的端部,如锚定卡瓦4装配在燕尾槽内的结构为一个带端帽的螺栓,该螺栓的端帽卡装在燕尾槽内。从而使得锚定卡瓦4与楔形推块5在滑动时不会脱离。作为一种优选的实施例,凸肩上设置有燕尾槽,锚定卡瓦4设置有滑动装配在燕尾槽内的凸起结构,凸起结构位于燕尾槽内的端部设置有卡帽。从而保证在楔形推块5滑动时,推动锚定卡瓦4实现径向的运动,避免出现锚定卡瓦4出现轴向运动。作为一种更佳的实施例,较佳的,多个楔形推块5连接成一体的环形结构。即该多个楔形推块5形成一个楔形环。该楔形环的斜面上滑动装配了多个锚定卡瓦4,该多个锚定卡瓦4形成环状结构。且在采用楔形环结构时,可以采用较少的伸缩结构来驱动,进一步的减少封堵器的结构,并且保证了多个楔形推块5在运动时的统一性。一并参考图1及图2,本实施例提供的密封装置包括滑动装配在主体1第二端的胶筒挤压环7,以及套装在胶筒挤压环7上的密封胶筒8,且该密封胶筒8与端盖10抵压接触。在使用时,胶筒挤压环7被推动,密封胶筒8在胶筒挤压环7及端盖10的挤压下发生径向形变,从而将管道密封。在一个具体的实施例中,如图2所示,胶筒挤压环7为一个带有凸肩的管筒结构,且凸肩朝向楔形推块5,密封胶筒8套装在胶筒挤压环7上且一端抵压在凸肩上,该密封盖的边沿设置有朝向楔形推块5的折弯结构,且该折弯结构与主体1侧壁之间具有一定的间隙,该胶筒挤压环7未设置凸肩的一端插入到该间隙内,且在胶筒挤压环7被推动时,胶筒挤压环7沿主体1的轴线方向滑动,密封胶筒8的两侧分别被凸肩以及密封盖挤压,密封胶筒8发生径向形变从而将与管道密封接触。作为一种优选的技术方案,密封胶筒8的个数为两个,且两个密封胶筒8套装在胶筒挤压环7。更佳的,两个密封胶筒8之间设置有隔离环11,且隔离环11可相对胶筒挤压环7滑动。在采用胶筒隔离环9时,当两个密封胶筒8发生径向形变时,两个密封胶筒8与管道之间形成一个密封的隔离腔室。在一种更佳的实施例中,还包括密封检测装置,所述密封检测装置包括:设置在所述主体1内并用于在所述两个密封胶筒8与被封堵的管道密封时,向所述密封胶筒8与所述管道形成的密封腔室内注入液体的液压装置;检测所述液体液压的压力传感器;控制装置,在设定时间后,所述压力传感器检测的压力的压降未超过设定值时,判定所述封堵器与所述被封堵的管道密封。即通过设置的液压装置朝向密封腔室内充入液体,并通过检测装置检测压力,来判断密封装置的密封效果。此外,控制装置还用于在所述压力传感器检测的压力的压降超过设定值时,控制所述伸缩装置驱动所述伸缩装置伸出,直至所述压力传感器检测的压力的压降未超过设定值。即通过控制伸缩装置的伸缩量,保证密封装置的密封效果。如图2所示,该伸缩装置设置在锚定装置以及密封装置之间,且伸缩装置的一端与楔形推块5连接,另一端与胶筒挤压环7连接,在伸缩装置伸出时,推动楔形推块5滑动,并推动胶筒挤压环7滑动,使得锚定装置开始进行锚定,密封装置开始密封。具体的,该伸缩装置为驱动液压缸6,且驱动液压缸6的伸缩杆与楔形推块5连接,缸体与胶筒挤压环7连接。为了方便理解封堵器的上述结构,下面详细说明其工作原理。当管道出现故障需要进行维修或者换管的时候,在故障段上游通过清管器发球筒投放两个管内封堵器,封堵器在管内流体的推动下向故障点运动。在运动的过程中,安装于封堵器本体两端的支撑胶盘2起到支撑的作用,保证封堵器整体的运行轴线与管道轴线平行,而且支撑胶盘2的存在还可以对密封胶筒8及锚定卡瓦4起到保护作用,防止其划伤与磨损。此管内封堵器的另一特点是具有清管功能。在封堵器的两端安装有清管胶盘,清管胶盘的外径略大于管道内径,封堵器在管内运行过程中,清管胶盘与管道内壁始终过盈接触,清管胶盘将对管道内壁的杂质进行清理,保持管道内壁干净,保证锚定与封堵过程安全可靠。在运动的过程中管内封堵器通过超低频脉冲信号与管外遥控设备进行通讯。管内封堵器不断的向外发送超低频脉冲信号,而管外遥控设备通过此信号对封堵器进行定位,当封堵器接近故障管段时,管外遥控设备向封堵器发送减速信号,封堵器接收到此信号进行减速并分别停在指定位置。当管外遥控设备检测到管内封堵器已经停在预定位置之后,通过超低频脉冲信号对其发送锚定指令,管内封堵器接收到锚定指令后,驱动液压缸6开始工作,活塞在液压油的作用下带动活塞杆向外伸出,活塞杆通过耳环与楔形推块5相连,楔形推块5在活塞杆的推动下沿主体1轴向移动,由于锚定卡瓦4与楔形推块5之间存在一定的楔形角,所以楔形推块5的轴向移动将带动锚定卡瓦4发生径向扩张,直到锚定卡瓦4与管道内壁接触。通过控制驱动液压缸6的液压压力,使锚定卡瓦4与管道内壁之间形成足够的锚定力,保证锚定作用安全可靠。管内封堵器上的驱动液压缸6属于浮动连接,驱动液压缸6的两端是通过耳环的方式分别连接楔形推块5与胶筒挤压环7。当驱动液压缸6工作时,缸体与活塞杆向外伸出,同时带动楔形推块5与胶筒挤压环7产生轴向移动,楔形推块5的轴向移动使得锚定卡瓦4发生径向扩张,而胶筒挤压环7的轴向移动将不断挤压密封胶筒8。但由于锚定卡瓦4刚开始径向扩张时还没有与管道内壁接触,而密封胶筒8的变形则需要一定的挤压力,所以此时锚定卡瓦4首先向外径向伸出,而密封胶筒8不会发生挤压变形。当锚定卡瓦4开始与管道内壁接触后,随着锚定力的增加,挤压密封胶筒8的力也越来越大,所以此时驱动液压缸6将同时挤压锚定卡瓦4与密封胶筒8。随着密封胶筒8的挤压力逐渐增大,密封胶筒8轴向收缩、径向外凸,逐渐与管道内壁接触,进而形成一定的接触比压,形成管内高压密封。经过计算,锚定卡瓦4锚定时需要的挤压力大于密封胶筒8密封时需要的挤压力,但由于驱动液压缸6是以相同的力同时作用于锚定卡瓦4与密封胶筒8,所以驱动液压缸6提供的驱动力至少要满足锚定卡瓦4锚定时所需要的力。为避免挤压力过大造成密封胶筒8发生挤压破坏而失效,需要对挤压密封胶筒8的胶筒挤压环7的轴向行程加以限制,保证密封胶筒8的可靠性。当锚定与密封作用结束后,封堵器向外发送作业结束信号,管外遥控设备接收到此信号,然后向封堵器发送验封信号。然后封堵器通过胶筒隔离环9向两片胶筒之间的环形空间加注高压液体,保压一段时间之后监测环形空间内的压力,如不发生压降,则说明密封功能成功。当管线两端成功封堵之后,就可以对中间的问题管线进行换管、维修等一些列操作,这些修管作业有时可能需要一天甚至几天的时间,这就要求封堵器具有长时间高压封堵的能力。当所有中间修管作业结束之后,需要管内封堵器解封并回收。此时管外遥控设备向封堵器发送回收信号,封堵器接收到信号之后,驱动液压缸6反向工作,活塞带动活塞杆收缩,进而拉动胶筒挤压环7与楔形推块5沿轴向反向移动,使得密封胶筒8与锚定卡瓦4径向收缩至初始状态,完成解封与解锚定功能。当完成解封与解锚定功能后,封堵器在管内流体的带动下向下游运动,并从下游的清管器收球筒回收。整个管内高压智能封堵过程完成。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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