一种用于管道封堵的清管器的制作方法

本发明涉及一种用于管道封堵的清管器，用于管道焊接作业过程，对管道切断部位进行封堵。

背景技术：

在油气储运与城市燃气工程中，石油与天然气输送需要敷设长距离大口径管道，对在役油气管道，随着管道使用年限增长，管道可能因腐蚀、疲劳和机械损伤等因素造成破坏和缺陷，或者由于城市建设等原因需要在役管道改线等，均需要在役油气管道部分切断后，重新焊接新的管道，焊接技术将涉及到动火作业，为保证施工安全需要将残留在管道中的油气进行置换或者封堵。

现有的动火技术主要包括置换动火技术、安全封堵动火技术，其中氮气置换技术因具有技术操作规程标准，指标控制严格而被广泛采用，但是在实际动火作业技术中，原来置换合格的天然气管道，因内部存在凝析油的挥发，导致动火作业中置换条件不合格，需要停止焊接，重启氮气置换，直至条件合格后方可继续动火，这就延长了动火作业周期，增加动火作业成本；安全封堵技术有采用冷冻封堵技术，该技术利用固水乳化剂在低温下与管壁的冻粘效应实现油气隔离，但是此技术需要较长的介质冷冻时间，前期准备时间过长，动火作业成本增加。

现有管道焊接封堵器，采用常规密封型清管器进行封堵，施工完成后依靠管道内介质推动清管器进行回收。因为采用皮碗与管道过盈配合进行密封，为保证密封效果，管道和清管器之间接触力过大，回收过程介质推动难度大，同时容易造成清管器磨损严重和管道擦伤等问题。另一方面，对于海底管道水下干式焊接，在管道切断以后同样需要用密封型清管器进行封堵，操作室将管段罩起来排水后实施焊接。这种工况下，更加要求清管器封堵有效，液体介质不能泄漏进入焊接部位影响焊接效果。

基于上述技术背景，本发明特提供一种用于管道封堵的清管器。

技术实现要素：

本发明的目的：为了克服现有管道封堵器封堵不严以及回收过程阻力过大的缺点，特提供一种用于管道封堵的清管器。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种用于管道封堵的清管器，包括前端盖、皮碗、气缸、心轴、可控单向阀，心轴前后端分别设置两个皮碗，心轴中间位置设置气缸，心轴端部安装前端盖和后端盖，可控单向阀排气孔连接气缸，可控单向阀进气孔和控制接口分别连接到心轴前端和心轴后端，其特征在于：

皮碗为带中心孔的碟形，心轴穿过皮碗中心孔，心轴前后端分别设置两个皮碗；心轴前端和后端的两个皮碗分别相对布置并且扣在一起，相邻的两个皮碗中心形成一个空腔，更为优化的，所述空腔内设置压缩弹簧；

心轴后端安装后端盖，并采用焊接或者螺纹或者螺栓的方式连接；心轴前端安装前端盖并采用焊接或者螺纹或者螺栓的方式连接；后端盖和前端盖与相邻皮碗之间用螺栓连接；

心轴中间的两个皮碗之间设置气缸，所述气缸与心轴平行布置；气缸的缸体和皮碗之间设置安装环，所述安装环套在心轴上，气缸缸体固定到安装环上；

心轴前后端分别设置轴向孔，可控单向阀的排气孔连接气缸，可控单向阀的进气孔和控制接口通过心轴前后端的轴向孔分别连接到心轴前端和心轴后端；更为优化的，可控单向阀和气缸之间设置储罐。

本发明具有的有益效果是：1、本发明所述一种用于管道封堵的清管器，依靠碟形皮碗撑开密封，密封效果容易保证；2、本发明采用机械和气压系统，无电控部分，对油气管道使用安全性更高；3、依靠介质压力触发可控单向阀开启泄压，操作方便；4.缩径回收，降低回收过程的阻力，同时降低清管器卡堵风险。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为本发明的气压系统原理图。

图中：1.前端盖；2.皮碗；3.安装环；4.气缸；5.活塞杆；6.支撑环；7.后端盖；8.压缩弹簧；9.心轴；10.管道；11.接头A；12.接头B；13.储罐；14.气源；15.可控单向阀；151.进气孔；152.控制接口；153.排气孔。

具体实施方式

本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面结合图1、图2对本发明作以下描述。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。

皮碗2为带中心孔的碟形，心轴9穿过皮碗2中心孔，心轴9前后端分别设置两个皮碗2。心轴9前端的两个皮碗2相对布置并且扣在一起，心轴9前端的两个皮碗2中心形成一个空腔，所述空腔内部设置压缩弹簧8。心轴9后端的两个皮碗2相对布置并且扣在一起，心轴9后端的两个皮碗2中心形成一个空腔，所述空腔内部设置压缩弹簧8。

心轴9中间的两个皮碗2之间设置2个气缸4并对称布置，所述气缸4与心轴9平行布置，气缸4的缸体顶在心轴9中间的一个皮碗2上，气缸4的活塞杆5顶在心轴9中间的另一个皮碗2上。更为优化的，气缸4的缸体和皮碗2之间设置安装环3，所述安装环3套在心轴9上，气缸4缸体固定到安装环3上。更为优化的，气缸4的活塞杆5与皮碗2之间设置支撑环6，所述支撑环6套在心轴9上。这样，气缸4的轴向推力通过支撑环6和安装环3传递到皮碗2上。

心轴9后端安装后端盖7，并采用焊接方式连接；心轴9前端安装前端盖1并采用螺纹连接。更为优化的，后端盖7和相邻皮碗2之间用螺栓连接，前端盖1和相邻皮碗2之间用螺栓连接。

心轴9前后端分别设置轴向孔，心轴9中间位置设置接头A11和接头B12并采用螺纹连接，接头A11连接到心轴9前端轴向孔，接头B12连接到心轴9后端轴向孔。可控单向阀15设置于本发明所述清管器内，可控单向阀15的排气孔153与气缸4连接；可控单向阀15的进气孔151连接接头A11并且可控单向阀15的控制接口152连接到接头B12，或者可控单向阀15的进气孔151连接接头B12并且可控单向阀15的控制接口152连接到接头A11。更为优化的，可控单向阀15和气缸4之间设置储罐13，充气完成后储罐13对气缸4进行补气，防止气缸4或者管路或者阀门漏气造成气缸4推力不足。

本发明的原理是：管道10切断以后，将本发明所述装置设置于需要封堵的管道10内部，气源14通过可控单向阀15的进气孔151对气缸4和储罐13充气，气缸4推动皮碗2并压紧相邻的两个皮碗2，碟形皮碗2的边缘位置扩张并压紧在管道10内壁实现密封。管道10焊接作业完成后，管道10内部充压到一定程度后，可控单向阀15的控制接口152压力打开可控单向阀15实现泄压；碟形皮碗2在自身弹力和压缩弹簧8的推力下复位，皮碗2与管道10之间的压紧力降低，本发明所述清管器能够方便的从管道10内排出。