一种管道内部封堵工具的制作方法

本发明涉及一种石油天然气管道出现裂纹破损情况下使用的管道内部封堵工具，尤其涉及深埋管道及其它外部封堵无法施工的破裂管道领域。

背景技术：

石油天然气管道可以将石油或者天然气从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户。石油天然气管道可以实现石油和天然气的大量输送，尤其随着我国基础建设事业的不断推进和高速发展，类似“西气东输”之类的管道工程越来越多，石油天然气管道建设将越发普及。

然而石油天然气管道在使用过程中，由于地层运动、地震、火山爆发、腐蚀等各种原因，会导致石油天然气管道出现裂纹和破损，这时就会发生石油天然气泄漏，具有极大的安全隐患和经济损失。由于石油天然气管道通常都是深埋地下，有时会穿越山体，检测到破损位置以后却难以从管道外部实现有效封堵，在建立备用管线之前切断管道输送则会影响生产，造成巨大的经济损失。

因此，在检测到管道裂纹和破损以后，一个可行的方法是在管道内部进行快速封堵，恢复正常生产需求。基于上述技术背景，本发明特提供一种管道内部封堵工具，快速、有效地实现裂纹破损管道封堵。

技术实现要素：

本发明的目的是：为了解决石油天然气管道破裂部位外部封堵困难的问题，特提供一种管道内部封堵工具。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种管道内部封堵工具，是由送进接头、快速接头、中心管、锚定壳体、活塞、磁性锚爪、锁紧块、锁紧弹簧、套环、上锁紧筒、上锁紧钢球、上推力筒、上推力弹簧、上连接筒、上密封胶筒、内筒、锥形筒、下密封胶筒、下连接筒、下推力筒、下推力弹簧、下锁紧筒、下锁紧钢球、引导头和密封头构成；其结构特征是：送进接头上端和送进管柱丝扣连接，送进接头下端和中心管上端丝扣连接；中心管下端和密封头丝扣连接，中心管上部周向均匀设置两个通孔；送进接头外圆中部均匀设置四个凸块，快速接头上端均匀设置四个z字形开口槽，送进接头外圆中部的四个凸块分别嵌入快速接头上端的四个z字形开口槽内，送进接头外圆下部和快速接头内腔接触面设置有密封；锚定壳体上端和快速接头下端丝扣连接，锚定壳体下端和上连接筒上端丝扣连接；锚定壳体外圆中部均匀设置六个稳定翼，每个稳定翼中部设置一径向通孔连通锚定壳体内外腔空间，每个稳定翼下部设置一轴向通孔；磁性锚爪由磁性材料制成，具有磁性，磁性锚爪外圆中部设置一圈环形凹槽，磁性锚爪内端设置为球面，磁性锚爪外端设置有锯齿状凸起；磁性锚爪置入锚定壳体外圆中部稳定翼的径向通孔内；锁紧块和锁紧弹簧依次置入锚定壳体稳定翼下部的轴向通孔内，锁紧块贴紧磁性锚爪外圆；套环和锚定壳体外圆下部丝扣连接，套环上端面压紧锁紧弹簧；锥形筒上端和上连接筒下端丝扣连接，锥形筒下端和下连接筒上端丝扣连接；内筒外圆上端设置一圈凸起台阶，内筒上端凸起台阶下侧周向均匀设置两个通孔，内筒置入锚定壳体、上连接筒、锥形筒、下连接筒的内腔，内筒下端和引导头内腔丝扣连接，活塞安装在内筒外圆和锚定壳体、上连接筒、锥形筒、下连接筒内腔之间的环形腔内；引导头外圆上端和下连接筒下端丝扣连接，引导头下端设置为圆锥面；中心管和密封头置入内筒内腔，密封头外圆和内筒内腔之间设置有密封；上连接筒外圆上部设置有一圈环形凹槽，上连接筒外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶下侧轴向均匀设置两个通孔；上推力筒套在上连接筒外圆上，上推力弹簧安装在上推力筒外圆中部的凸起台阶上，上推力弹簧呈压缩状态；上锁紧筒下端和上推力筒上端丝扣连接；上锁紧筒内腔上部设置一圈环形凹槽，上锁紧钢球充满在上锁紧筒内腔上部的环形凹槽内；下连接筒外圆下部设置有一圈环形凹槽，下连接筒外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上侧轴向均匀设置两个通孔；下推力筒套在下连接筒外圆上，下推力弹簧安装在下推力筒外圆中部的凸起台阶上，下推力弹簧呈压缩状态；下锁紧筒上端和下推力筒下端丝扣连接；下锁紧筒内腔下部设置一圈环形凹槽，下锁紧钢球充满在下锁紧筒内腔下部的环形凹槽内；锥形筒外圆两端设置为圆锥面；上密封胶筒套在上连接筒外圆下部，上密封胶筒内腔下部和锥形筒外圆上部圆锥面贴合；下密封胶筒套在下连接筒外圆上部，下密封胶筒内腔上部和锥形筒外圆下部圆锥面贴合。

本发明一种管道内部封堵工具在送达管道泄露部位，并实现坐封以后，上提送进管柱并旋转一定角度，可以实现送进接头外圆中部四个凸块从快速接头上端四个z字形开口槽内滑出，进一步上提送进管柱，送进接头、中心管和密封头和其余部件实现分离，这时回收送进管柱，本发明的上密封胶筒和下密封胶筒从管道内部进行密封，有效避免了管道裂纹、破损带来的泄漏风险。

本发明的有益效果是：（1）本发明可以对破损管道进行封堵密封，有效避免管道泄漏的危害，维持生产安全；（2）本发明从管道内部进行破损部分封堵，施工操作步骤简单，施工成本低，速度快；（3）本发明是纯机械结构，可适应管道内的恶劣工况，液压控制坐封，控制可靠。

附图说明

图1是本发明一种管道内部封堵工具初始状态的结构示意图。

图2是本发明一种管道内部封堵工具坐封状态的结构示意图。

图3是本发明一种管道内部封堵工具丢手状态的结构示意图。

图4是图3a-a截面的剖视图。

图5是送进接头的三维结构示意图。

图6是快速接头的三维结构示意图。

图7是送进接头和快速接头的三维结构装配示意图。

图8是磁性锚爪的三维结构示意图。

图中：1.送进接头、2.快速接头、3.中心管、4.锚定壳体、5.活塞、6.磁性锚爪、7.锁紧块、8.锁紧弹簧、9.套环、10.上锁紧筒、11.上锁紧钢球、12.上推力筒、13.上推力弹簧、14.上连接筒、15.上密封胶筒、16.内筒、17.锥形筒、18.下密封胶筒、19.下连接筒、20.下推力筒、21.下推力弹簧、22.下锁紧筒、23.下锁紧钢球、24.引导头、25.密封头。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明一种管道内部封堵工具，是由送进接头1、快速接头2、中心管3、锚定壳体4、活塞5、磁性锚爪6、锁紧块7、锁紧弹簧8、套环9、上锁紧筒10、上锁紧钢球11、上推力筒12、上推力弹簧13、上连接筒14、上密封胶筒15、内筒16、锥形筒17、下密封胶筒18、下连接筒19、下推力筒20、下推力弹簧21、下锁紧筒22、下锁紧钢球23、引导头24和密封头25构成；其结构特征是：送进接头1上端和送进管柱丝扣连接，送进接头1下端和中心管3上端丝扣连接；中心管3下端和密封头25丝扣连接，中心管3上部周向均匀设置两个通孔；锚定壳体4上端和快速接头2下端丝扣连接，锚定壳体4下端和上连接筒14上端丝扣连接；锚定壳体4外圆中部均匀设置六个稳定翼，每个稳定翼中部设置一径向通孔连通锚定壳体4内外腔空间，每个稳定翼下部设置一轴向通孔；磁性锚爪6置入锚定壳体4外圆中部稳定翼的径向通孔内；锁紧块7和锁紧弹簧8依次置入锚定壳体4稳定翼下部的轴向通孔内，锁紧块7贴紧磁性锚爪6外圆；套环9和锚定壳体4外圆下部丝扣连接，套环9上端面压紧锁紧弹簧8；锥形筒17上端和上连接筒14下端丝扣连接，锥形筒17下端和下连接筒19上端丝扣连接；内筒16外圆上端设置一圈凸起台阶，内筒16上端凸起台阶下侧周向均匀设置两个通孔，内筒16置入锚定壳体4、上连接筒14、锥形筒17、下连接筒19的内腔，内筒16下端和引导头24内腔丝扣连接，活塞5安装在内筒16外圆和锚定壳体4、上连接筒14、锥形筒17、下连接筒19内腔之间的环形腔内，活塞5外圆下部设置为圆锥面；引导头24外圆上端和下连接筒19下端丝扣连接，引导头24下端设置为圆锥面；中心管3和密封头25置入内筒16内腔，密封头25外圆和内筒16内腔之间设置有密封；上连接筒14外圆上部设置有一圈环形凹槽，上连接筒14外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶下侧轴向均匀设置两个通孔；上推力筒12套在上连接筒14外圆上，上推力弹簧13安装在上推力筒12外圆中部的凸起台阶上，上推力弹簧13呈压缩状态；上锁紧筒10下端和上推力筒12上端丝扣连接；上锁紧筒10内腔上部设置一圈环形凹槽，上锁紧钢球11充满在上锁紧筒10内腔上部的环形凹槽内；下连接筒19外圆下部设置有一圈环形凹槽，下连接筒19外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上侧轴向均匀设置两个通孔；下推力筒20套在下连接筒19外圆上，下推力弹簧21安装在下推力筒20外圆中部的凸起台阶上，下推力弹簧21呈压缩状态；下锁紧筒22上端和下推力筒20下端丝扣连接；下锁紧筒22内腔下部设置一圈环形凹槽，下锁紧钢球23充满在下锁紧筒22内腔下部的环形凹槽内；锥形筒17外圆两端设置为圆锥面；上密封胶筒15套在上连接筒14外圆下部，上密封胶筒15内腔下部和锥形筒17外圆上部圆锥面贴合；下密封胶筒18套在下连接筒19外圆上部，下密封胶筒18内腔上部和锥形筒17外圆下部圆锥面贴合。

如图5、图6和图7所示，送进接头1外圆中部均匀设置四个凸块101，快速接头2上端均匀设置四个z字形开口槽201，送进接头1外圆中部的四个凸块101分别嵌入快速接头2上端的四个z字形开口槽201内，送进接头1外圆下部和快速接头2内腔接触面设置有密封。

如图4和图8所示，磁性锚爪6由磁性材料制成，具有磁性，磁性锚爪6外圆中部设置一圈环形凹槽，磁性锚爪6内端设置为球面，磁性锚爪6外端设置有锯齿状凸起。

本发明一种管道内部封堵工具的工作原理是：装配好本发明，初始状态如图1所示，活塞5位于本发明上端，磁性锚爪6在磁力作用下贴紧活塞5外圆锥面，磁性锚爪6处于收回状态，在管道施工作业口，放入本发明至管道内腔，利用送进管柱将本发明送进至管道破损泄漏位置处，锥形筒17正对管道破损泄漏位置，上密封胶筒15和下密封胶筒18位于完整管道位置处；送进管柱内冲入压力液，压力液经过中心管3上部通孔和内筒16上部通孔进入活塞5上侧环形腔内，压力液推动活塞5轴向下移，活塞5外圆锥面推动磁性锚爪6径向伸出，锁紧块7在锁紧弹簧8推力作用下，锁紧块7部分嵌入磁性锚爪6外圆中部环形凹槽内，磁性锚爪6位置锁定，磁性锚爪6外端和管道内壁锚定卡死，活塞5在压力液作用下继续轴向下移至本发明下部，压力液经过上连接筒14中部通孔进入上推力筒12内腔，上推力筒12轴向下移并轴向压缩上密封胶筒15，上密封胶筒15径向张开并与管道内壁贴紧实现密封，上锁紧筒10内腔上部的环形凹槽和上连接筒14外圆上部的环形凹槽对正，上锁紧钢球11部分进入上连接筒14外圆上部环形凹槽内，上锁紧筒10和上推力筒12位置锁定，压力液经过下连接筒19中部通孔进入下推力筒20内腔，下推力筒20轴向上移并轴向压缩下密封胶筒18，下密封胶筒18径向张开并与管道内壁贴紧实现密封，下锁紧筒22内腔下部的环形凹槽和下连接筒19外圆下部的环形凹槽对正，下锁紧钢球23部分进入下连接筒19外圆下部环形凹槽内，下锁紧筒22和下推力筒20位置锁定，如图2所示，此时本发明实现坐封；上提送进管柱并旋转一定角度，可以实现送进接头1外圆中部四个凸块101从快速接头2上端四个z字形开口槽201内滑出，进一步上提送进管柱，送进接头1、中心管3和密封头25和其余部件实现分离，这时回收送进管柱，本发明的上密封胶筒15和下密封胶筒18从管道内部进行密封，如图3所示，有效避免了管道裂纹、破损带来的泄漏风险。