技术特征：
1.一种双级密封堵头，用于穿过封堵三通进入管道中进行封堵，其中，封堵三通与管道垂直连通，其特征在于，该堵头包括动力装置、主体支架、第一级密封装置、第二级密封装置和导向机构，所述主体支架装设于所述动力装置的动力输出端；所述第一级密封装置通过第一连接构件与所述主体支架铰接；所述第二级密封装置通过第二连接构件与所述第一级密封装置铰接；所述导向机构铰接设置于所述第二级密封装置远离所述第一级密封装置的一侧；所述导向机构的悬臂端设置有导向轮；所述第一级密封装置的外侧设置有一级高压密封皮碗，所述一级高压密封皮碗的外径与待替换管段的内径过盈设置；所述第一级密封装置远离所述主体支架的一侧设置有一级行走轮；所述第二级密封装置的外侧设置有二级高压密封胶筒，所述二级高压密封胶筒的外径与待替换管段的内径过盈设置；所述第二级密封装置远离所述第一级密封装置的一侧设置有两个二级行走轮，两个所述二级行走轮的旋转中心连线与所述第二级密封装置的径向轴线倾斜设置；在工作状态下，在动力装置的驱动下，所述导向机构的导向轮进入管道内部并与管道壁底接触，进而带动所述第二级密封装置转向进入管道，依次经过两个所述二级行走轮的导向引导，使所述第二级密封装置的行进方向由向管道径向变为向管道轴向；所述一级行走轮与管道壁底接触，所述第一连接构件在所述主体支架的作用下由竖直方向向导向机构行进的方向旋转至预设位置，所述第一级密封装置的径向轴线、所述第二级密封装置的径向轴线与管道的纵向轴线垂直，且所述一级高压密封皮碗、所述二级高压密封胶筒与管道内壁抵触密封。2.根据权利要求1所述的双级密封堵头，其特征在于，所述主体支架为板状结构，所述板状结构的两侧分别设置有第一铰接部、第二铰接部；所述第一连接构件包括第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂、所述第二连接臂的一端分别与所述第一铰接部、所述第二铰接部铰接；所述第一级密封装置包括一级柱状主体、一级柱状后压板、一级柱状前压板和一级导向构件，所述一级柱状后压板、所述一级柱状前压板分别装设于所述一级柱状主体的两侧；所述第一连接臂、所述第二连接臂的另一端与所述一级柱状后压板固定连接；所述一级导向构件装设于所述一级柱状前压板；所述一级导向构件包括平行设置的第一弧形导向板、第二弧形导向板，所述第一弧形导向板、所述第二弧形导向板上分别设置有第三铰接部、第四铰接部；所述第二连接构件包括第三连接臂和第四连接臂，所述第三连接臂、所述第四连接臂的一端分别与所述第三铰接部、所述第四铰接部铰接；所述第二级密封装置包括二级柱状主体、二级柱状后压板、二级柱状前压板和二级导向构件，所述二级柱状后压板、所述二级柱状前压板分别装设于所述二级柱状主体的两侧；所述第三连接臂、所述第四连接臂的另一端与所述二级柱状后压板固定连接；所述二级导向构件装设于所述二级柱状前压板；所述二级导向机构包括平行设置的第三弧形导向板、第四弧形导向板，所述第三弧形导向板、所述第四弧形导向板上分别设置有第五铰接部、第六铰接部。
3.根据权利要求2所述的双级密封堵头，其特征在于，所述导向机构包括第一导向臂和第二导向臂，所述导向轮设置于所述第一导向臂、所述第二导向臂之间的悬臂端；所述第一导向臂包括第一连接段、第二连接段，所述第一连接段用于与所述第五铰接部铰接，所述第二连接段设置于所述第一连接段远离所述第五铰接部的一端，且所述第二连接段的纵向轴线与所述第一连接段的纵向轴线呈预设角度设置；所述第二导向臂包括第三连接段、第四连接段，所述第三连接段用于与所述第六铰接部铰接，所述第四连接段设置于所述第三连接段远离所述第六铰接部的一端，且所述第四连接段的纵向轴线与所述第三连接段的纵向轴线倾斜设置；所述第二导向臂与所述第一导向臂平行设置。4.根据权利要求2所述的双级密封堵头，其特征在于，所述板状结构的顶部套设有限位支架；所述限位支架的端部设置有连接件限位部，所述连接件限位部的纵向轴线与所述限位支架的纵向轴线构成l型罩；所述板状结构的底部为管道匹配部，所述管道匹配部为与待替换管段的内壁适配的弧形面；所述板状结构的底部到所述第一铰接部中心的距离为h1，所述第一铰接部到所述一级柱状后压板的距离为h2，h1＜h2。5.根据权利要求4所述的双级密封堵头，其特征在于，所述第一连接臂的纵向轴线与所述第二连接臂的纵向轴线平行设置；所述第一连接臂的顶部设置有第一卡合部；所述第二连接臂的顶部设置有第二卡合部，所述第一卡合部、所述第二卡合部用于在所述第一连接构件旋转至预设角度时与所述限位支架抵触。6.根据权利要求2所述的双级密封堵头，其特征在于，所述一级柱状后压板、所述一级柱状前压板的直径均小于所述一级柱状主体的直径；所述二级柱状后压板、所述二级柱状前压板的直径均小于所述二级柱状主体的直径。7.根据权利要求6所述的双级密封堵头，其特征在于，所述一级柱状前压板的顶部设置有一级顶块，所述一级顶块的外侧面为与待替换管段的内径匹配的弧面；所述第一级密封装置还包括第一加强件和第二加强件，所述第一加强件的一端与所述一级柱状前压板固定连接，另一端与所述第一弧形导向板的侧部固定连接，且所述第一加强件与所述第一弧形导向板倾斜设置；所述第二加强件的一端与所述一级柱状前压板固定连接，另一端与所述第二弧形导向板的侧部固定连接，且所述第二加强件与所述第二弧形导向板倾斜设置。8.根据权利要求2所述的双级密封堵头，其特征在于，两个所述二级行走轮分别为第一二级行走轮、第二二级行走轮，所述第二二级行走轮设置于所述第一二级行走轮与所述第五铰接部之间；所述第二二级行走轮的旋转中心到所述二级柱状前压板的距离为h1，所述第一二级行走轮的旋转中心到所述二级柱状前压板的距离为h2，h1＞h2；所述第二二级行走轮的旋转中心与所述第一二级行走轮的旋转中心的连线与所述二级柱状前压板的径向平面的夹角为θ，θ∈(4
°
，6
°
)。
9.一种管道封堵系统，其特征在于，该系统包括第一双级密封装置、第二双级密封装置、第一旁通三通装置、第二旁通三通装置、旁通管线和总控中心，所述第一双级密封装置、所述第二双级密封装置、所述第一旁通三通装置、所述第二旁通三通装置均与所述总控中心通信连接；所述第一双级密封装置、所述第二双级密封装置分别设置于待替换管段的上游、下游，所述第一旁通三通装置设置于所述第一双级密封装置远离待替换管段的一侧，所述第二旁通三通装置设置于所述第二双级密封装置远离待替换管段的一侧；所述第一双级密封装置包括第一双级密封堵头、第一封堵三通、第一封堵液压缸、第一引流监测短节、第一两寸平衡短节、第一连通阀、第一放空阀和第二放空阀；所述第一封堵三通包括第一上护板和第一下护板，所述第一上护板与所述第一下护板对开式包裹固设于管道的外侧；所述第一引流监测短节、所述第一两寸平衡短节沿着管道的运输方向依次设置并与管道内部连通；所述第一连通阀设置于所述第一引流监测短节、所述第一两寸平衡短节之间，以控制所述第一引流监测短节与所述第一两寸平衡短节之间的通断；所述第一放空阀设置于所述第一引流监测短节的端部；所述第二放空阀设置于所述第一两寸平衡短节的端部；所述第一两寸平衡短节与所述第一封堵液压缸通过第一管路连接；所述第二双级密封装置包括第二双级密封堵头、第二封堵三通、第二封堵液压缸、第二引流监测短节、第二两寸平衡短节、第二连通阀、第三放空阀和第四放空阀；所述第二封堵三通包括第二上护板和第二下护板，所述第二上护板与所述第二下护板对开式包裹固设于管道的外侧；所述第二引流监测短节、所述第二两寸平衡短节逆着管道的运输方向依次设置并与管道内部连通；所述第二连通阀设置于所述第二引流监测短节、所述第二两寸平衡短节之间，以控制所述第二引流监测短节与所述第二两寸平衡短节之间的通断；所述第三放空阀设置于所述第二引流监测短节的端部；所述第四放空阀设置于所述第二两寸平衡短节的端部；所述第二两寸平衡短节与所述第二封堵液压缸通过第二管路连接；所述第一旁通三通装置包括第一旁通三通构件和第一旁通控制装置，所述第一旁通三通构件包括第一旁通上护板和第一旁通下护板，所述第一旁通上护板与所述第一旁通下护板对开式包裹固设于管道的外侧；所述第一旁通上护板与管道连通设置；所述第二旁通三通装置包括第二旁通三通构件和第二旁通控制装置，所述第二旁通三通构件包括第二旁通上护板和第二旁通下护板，所述第二旁通上护板与所述第二旁通下护板对开式包裹固设于管道的外侧；所述第二旁通上护板与管道连通设置；所述第一旁通控制装置设置于所述第一旁通上护板；所述第二旁通控制装置设置于所述第二旁通上护板；所述旁通管线设置于所述第一旁通上护板与所述第二旁通上护板之间，通过所述第一旁通控制装置、所述第二旁通控制装置控制所述旁通管线与管道的通断；所述第一双级密封堵头、所述第二双级密封堵头均为权利要求1-8中任一项所述的双级密封堵头，且所述第一双级密封堵头与所述第二双级密封堵头相对设置。10.一种管道封堵方法，其特征在于，该方法基于权利要求9所述的管道封堵系统，包括以下步骤：步骤s100，安装第一封堵三通、第一引流监测短节、第一两寸平衡短节、第二封堵三通、第二引流监测短节、第二两寸平衡短节、第一旁通三通装置和第二旁通三通装置，采用耐高压开孔机对第一封堵三通、第二封堵三通、第一旁通三通装置、第二旁通三通装置进行开孔
作业；步骤s200，将旁通管线连通装设于所述第一旁通三通装置、所述第二旁通三通装置之间；步骤s300，通过第二封堵三通下第二双级密封堵头，进行对应压力调节；通过第一封堵三通下第一双级密封堵头，进行对应压力调节；步骤s400，从第一两寸平衡短节处接高压氮气进行第一双级密封装置与第二双级密封装置之间的管段氮气吹扫置换，置换完毕后进行对应管段的机械断管操作，并进行预制的新管段与旧管段的对管焊接作业；通过第一连通阀、第二连通阀向第一双级密封装置与第二双级密封装置之间的管段充介质并达到管道输送压力；先提取第二双级密封堵头，再提取第一双级密封堵头，完成新管段输送，关闭第一旁通控制装置、第二旁通控制装置，拆除旁通管线完成封堵作业。
技术总结
本发明属于油气储运安全技术领域，具体涉及一种双级密封堵头、管道封堵系统、封堵方法，旨在解决密封精度差的问题；双级密封堵头用于穿过封堵三通进入管道中进行封堵，包括动力装置、主体支架、设置有一级行走轮的第一级密封装置、设置有二级行走轮的第二级密封装置、设置有导向轮的导向机构；在动力装置的驱动下，导向轮进入管道内部与管底接触，带动第二级密封装置转向进入管道，经过二级行走轮的导向引导，使第二级密封装置的行进方向变为沿管道轴向；一级行走轮与管底接触，第一连接构件旋转至预设位置限位，第一级密封装置、第二级密封装置的径向轴线与管道的纵向轴线垂直实现密封；通过本发明可实现管道不停输精密封堵，效率高、成本低。成本低。成本低。
技术研发人员：陶伟莉 宋锦 王媛媛 杨明昊 赵东辉 姜修才 张曼曼 王社超 申俊雷 张鑫磊
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：2021.06.15
技术公布日：2022/12/15