一种燃气管道用夹套管及燃气系统的制作方法

本发明涉及燃气输送管道设备技术领域，具体涉及一种燃气管道用夹套管及燃气系统。

背景技术：

燃气管道施工过程中经常需要遇到采取保护措施的情况，而现有的保护措施存在各种各样的问题。例如使用钢筋混泥土套管保护，由于钢筋混泥土管沟现场施工工作量大，笨重，须占据较大的空间，施工不方便，而且施工时容易对燃气管道造成伤害，存在较大的安全隐患；使用套管保护时要求套管内管道不能有焊缝，限制了夹套管管段的长度，即夹套管保护不能超过一根管线的长度，超过一根管线长度的燃气管道需要保护时，架空管道需要专业的管道井，埋地管道需要砌筑专业的管沟，不仅需要耗费大量的人力物力，又拖慢了施工周期，而且后期维护非常不方便。

夹套管作为一种套设在主管外侧的管道，既能实现从外界环境保护主管，又能在对主管保温，防止低温既造成管道堵塞或破裂。现有技术中，在石油化工领域能以不限制夹套管管段长度的方式使用夹套管，但是由于夹套管因内管与套管之间的空腔需要运行高温高压蒸汽，故对管道的强度用气很高，以及焊接工艺复杂，安装不便，施工周期也比较长，因此不能直接应用于燃气行业对燃气管道进行保护。本发明参考《石油化工管道伴管及夹套管设计规范》sh/t3040-2012中的夹套管做法，并对其配件、连接方式、运行方式等进行改进设计，提出适合燃气行业使用的夹套管。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种燃气管道用夹套管及燃气系统，适合燃气行业使用，该结构的夹套管解决现有技术超过一根管线长度的夹套管保护结构必须配置专业管道井或管沟，施工周期长，耗费人力物力且后期维护不便的技术问题，使用方便，安全可靠。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种燃气管道用夹套管，包括第一直管段、第二直管段、用于连接两段第一直管段的弯头段、设置在第一直管段上的三通段和异径段，以及密封检测装置；

所述第一直管段包括第一内管、套设在第一内管外侧的第一套管和若干第一定位板，所述第一内管轴向两端分别凸出于第一套管轴向两端；所述第一定位板板面上均匀设置有若干第一通孔，第一定位板间隔均匀的套设在第一内管外壁，第一定位板内径适配于第一内管外径、第一定位板外径适配于第一套管内径；

所述第二直管段包括第二内管、套设在第二内管外侧的第二套管和若干第二定位板，所述第二内管轴向两端分别凸出于第二套管轴向两端；所述第二定位板板面上均匀设置有若干第二通孔，第二定位板间隔均匀的套设在第二内管外壁，第二定位板内径适配于第二内管外径、第二定位板外径适配于第二套管内径；

所述弯头段包括弯头内管和套设在弯头内管外侧的弯头套管，所述弯头内管的两端分别连接于两段第一直管段的第一内管端部，弯头内管的管径与第一内管管径相等；所述弯头套管端部套设在弯头内管外侧，弯头套管的两端端部分别延伸至两段第一直管段的第一套管的一侧端部，弯头套管的端部部分包覆在第一套管外壁，并且弯头套管端部与第一套管外壁包覆位置之间设置有第一密封层；

所述三通段包括三通内管和套设在三通内管外侧的三通套管，所述三通内管的三端开口分别连接于三段第一直管段的第一内管的一侧端部，所述三通套管套设在三通内管外侧，三通套管的三端开口分别延伸至三段第一直管段的第一套管的一侧端部，三通套管的端部部分包覆在第一套管外壁，并且三通套管端部与第一套管外壁包覆位置之间设置有第二密封层；

所述异径段用于连接第一直管段和第二直管段，包括异径内管和套设在异径内管外侧的异径套管；所述异径套管包括与第一套管管径适配的第一段套管、与第二套管管径适配的第二段套管，以及用于连接第一段套管和第二段套管的第三段套管，所述第一段套管延伸至第一套管的一侧端部，第一段套管的端部部分包覆在第一套管外壁，并且第一段套管端部与第一套管外壁包覆位置之间设置有第三密封层；所述第二段套管延伸至第二套管的一侧端部，第二段套管的端部部分包覆在第二套管外壁，并且第二段套管端部与第二套管外壁包覆位置之间设置有第四密封层；所述异径内管适配于第三段套管，异径内管的两端分别连接于第一内管和第二内管；

所述第一内管、第二内管、弯头内管、三通内管和异径内管构成夹套管内管，所述第一套管、第二套管、弯头套管、三通套管和异径套管构成夹套管外管，所述夹套管内管和夹套管外管之间形成夹层空腔，所述夹层空腔内填充有正压惰性气体；

所述密封检测装置设置在夹套管上，用于检测夹层空腔的密闭性。

进一步的，所述弯头套管、三通套管和异径套管均设置为由两个半圆筒拼合构成的筒状结构；所述半圆筒的开口两侧分别设置有沿其径向向外延伸的肋板，所述肋板用于两个半圆筒拼合时固定连接。

进一步的，所述第一内管轴向任一端凸出于第一套管端部的长度不小于第一内管管径，所述第二内管轴向任一端凸出于第二套管端部的长度不小于第二内管管径；

定义第一直管段中第一内管的管径为d1，第二直管段中第二内管的管径为d2，第一直管段中邻近第一套管端部的第一定位板与该第一套管端部的距离为d3，第二直管段中邻近第二套管端部的第二定位板与该第二套管端部的距离为d4，则d3＝0.5d1，d4＝0.5d2。

进一步的，所述夹套管沿其长度方向的两端分别设置有封堵，所述封堵用于封闭夹层空腔；所述封堵设置由两段异径圆筒同轴布置的台阶结构；

定义台阶结构中小直径圆筒为第一圆筒、大直径圆筒为第二圆筒，则所述第一圆筒密封套设在夹套管内管外壁，所述第二圆筒密封套设在夹套管外管外壁。

进一步的，所述夹套管内管和夹套管外管的材质均为钢；

或所述夹套管内管的材质为钢，夹套管外管的材质为pe或pvc；

或所述夹套管内管的材质为pe，夹套管外管的材质为pe或pvc；

或所述夹套管内管的材质为pe，夹套管外管的材质为钢。

进一步的，当所述夹套管内管的材质为钢时，所述第一内管、弯头内管、三通内管、异径内管和第二内管之间焊接；

当所述夹套管内管的材质为pe时，所述第一内管、弯头内管、三通内管、异径内管和第二内管之间热熔连接或电熔焊接。

进一步的，定义夹套管上封堵安装端夹套管内管外径为d5、套管外管外径为d6，则第一圆筒与夹套管内管外壁沿轴向的配合长度不超过d5-30mm，第二圆筒与夹套管外管外壁沿轴向的配合长度不小于d6。

进一步的，所述密封检测装置包括自夹套管外管外壁连通夹层空腔的密封检测管道、设置在密封检测管道上的球阀和设置在球阀远离夹套管侧的压力表；所述球阀处于常闭状态。

进一步的，所述弯头套管、三通套管与第一套管外壁沿轴向的配合长度均不小于第一内管的外径。

本发明还公开了一种燃气系统，该燃气系统包括上述的燃气管道用夹套管。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供的燃气管道用夹套管及燃气系统，获得了如下有益效果：

本发明公开的燃气管道用夹套管及燃气系统，适用于燃气输送使用，且夹套管管线长，维护方便；该夹套管包括第一直管段、第二直管段、弯头段、三通段、异径段和密封检测装置，其中，第一直管段、第二直管段、弯头段、三通段和异径段的内管间连接构成夹套管内管，第一直管段、第二直管段、弯头段、三通段和异径段的套管间包覆密封构成夹套管外管，夹套管内管和其外管之间构成用于填充保护气的夹层空腔，防止形成存在氧气的密闭空间，密封检测装置即用于检测该空腔的密闭性。本发明公开的夹套管一方面采用外管保护内管，防止外界环境对内管造成损伤，另一方面由于其外管采用包覆密封的连接方式，能实时通过密封检测装置检测夹层空腔的密闭性，以确保内管的密闭性和安全性。

此外，采用本发明的夹套管外管可不限制夹套管内管的连接方式，不限制夹套管的安装长度，因此可应用于不同的燃气输送结构，安装及维护更方便；同时，本发明的夹套管的夹层空腔填充保护气也可以防止夹套管形成含氧气的密闭空间，影响燃气传输的安全性。

本发明不仅是提供一种夹套管，该夹套管的内管/外管均可以采用钢或pe材质，适用于不同的布置位置和场景，如内管/外管均为钢材质可适用于架空、埋地钢制管道安全间距或埋深不足场景，内管为pe材质外管为钢材质时仅适用于埋地pe管道安全间距或埋深不足场景，内管为pe外管为pe或pvc仅适用于埋地pe管道与电力管线安全间距或埋深不足场景。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明夹套管纵向示意图；

图2为夹套管第一直管段纵切示意图；

图3为夹套管弯头段与第一直管段连接纵切示意图；

图4为夹套管三通段与第一直管段连接纵切示意图；

图5为夹套管异径段与第一直管段、第二直管段连接纵切示意图；

图6为夹套管密封检测装置示意图；

图7为第一定位板示意图。

图中，各标记的具体意义为：

1-第一直管段，1.1-第一内管，1.2-第一套管，1.3-第一定位板，2-第二直管段，2.1-第二内管，2.2-第二套管，2.3-第二定位板，3-弯头段，3.1-弯头内管，3.2-弯头套管，3.3-弯头肋板，4-三通段，4.1-三通内管，4.2-三通套管，4.3-三通肋板，5-异径段，5.1-异径内管，5.2-异径套管，5.3-异径肋板，6-密封检测装置，6.1-密封检测管道，6.2-球阀，6.3-压力表，7-封堵，8-燃气设备。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

基于现有技术中对燃气输送管道的保护装置包括专业挖掘的管道井、管沟和夹套管，其中，管道井和管沟需要专业的人员进行施工，耗费人力物力、施工期长且维护不便；而夹套管虽然使用方便，但是由于内管不能有焊缝，因此限制了加套管管段的长度，只能保护一根管线的长度，导致夹套管在实际应用狭窄。本发明旨在提出一种燃气管道用夹套管及燃气系统，能专用于燃气输送，不限制夹套管的应用长度，并且使用及维修方便。

下面结合附图所示的实施例，对本发明的燃气管道用夹套管及燃气系统作进一步的具体介绍。

结合图1和图7所示，本发明公开的燃气管道用夹套管包括第一直管段1、第二直管段2、用于连接两段第一直管段1的弯头段3、设置在第一直管段1上的三通段4、异径段5和密封检测装置6；其中，第一直管段1包括第一内管1.1、套设在第一内管1.1外侧的第一套管1.2和若干第一定位板1.3，第一内管1.1轴向两端分别凸出于第一套管1.2轴向两端；第一定位板1.3板面上均匀设置有若干第一通孔，第一定位板1.3间隔均匀的套设在第一内管1.1外壁，第一定位板1.3内径适配于第一内管1.1外径、第一定位板1.3外径适配于第一套管1.2内径。第二直管段2包括第二内管2.1、套设在第二内管2.1外侧的第二套管2.2和若干第二定位板2.3，第二内管2.1轴向两端分别凸出于第二套管2.2轴向两端；第二定位板2.3板面上均匀设置有若干第二通孔，第二定位板2.3间隔均匀的套设在第二内管2.1外壁，第二定位板2.3内径适配于第二内管2.1外径、第二定位板2.3外径适配于第二套管2.2内径。

结合图2所示的具体实施例，第一内管1.1轴向任一端凸出于第一套管1.2端部的长度不小于第一内管1.1管径，第二内管2.1轴向任一端凸出于第二套管2.2端部的长度不小于第二内管2.1管径；定义第一直管段1中第一内管1.1的管径为d1，第二直管段2中第二内管2.1的管径为d2，第一直管段1中邻近第一套管1.2端部的第一定位板1.3与该第一套管1.2端部的距离为d3，第二直管段2中邻近第二套管2.2端部的第二定位板2.3与该第二套管2.2端部的距离为d4，则为了确保第一定位板1.3或第二定位板2.3的支撑效果，d3＝0.5d1，d4＝0.5d2。

结合图3所示，弯头段3包括弯头内管3.1和套设在弯头内管3.1外侧的弯头套管3.2，其中，弯头内管3.1的两端分别连接于两段第一直管段1的第一内管1.1端部，弯头内管3.1的管径与第一内管1.1管径相等；弯头套管3.2端部套设在弯头内管3.1外侧，弯头套管3.2的两端端部分别延伸至两段第一直管段2的第一套管1.2的一侧端部，弯头套管3.2的端部部分包覆在第一套管1.2外壁，并且弯头套管3.2端部与第一套管1.2外壁包覆位置之间设置有第一密封层。

结合图4所示，三通段4包括三通内管4.1和套设在三通内管4.1外侧的三通套管4.2，三通内管4.1的三端开口分别连接于三段第一直管段1的第一内管1.1的一侧端部，三通套管4.2套设在三通内管4.1外侧，三通套管4.2的三端开口分别延伸至三段第一直管段1的第一套管1.2的一侧端部，三通套管4.2的端部部分包覆在第一套管1.2外壁，并且三通套管4.2端部与第一套管1.2外壁包覆位置之间设置有第二密封层。

在具体实施过程中，三通段4的三端开口可根据实施场景的需要定制不同管径，适配连接不同管径的直管段。如附图4所示的实施例，位于统一直线的两端开口管径相同，垂直于该直线的第三个端口管径较小。

结合图5所示，异径段5用于连接第一直管段1和第二直管段2，包括异径内管5.1和套设在异径内管5.1外侧的异径套管5.2，其中，异径套管5.2包括与第一套管1.2管径适配的第一段套管、与第二套管2.2管径适配的第二段套管，以及用于连接第一段套管和第二段套管的第三段套管，所述第一段套管延伸至第一套管1.2的一侧端部，第一段套管的端部部分包覆在第一套管1.2外壁，并且第一段套管端部与第一套管1.2外壁包覆位置之间设置有第三密封层；所述第二段套管延伸至第二套管2.2的一侧端部，第二段套管的端部部分包覆在第二套管2.2外壁，并且第二段套管端部与第二套管2.2外壁包覆位置之间设置有第四密封层；所述异径内管5.1适配于第三段套管，异径内管5.1的两端分别连接于第一内管1.1和第二内管1.2。如图5所示，异径内管5.1和第三段套管均设置为两端开口的圆台。

上述第一内管1.1、第二内管2.1、弯头内管3.1、三通内管4.1和异径内管5.1构成夹套管内管，第一套管1.2、第二套管2.2、弯头套管3.2、三通套管4.2和异径套管5.2构成夹套管外管，夹套管内管和夹套管外管之间形成夹层空腔，该夹层空腔内填充有正压惰性气体；在具体实施使用时，夹层空腔内填充氮气，氮气填充至夹层空腔处于微正压状态，使得夹层空腔内不存在含氧密闭空间。

上述实施例中，为了确保夹套管外管间包覆连接的稳固性，弯头套管3.2、三通套管4.2与第一套管1.2外壁沿轴向的配合长度均不小于第一内管1.1的外径。同理，异径套管5.2与第一套管1.2外壁沿轴向的配合长度不小于第一内管1.1的外径，其与第二套管2.2外壁沿轴向的配合长度不小于第二内管2.1的外径。

图1中密封检测装置6设置在夹套管上，用于检测夹层空腔的密闭性。图6示出了密封检测装置6的一种结构，包括自夹套管外管外壁连通夹层空腔的密封检测管道6.1、设置在密封检测管道6.1上的球阀6.2和设置在球阀6.2远离夹套管侧的压力表6.3，球阀6.2处于常闭状态；当需要通过压力测定判定夹套管内管密封效果时，可将球阀6.2调整于常开状态，通过压力表6.3显示当前夹层空腔的内部压力；例如，若压力表6.3数值保持初始充入惰性气体的正压值，表明夹套管不泄露，安全；若压力表6.3数值不变，表示与外界大气压相同，夹套管外管泄漏；若压力表6.3数值与该路燃气压力相等，表示夹套管内管泄漏。

附图2至图5展示的实施例中的包覆结构中，第一密封层、第二密封层、第三密封层和第四密封层均直接采用四氟垫片作为密封层，四氟垫片的厚度为2.5mm。

为了确保夹套管外管间相互连接的稳固性，图3至图5所示的实施例中将弯头套管3.2、三通套管4.2和异径套管5.2均设置为由两个半圆筒拼合构成的筒状结构，并且半圆筒的开口两侧分别设置有沿其径向向外延伸的肋板，如弯头肋板3.3、三通肋板4.3和异径肋板5.3，该肋板用于两个半圆筒拼合时固定连接，形成类卡箍的密封固定结构。为了确保两对应拼合的半圆筒肋板间的密封效果，配合连接处之间设置有密封垫片。第一套管1.2、第二套管2.2由于位于直管段，因此可直接选用成品的管道，该管道相较于内部管道直径较大。

本发明图1所示的夹套管在其长度方向的两端分别设置有封堵7，封堵7用于封闭夹层空腔；如图6所示，封堵7设置为由两段异径圆筒同轴布置的台阶结构；定义台阶结构中小直径圆筒为第一圆筒、大直径圆筒为第二圆筒，则第一圆筒密封套设在夹套管内管外壁，第二圆筒密封套设在夹套管外管外壁；其中实现密封套设的密封结构可以选用四氟垫片。另外，为确保封堵安装的稳固效果，定义夹套管上封堵7安装端夹套管内管外径为d5、套管外管外径为d6，则第一圆筒与夹套管内管外壁沿轴向的配合长度不超过d5-30mm，第二圆筒与夹套管外管外壁沿轴向的配合长度不小于d6，其中夹套管内管端部预留30mm未配合的长度用于方便安装工作设备时焊接。需要指出的是，四氟垫片仅是本发明指出的一种密封结构，本发明提供的密封层或密封结构不限于其他材质的密封垫片或其他实现密封的方法。

本发明公开的上述夹套管为具有上述结构的一系列夹套管，不仅限于上述结构，还包括内、外管材质，即指出了当夹套管内、外管材质不同时的夹套管应用场景。

某些实施例中，夹套管内管和夹套管外管的材质均为钢，此时组成夹套管内管的第一内管1.1、弯头内管3.1、三通内管4.1、异径内管5.1和第二内管2.1之间焊接；该全钢夹套管在燃气输送时既可适用于架空、也可适用于埋地钢制管道安全间距或埋深不足的应用场景；夹套管内管的材质为pe、夹套管外管的材质为pe或pvc等绝缘材料时，此时组成夹套管内管的第一内管1.1、弯头内管3.1、三通内管4.1、异径内管5.1和第二内管2.1之间热熔连接或电熔焊接；该全绝缘材料夹套管在燃气输送时仅适用于埋地pe管道与电力管线安全间距的应用场景；夹套管内管的材质为钢，夹套管外管的材质为pe或pvc等绝缘材料，夹套管内管间焊接，该夹套管适用于与电力管线安全间距不足时。其中套管为pe等不适合架空的材质时，不能用于架空。夹套管内管的材质为pe，夹套管外管为钢，夹套管内管间熔连接或电熔焊接，该夹套管在燃气输送时仅适用于埋地pe管道安全间距或埋深不足的应用场景。

本发明还提供一种燃气系统，该燃气系统采用上述的燃气管道用夹套管进行燃气输送，管道架设时可根据应用场景需求选择不同类型夹套管，并且施工和后期检修维护方便，并且还可长距离使用，传送燃气时安全可靠。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。