專利名稱：內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其主要用于海底雙層管道水下干式焊接維修作業(yè)中，在防止干式焊接艙內(nèi)氣體進(jìn)入環(huán)空的同時(shí)，又為內(nèi)外管提供了相對支撐。
背景技術(shù)：
長期埋在海底的長輸管道，由于腐蝕、磨損、意外損壞等原因，管道可能發(fā)生泄漏。這就需要對海底管道進(jìn)行維修。公知的維修方法是水上維修與水下濕式維修。水上維修需要將受損管道提升到水上維修工作船上進(jìn)行，只適應(yīng)于淺海海域海底管道的維修。水下濕式維修主要包括鋼維修套修復(fù)法、機(jī)械連接器修復(fù)法和法蘭連接修復(fù)法等，它們基本上都屬于機(jī)械聯(lián)結(jié)的方式，對機(jī)械裝置的可靠性和壽命的要求很高，施工及設(shè)備成本較高，工藝較為復(fù)雜，作業(yè)周期長。
為此，人們提出了一種水下干式焊接方法用于維修海底管道。在海底管道水下干式焊接維修作業(yè)中，需先切斷損壞管段，再下干式焊接艙；在干式焊接艙內(nèi)的干式環(huán)境下實(shí)施新更換管段與原有未損壞管段之間的焊接連接。
干式焊接艙內(nèi)干式環(huán)境的形成與維持，是通過向艙內(nèi)注入高壓氣體去排除艙內(nèi)海水來實(shí)現(xiàn)的。由于管道已切斷，為保證干式焊接艙內(nèi)干式環(huán)境的形成與維持就必須對原有未損壞管道實(shí)行封堵，防止干式焊接艙內(nèi)的氣體進(jìn)入原有未損壞管道。
海底雙層管道由內(nèi)管、外管組成，管道封堵包括內(nèi)管空間的封堵和環(huán)形空間的封堵。通常，雙層管道的環(huán)空的徑向尺寸較小。如外管外徑406.4mm，壁厚9.5mm，內(nèi)管外徑323.9mm，壁厚10.3mm的雙層管道其環(huán)空徑向尺寸僅為31.75mm，在內(nèi)外管間的環(huán)形空間內(nèi)有保溫層，封堵困難。
為使干式焊接艙內(nèi)氣體不進(jìn)入環(huán)空，本設(shè)計(jì)人憑從事本領(lǐng)域制造、研發(fā)的多年經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)多次開發(fā)改良后終于精心設(shè)計(jì)出本實(shí)用新型的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，滿足在較小徑向尺寸的環(huán)空空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)環(huán)空封堵要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，以保證在干式焊接艙內(nèi)實(shí)施水下干式焊接維修時(shí)對雙層管道間的環(huán)形空間密封封堵，及雙層管道內(nèi)、外管的徑向位置固定。
為此本實(shí)用新型提出一種內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中，所述封堵器裝置具有一內(nèi)錐套，該內(nèi)錐套套設(shè)于雙層管道的內(nèi)管外，該內(nèi)錐套后端內(nèi)周具有一容置槽，外周壁上設(shè)有外螺紋；一外錐套，至少具有兩半圓錐環(huán)，其套設(shè)于上述內(nèi)錐套上；一外密封圈，套設(shè)于內(nèi)錐套上，并位于所述外錐套的后端；一擠壓螺母，螺合于所述內(nèi)錐套的外螺紋，并抵頂于外密封圈；一內(nèi)密封圈環(huán)套在雙層管道的內(nèi)管外，并容置在所述內(nèi)錐套后端的容置槽內(nèi)；一螺母擋圈螺合于所述內(nèi)錐套的外螺紋，其內(nèi)周的前端抵頂于上述內(nèi)密封圈。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述內(nèi)錐套的內(nèi)周壁直徑與雙層管道內(nèi)管外徑相匹配，外周壁由錐形體及柱狀體構(gòu)成，其最大直徑小于雙層管道外管內(nèi)徑，所述外螺紋設(shè)置在柱狀體處。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述外錐套的外周壁直徑與雙層管道外管內(nèi)徑相匹配，其內(nèi)周面前部為錐形，后部為圓柱形。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述外錐套的后部為一整圓套結(jié)構(gòu)，前部設(shè)有至少兩條開通的切槽，構(gòu)成至少兩半圓錐環(huán)。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述外錐套由至少兩件半圓錐環(huán)構(gòu)成。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述外密封圈與外錐套之間設(shè)有一里擋圈。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述外密封圈與擠壓螺母之間設(shè)有一外擋圈，該外擋圈可置于所述雙層管道的外管內(nèi)，且擠壓螺母的外壁面上設(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述擠壓螺母前端延設(shè)一抵頂部，該抵頂部與外密封圈相接觸端的外徑小于等于所述雙層管道外管內(nèi)徑，且擠壓螺母的外壁面上設(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中一內(nèi)密封圈擠壓環(huán)套套設(shè)在所述雙層管道的內(nèi)管外，且容置在所述內(nèi)錐套后端的容置槽內(nèi)，其一端頂?shù)钟趦?nèi)密封圈，另一端頂?shù)钟谒雎菽笓跞Γ凰雎菽笓跞Φ耐獗诿嫔显O(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
如上所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其中所述螺母擋圈向前延伸一擠壓環(huán)，該擠壓環(huán)頂?shù)钟谒鰞?nèi)密封圈，所述擠壓環(huán)的內(nèi)壁直徑大于等于所述雙層管道內(nèi)管外徑，其外壁與螺母擋圈之間構(gòu)成一嵌置槽，該嵌置槽的外壁為與所述內(nèi)錐套外螺紋相配合的螺紋部，嵌槽的內(nèi)壁直徑小于等于內(nèi)錐套容置槽的直徑；所述螺母擋圈的外壁面上設(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
本實(shí)用新型的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是1、通過擠壓螺母和螺母擋圈的旋轉(zhuǎn)軸向擠壓橡膠外密封圈和內(nèi)密封圈實(shí)現(xiàn)對雙層管道內(nèi)、外管之間構(gòu)成的環(huán)空的密封。
2、通過擠壓螺母的旋轉(zhuǎn)軸向擠壓錐形金屬件使其脹開保證本實(shí)用新型的環(huán)空封堵器裝置在雙層管道內(nèi)的機(jī)械定位，使內(nèi)、外管相對支撐和對心與環(huán)空的密封同時(shí)完成。
3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工制作方便，工作性能可靠，便于現(xiàn)場施工。


圖1為本實(shí)用新型的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)局部剖視示意圖；圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置具體實(shí)施例的側(cè)視示意圖；圖3為本實(shí)用新型的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置的螺母擋圈的另一實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
以下，通過附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型所提供的一具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為側(cè)視示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，它包括內(nèi)錐套1、外錐套2、橡膠外密封圈4、擠壓螺母6、O形內(nèi)密封圈8和螺母擋圈7。所述內(nèi)錐套1套設(shè)于雙層管道的內(nèi)管A外，該內(nèi)錐套1后端內(nèi)周具有一容置槽，外周壁上設(shè)有外螺紋。所述外錐套2，至少具有兩件半圓錐環(huán)，其套設(shè)于上述內(nèi)錐套1上。所述外密封圈4套設(shè)于內(nèi)錐套1上，并位于所述外錐套2的后端。所述擠壓螺母6螺合于內(nèi)錐套1的外螺紋，并抵頂于橡膠外密封圈4。所述內(nèi)密封圈8環(huán)套在雙層管道的內(nèi)管A外，并容置在所述內(nèi)錐套1后端的容置槽內(nèi)。上述螺母擋圈7螺合于所述內(nèi)錐套1的外螺紋，其內(nèi)周的前端抵頂于所述內(nèi)密封圈8。
其中，所述內(nèi)錐套1為整圓套結(jié)構(gòu)，其內(nèi)周壁面尺寸與雙層管道內(nèi)管A的外徑相匹配(其尺寸接近)。所述內(nèi)錐套1的前部外周壁面為圓錐形，后部外周壁為圓柱形，其上設(shè)有外螺紋結(jié)構(gòu)。
所述外錐套2的外周壁為圓柱形，其直徑與雙層管道外管B的內(nèi)徑相匹配(其尺寸接近)，該外錐套2的內(nèi)周壁面前部為圓錐形，后部為圓柱形，從而使外錐套2的后部與內(nèi)錐套1的圓柱形部位相對應(yīng)。
上述外錐套2可由至少兩件半圓錐環(huán)構(gòu)成(當(dāng)然該外錐套2也可由兩件以上的錐瓦構(gòu)成)，為防止在擠壓過程中橡膠外密封圈4嵌入由兩件半圓錐環(huán)徑向移動(dòng)脹開后構(gòu)成的外錐套2與內(nèi)錐套1之間縫隙內(nèi)，影響密封效果，可在外錐套2與外密封圈4之間設(shè)置一里擋圈3。所述橡膠外密封圈4與擠壓螺母6之間可設(shè)置一外擋圈5，該外擋圈5與外密封圈4相接觸端的外徑小于等于所述雙層管道外管B的內(nèi)徑，即該外擋圈5可置于雙層管道的外管B內(nèi)。上述外錐套2套設(shè)在內(nèi)錐套1前端的圓錐上，里擋圈3、橡膠外密封圈4和外擋圈5依次套在內(nèi)錐套1的圓柱面上，并藉由擠壓螺母6緊壓外錐套2。由于本實(shí)用新型中，內(nèi)錐套1的后部為圓柱形段，因此，當(dāng)擠壓里擋圈3和外密封圈4時(shí)，可保證它們只產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，提高密封性能。
如圖1所示，一內(nèi)密封圖擠壓環(huán)套9套設(shè)在所述雙層管道的內(nèi)管A外，且容置在所述內(nèi)錐套1后端的容置槽內(nèi)，其一端頂?shù)钟趦?nèi)密封圈8，另一端頂?shù)钟谒雎菽笓跞?內(nèi)周70的前端。在本實(shí)施例中，該內(nèi)密封圈擠壓環(huán)套9與螺母擋圈7為分體式，其結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。
上述擠壓螺母6、螺母擋圈7的外壁面上均設(shè)有一個(gè)以上的凹槽，通過該凹槽，可將手柄10的一端嵌入其內(nèi)，便于緊固該擠壓螺母6、螺母擋圈7。
通過上述手柄10旋轉(zhuǎn)擠壓螺母6可以使外錐套2脹開以實(shí)現(xiàn)環(huán)空封堵器在環(huán)空內(nèi)的機(jī)械定位并為內(nèi)外管提供相對支撐，使雙層管道的內(nèi)、外管保持同軸。擠壓螺母6的旋轉(zhuǎn)還擠壓外密封圈4來實(shí)現(xiàn)內(nèi)錐套1的外圓柱面和外管B的內(nèi)表面間的密封。
通過上述手柄10旋轉(zhuǎn)螺母擋圈7可擠壓內(nèi)密封圖8實(shí)現(xiàn)內(nèi)管A的外表面和內(nèi)錐套1的內(nèi)表面間的密封。
所述外錐套2的另一可行實(shí)施例是，該外錐套2的后部為一整圓套結(jié)構(gòu)(未示出)，其內(nèi)徑與內(nèi)錐套1的圓柱形外徑相匹配，外錐套2的前部設(shè)有至少兩條開通的切槽，構(gòu)成至少兩半圓錐環(huán)。所述外密封圈4與該外錐套2之間無需設(shè)置上述的里擋圈。
所述擠壓螺母6的另一可行實(shí)施例是，所述擠壓螺母6與所述外擋圈5可為一體設(shè)置(未示出)，即在擠壓螺母6的前端延設(shè)一抵頂部，該抵頂部頂?shù)钟谕饷芊馊?，其與外密封圈4相接觸端的外徑小于等于所述雙層管道外管內(nèi)徑，即，該抵頂部可置于雙層管道的外管B內(nèi)，所述抵頂部的內(nèi)徑可略大于內(nèi)錐套的外徑。采用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可減少零件數(shù)量，便于施工作業(yè)。
所述螺母擋圈7的另一可行實(shí)施例是如圖3所示，所述螺母擋圈7’與內(nèi)密封圈擠壓環(huán)套9可為一體結(jié)構(gòu)，即，螺母擋圈7’內(nèi)周70’的前端向前延伸一擠壓環(huán)9’，該擠壓環(huán)9’頂?shù)钟谒鰞?nèi)密封圈8，所述擠壓環(huán)9’的內(nèi)壁71’直徑大于等于所述雙層管道內(nèi)管A的外徑，其外壁與螺母擋圈之間構(gòu)成一嵌置槽72’，該嵌置槽72’的外壁73’為與所述內(nèi)錐套1外螺紋相配合的螺紋部，嵌槽的內(nèi)壁74’直徑小于等于內(nèi)錐套容置槽的直徑。該結(jié)構(gòu)減少了零件數(shù)量，利于施工作業(yè)。
本實(shí)用新型在維修作業(yè)中的的具體操作步驟為1)將內(nèi)錐套1套在內(nèi)管A上并適當(dāng)推入環(huán)空內(nèi)；2)分別將兩件半圓錐環(huán)對齊在內(nèi)錐套1前端的圓錐上；3)依次套入里擋圈3、橡膠外密封圈4和外擋圈5；4)擰入擠壓螺母6，再用手柄10旋轉(zhuǎn)螺母擠緊上述所有零件；5)在內(nèi)管A和內(nèi)錐套1間套入O形內(nèi)密封圈8及O形內(nèi)密封圈擠壓環(huán)9，再擰入螺母擋圈7，用手柄10旋轉(zhuǎn)螺母擋圈7擠緊O形密封圈。
所述的擠壓螺母6通過手柄10旋轉(zhuǎn)使其軸向擠壓由兩半圓錐形金屬件構(gòu)成的外錐套，使其在內(nèi)錐套1的圓錐面上運(yùn)動(dòng)，使兩半圓錐形金屬件的外表面徑向貼緊外管內(nèi)表面，同時(shí)擠壓內(nèi)錐套1產(chǎn)生彈性變形使其內(nèi)表面徑向貼緊內(nèi)管A外表面，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外管相對支撐和對心，保證內(nèi)脹式環(huán)空封堵器在環(huán)空內(nèi)的機(jī)械定位；擠壓螺母6的旋轉(zhuǎn)還同時(shí)使其軸向擠壓夾在里擋圈3和外擋圈5間的橡膠彈性元件(外密封圈4)，使該外密封圈4產(chǎn)生變形，實(shí)現(xiàn)內(nèi)錐套1和外管B內(nèi)表面間的環(huán)空密封。
所述的螺母擋圈7通過手柄10旋轉(zhuǎn)使其軸向擠壓O形內(nèi)密封圈實(shí)現(xiàn)內(nèi)管A外表面和內(nèi)錐套1間的密封。
在實(shí)現(xiàn)對雙層管道內(nèi)、外管之間構(gòu)成的環(huán)空的密封的同時(shí)，本實(shí)用新型的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置還實(shí)現(xiàn)了對雙層管道的內(nèi)外管的相對支撐和對心以及裝置本身在環(huán)空內(nèi)的機(jī)械定位。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，當(dāng)不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即大凡依本實(shí)用新型申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于，所述封堵器裝置具有一內(nèi)錐套，該內(nèi)錐套套設(shè)于雙層管道的內(nèi)管外，該內(nèi)錐套后端內(nèi)周具有一容置槽，外周壁上設(shè)有外螺紋；一外錐套，至少具有兩半圓錐環(huán)，其套設(shè)于上述內(nèi)錐套上；一外密封圈，套設(shè)于內(nèi)錐套上，并位于所述外錐套的后端；一擠壓螺母，螺合于所述內(nèi)錐套的外螺紋，并抵頂于外密封圈；一內(nèi)密封圈環(huán)套在雙層管道的內(nèi)管外，并容置在所述內(nèi)錐套后端的容置槽內(nèi)；一螺母擋圈螺合于所述內(nèi)錐套的外螺紋，其內(nèi)周的前端抵頂于上述內(nèi)密封圈。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述內(nèi)錐套的內(nèi)周壁直徑與雙層管道內(nèi)管外徑相匹配，外周壁由錐形體及柱狀體構(gòu)成，其最大直徑小于雙層管道外管內(nèi)徑，所述外螺紋設(shè)置在柱狀體處。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述外錐套的外周壁直徑與雙層管道外管內(nèi)徑相匹配，其內(nèi)周面前部為錐形，后部為圓柱形。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述外錐套的后部為一整圓套結(jié)構(gòu)，前部設(shè)有至少兩條開通的切槽，構(gòu)成至少兩半圓錐環(huán)。
5.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述外錐套由至少兩件半圓錐環(huán)構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1、2、3、5所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述外密封圈與外錐套之間設(shè)有一里擋圈。
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述外密封圈與擠壓螺母之間設(shè)有一外擋圈，該外擋圈可置于所述雙層管道的外管內(nèi)，且擠壓螺母的外壁面上設(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
8.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述擠壓螺母前端延設(shè)一抵頂部，該抵頂部與外密封圈相接觸端的外徑小于等于所述雙層管道外管內(nèi)徑，且擠壓螺母的外壁面上設(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
9.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于一內(nèi)密封圈擠壓環(huán)套套設(shè)在所述雙層管道的內(nèi)管外，且容置在所述內(nèi)錐套后端的容置槽內(nèi)，其一端頂?shù)钟趦?nèi)密封圈，另一端頂?shù)钟谒雎菽笓跞Γ凰雎菽笓跞Φ耐獗诿嫔显O(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
10.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，其特征在于所述螺母擋圈向前延伸一擠壓環(huán)，該擠壓環(huán)頂?shù)钟谒鰞?nèi)密封圈，所述擠壓環(huán)的內(nèi)壁直徑大于等于所述雙層管道內(nèi)管外徑，其外壁與螺母擋圈之間構(gòu)成一嵌置槽，該嵌置槽的外壁為與所述內(nèi)錐套外螺紋相配合的螺紋部，嵌槽的內(nèi)壁直徑小于等于內(nèi)錐套容置槽的直徑；所述螺母擋圈的外壁面上設(shè)有一個(gè)以上的凹槽。
專利摘要一種用于海底雙層管道水下干式焊接維修作業(yè)中，防止干式焊接艙內(nèi)氣體進(jìn)入雙層海底管道的環(huán)空的內(nèi)脹式環(huán)空封堵器裝置，它包括內(nèi)錐套、外錐套、里擋圈、外擋圈、擠壓螺母、橡膠外密封圈、O型內(nèi)密封圈、O形密封圈擠壓環(huán)和螺母擋圈。內(nèi)錐套套設(shè)在雙層管道的內(nèi)管外，外錐套套設(shè)在內(nèi)錐套上，里擋圈、橡膠外密封圈和外擋圈依次套設(shè)在內(nèi)錐套的圓柱面上。通過擠壓螺母和螺母擋圈的旋轉(zhuǎn)擠壓橡膠外密封圈和內(nèi)密封圈，即可防止干式焊接艙內(nèi)的氣體進(jìn)入環(huán)空，又能保證內(nèi)、外管相對支撐和環(huán)空封堵器本身在環(huán)空內(nèi)的機(jī)械定位。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工制作方便，工作性能可靠，便于現(xiàn)場施工，能為海底雙層管道水下干式焊接維修作業(yè)的順利實(shí)施提供保證。
文檔編號F16L55/128GK2711503SQ200420059279
公開日2005年7月20日 申請日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者曾鳴, 趙宏林, 房曉明, 張宏, 潘東民, 喻開安, 陳應(yīng)華, 喻重山, 劉忠, 李 杰 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 石油大學(xué)(北京)