本發(fā)明涉及油氣管道維護(hù)、搶修以及改造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種焊接堵頭及其使用方法。

背景技術(shù)：

油氣管道在輸送石油天然氣過程中會(huì)發(fā)生穿孔，其中一半以上的穿孔為直徑20mm以下的小孔。油氣管道發(fā)生穿孔后會(huì)導(dǎo)致油氣泄漏，不僅造成油氣損失，還存在安全隱患，因此要及時(shí)對(duì)穿孔進(jìn)行封堵。

目前對(duì)油氣管道上直徑20mm以下的小孔進(jìn)行封堵的方法為：利用螺旋頂入設(shè)備將木楔子頂入穿孔內(nèi)，當(dāng)檢測到油氣不再泄漏后將木楔子位于油氣管道外部的部分鋸掉，然后焊接鋼板將木楔子覆蓋即完成對(duì)穿孔的封堵。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：現(xiàn)有的對(duì)油氣管道上直徑20mm以下的小孔進(jìn)行封堵的方法操作復(fù)雜、施工效率低而且施工過程中容易發(fā)生危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種操作簡單、施工效率高并且安全可靠的焊接堵頭及其使用方法。

具體而言，包括以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供一種焊接堵頭，所述焊接堵頭用于封堵油氣管道上直徑20mm以下的穿孔；所述焊接堵頭包括：密封蓋以及封堵頭；所述密封蓋包括連接段以及密封段；所述密封段為一端開放、另一端封閉的中空?qǐng)A柱體；所述連接段的一端與所述密封段封閉的一端的外側(cè)連接，所述連接段的另一端設(shè)置有螺紋孔；所述封堵頭的一端為圓柱體，另一端為圓錐體，所述封堵頭為圓柱體的一端和所述密封段封閉的一端的內(nèi)側(cè)連接并且間隙配合；所述密封段開放的一端的外表面設(shè)置有焊接坡口。

進(jìn)一步地，所述密封段開放的一端的形狀與所述油氣管道外圓周面的輪廓的形狀相匹配。

進(jìn)一步地，所述連接段和所述密封段為一體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，所述連接段為圓柱體。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，所述連接段為上大下小的倒三角回轉(zhuǎn)圓臺(tái)，所述連接段直徑較小的一端與所述密封段連接。

進(jìn)一步地，所述連接段與所述密封段連接的一端的直徑小于所述密封段的直徑。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，所述封堵頭與所述密封段粘接連接。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，所述密封段封閉的一端的內(nèi)側(cè)和所述封堵頭為圓柱體的一端分別設(shè)置有內(nèi)螺紋孔，所述封堵頭與所述密封段通過雙頭螺柱連接。

進(jìn)一步地，所述密封蓋的材質(zhì)為可焊接低碳鋼，所述封堵頭的材質(zhì)為鋁或者銅。

本發(fā)明第二方面提供一種本發(fā)明第一方面的焊接堵頭的使用方法，所述使用方法包括以下步驟：

步驟a，將螺旋頂入設(shè)備與所述焊接堵頭的連接段連接；

步驟b，利用所述螺旋頂入設(shè)備將所述封堵頭插入油氣管道的穿孔；

步驟c，當(dāng)所述穿孔處不再有油氣泄漏時(shí)，將所述焊接堵頭的密封段與所述油氣管道焊接；

步驟d，將所述焊接堵頭的連接段切除。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是：

利用螺旋頂入設(shè)備將本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭中的封堵頭部分插入油氣管道的穿孔中并將密封蓋與油氣管道焊接，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣管道穿孔的封堵。本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠安全、快速地實(shí)現(xiàn)對(duì)直徑20mm以下穿孔泄漏的堵漏以及永久焊接修復(fù)，保證石油天然氣的正常輸送。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖1a為立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1b為主視圖，圖1c為圖1b的剖視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭中密封蓋的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖2a為立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2b為主視圖，圖2c為圖2b的剖視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭中封堵頭的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖3a為立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b為主視圖，圖3c為圖3b的剖視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭的使用方式示意圖。

附圖標(biāo)記分別表示：

1、密封蓋；11、連接段；12、密封段；

2、封堵頭；

3、雙頭螺柱；

4、油氣管道；41、穿孔；

5、螺旋頂入設(shè)備；

6、鋼帶；

A、鋸斷位置；

B、焊接堵頭。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明第一方面提供一種焊接堵頭，該焊接堵頭用于封堵油氣管道上直徑20mm以下的穿孔；參見圖1并結(jié)合圖2和圖3，該焊接堵頭包括：密封蓋1以及封堵頭2；

密封蓋1包括連接段11以及密封段12；密封段12為一端開放、另一端封閉的中空?qǐng)A柱體；連接段11的一端與密封段12封閉的一端的外側(cè)連接，連接段11的另一端設(shè)置有螺紋孔；封堵頭2的一端為圓柱體，另一端為圓錐體，封 堵頭2為圓柱體的一端和密封段12封閉的一端的內(nèi)側(cè)連接并且間隙配合；密封段12開放的一端的外表面設(shè)置有焊接坡口。

參見圖4，本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭的工作原理為：當(dāng)油氣管道4發(fā)生穿孔泄漏時(shí)，將螺旋頂入設(shè)備5上的螺紋桿擰入密封蓋1的連接段11上的螺紋孔中，從而將焊接堵頭(圖4中B位置所示)與螺旋頂入設(shè)備5連接，利用螺旋頂入設(shè)備將封堵頭2呈圓錐形的一端插入油氣管道4的穿孔41中，隨著封堵頭2的插入，穿孔41逐漸被封堵，當(dāng)穿孔41處不再有油氣泄漏時(shí)即可將螺旋頂入設(shè)備5卸下，將密封蓋1的密封段12與油氣管道4表面焊接，然后從連接段11與密封段12的連接處將密封蓋1鋸斷，即從圖2c所示的鋸斷位置A處鋸斷，從而將連接段11切除完成對(duì)穿孔41的封堵。本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠安全、快速地實(shí)現(xiàn)對(duì)直徑20mm以下穿孔泄漏的堵漏以及永久焊接修復(fù)，保證石油天然氣的正常輸送。

進(jìn)一步地，在上述焊接堵頭中，如圖2a所示，由于油氣管道4的外表面是圓弧面，為了保證密封蓋1密封段12與油氣管道4的焊接質(zhì)量，密封段12開放的一端的形狀應(yīng)當(dāng)與油氣管道4外圓周面的輪廓的形狀相匹配。同時(shí)，密封段12上的焊接坡口參照GB 19326《鍛制承插焊、螺紋和對(duì)焊支管座》中對(duì)對(duì)焊支管座下破口形式的要求進(jìn)行加工，即先沿一個(gè)方向全尺寸倒坡口，再每轉(zhuǎn)90°進(jìn)行同樣尺寸的倒坡口，坡口間交角處再圓滑過渡，從而保證密封蓋12與油氣管道4鞍型圓弧面周向焊接的均勻性。

進(jìn)一步地，在上述焊接堵頭中，為了便于加工，密封蓋1的連接段和密封段12可以采用一體結(jié)構(gòu)。密封段12的厚度要符合GB 150《壓力容器》中對(duì)受內(nèi)壓平蓋的設(shè)計(jì)要求。即使在后續(xù)的油氣輸送過程中，插入穿孔41的封堵頭2被腐蝕，焊接在油氣管道4外表面的密封蓋1仍然能夠承受壓力，不會(huì)發(fā)生油氣泄漏，保證油氣輸送的正常進(jìn)行。

進(jìn)一步地，在上述焊接堵頭中，密封蓋1的連接段11的形狀沒有嚴(yán)格的限定，例如可以為圓柱、棱柱、圓臺(tái)或者棱臺(tái)。為了便于加工，優(yōu)選回轉(zhuǎn)體，即優(yōu)選采用圓柱或者圓臺(tái)，更優(yōu)選上大下小的倒三角回轉(zhuǎn)圓臺(tái)。當(dāng)連接段11采用上大下小的倒三角回轉(zhuǎn)圓臺(tái)時(shí)，圓臺(tái)直徑較小的一端與密封段12連接。為了便于將連接段11和密封段12分離，連接段11與密封段12連接的一端直徑要小于密封段12的直徑，但是要保證強(qiáng)度，防止在將封堵頭2插入穿孔41的過程 中發(fā)生斷裂。

進(jìn)一步地，在上述焊接堵頭中，封堵頭2與密封段12的連接方式也沒有嚴(yán)格的限定，只要能夠?qū)⒎舛骂^2圓柱形的一端與密封段12封閉的一端的內(nèi)側(cè)連接，在將封堵頭2插入穿孔41的過程中封堵頭2不會(huì)與密封段12分離即可，優(yōu)選采用圖3所示的利用雙頭螺柱3連接的方法，具體實(shí)現(xiàn)方法如下：在密封段12封閉的一端的內(nèi)側(cè)和封堵頭2為圓柱體的一端分別設(shè)置內(nèi)螺紋孔，從而利用雙頭螺柱3將封堵頭2與密封蓋1的密封段12連接。其中，開設(shè)在密封段12上的螺紋孔的深度小于密封段12封閉的一端的厚度，且所余厚度符合GB 150《壓力容器》中對(duì)受內(nèi)壓平蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算，以保證強(qiáng)度要求。同時(shí)，雙頭螺柱3的長度要保證封堵頭2和密封段12內(nèi)側(cè)不產(chǎn)生間隙。此外，還可以通過粘接連接的方式將封堵頭2和密封段12連接，采用粘接連接的方式不需要設(shè)置螺紋孔，在加工成型方面更為簡單，但是在焊接堵頭運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程中，封堵頭2容易脫落。

進(jìn)一步地，在上述焊接堵頭中，封堵頭2的材質(zhì)優(yōu)選鋁或銅等軟質(zhì)金屬，采用軟質(zhì)金屬能夠嚴(yán)密彌合泄漏孔，以提高堵漏作業(yè)的安全性和可靠性。密封蓋1的材質(zhì)優(yōu)選可焊接低碳鋼，可采用壓力容器推薦常用的鋼制鍛件材料，以利于設(shè)計(jì)和現(xiàn)場焊接。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例的焊接堵頭中封堵頭2圓錐部分的尺寸應(yīng)當(dāng)與穿孔41的尺寸相匹配。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭主要用于封堵直徑20mm以下的穿孔，因此焊接堵頭中的封堵頭2圓錐部分的大徑在30mm左右(大于穿孔41直徑1.5倍以上即可)，可保證堵漏時(shí)能夠彌合泄漏孔，而又不至于過小沒入泄漏孔中堵漏失效，例如可以為30mm或者35mm；其錐度以不大于1:1為宜，這樣不至于使圓錐尖部過大深入管道內(nèi)部影響管道后續(xù)運(yùn)行。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的焊接堵頭中密封蓋1的密封段12內(nèi)部空腔的高度應(yīng)當(dāng)小于封堵頭2的高度(即圓柱體部分的高度和圓錐體部分的高度的和)，如果密封段12內(nèi)部空腔的高度過大則會(huì)導(dǎo)致封堵頭2無法對(duì)穿孔41進(jìn)行嚴(yán)密的封堵，密封段12內(nèi)部空腔的高度與封堵頭2的高度差應(yīng)在10mm以上。

本發(fā)明第二方面提供一種本發(fā)明第一方面的焊接堵頭的使用方法，具體包括以下步驟：

步驟1，將螺旋頂入設(shè)備5與焊接堵頭的連接段11連接；

步驟2，利用螺旋頂入設(shè)備5將封堵頭2插入油氣管道4的穿孔41；

步驟3，當(dāng)穿孔41處不再有油氣泄漏時(shí)，將焊接堵頭的密封段12與油氣管道4焊接；

步驟4，將焊接堵頭的連接段11切除。

在上述的使用方法中，步驟1中，將螺旋頂入設(shè)備5上的螺紋桿擰入密封蓋1的連接段11上的螺紋孔中，從而將焊接堵頭與螺旋頂入設(shè)備5連接。步驟2中，可以利用鋼帶6將螺旋頂入裝置5固定在油氣管道4上，以利于將封堵頭2插入穿孔41中。步驟3中，當(dāng)穿孔41處不再有油氣泄漏時(shí)即可將螺旋頂入設(shè)備5卸下，然后再進(jìn)行焊接作業(yè)。步驟4中，焊接完成后，從連接段11與密封段12的連接處將密封蓋1鋸斷，即從圖2c所示的鋸斷位置A處鋸斷，從而將連接段11切除，這樣有利于降低堵漏后油氣管道上管件的殘留量。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的焊接堵頭，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的焊接堵頭能夠安全、快速地實(shí)現(xiàn)對(duì)直徑20mm以下穿孔泄漏的堵漏以及永久焊接修復(fù)，保證石油天然氣的正常輸送。

以上所述僅是為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。