本發(fā)明涉及石油開采領(lǐng)域，具體而言，涉及一種管線連頭裝置。

背景技術(shù)：

目前，在油田日常生產(chǎn)運行過程中，油、氣金屬管道由于長時間運行及受輸送高溫、高壓、腐蝕性強的流體介質(zhì)影響，容易引起管道腐蝕結(jié)垢和管線泄漏，從而影響管線安全運行。

在維修更換受損管線時，常規(guī)的維修方法往往需要進行動火連頭，特別是在集輸站庫和油氣密集的場所，實施動火作業(yè)存在火災(zāi)爆炸的風(fēng)險。

另外，為滿足安全動火條件，需投入大量人力、物力來進行施工前的準備工作，且隨動火等級的提高，要求也越來越嚴格，防范不當容易引起安全事故，繁瑣的施工步驟和要求也會使生產(chǎn)停滯而帶來額外的經(jīng)濟損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種管線連頭裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的采用動火連頭的方式連接管線存在較大的安全風(fēng)險的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種管線連頭裝置，包括：固定卡瓦，固定卡瓦由多個沿其周向依次拼接的瓦板組成，各個瓦板均包裹在待連接的第一管體和第二管體上；其中，至少一個瓦板上設(shè)置有用于插設(shè)在第一管體的第一定位孔內(nèi)以定位的第一定位件，至少一個瓦板上設(shè)置有用于插設(shè)在第二管體的第二定位孔內(nèi)以定位的第二定位件。

進一步地，第一定位件和第二定位件均為銷釘，銷釘穿設(shè)在瓦板上。

進一步地，瓦板為兩個，兩個瓦板上均設(shè)置有第一定位件和第二定位件。

進一步地，相鄰兩個瓦板的連接處搭接或插接。

進一步地，相鄰兩個瓦板的連接處搭接，瓦板在連接處的端部設(shè)置有定位臺階，定位臺階由瓦板的外壁或內(nèi)壁凹入形成，相鄰的兩個瓦板通過從一個瓦板的外壁凹入的定位臺階和從另一個瓦板的內(nèi)壁凹入的定位臺階搭接配合以定位。

進一步地，第一定位件和第二定位件均為多個，多個第一定位件和多個第二定位件均沿固定卡瓦的周向間隔布置。

進一步地，管線連頭裝置還包括：密封卡具，密封卡具包括多個沿其周向依次拼接的卡板，各個卡板均包裹在固定卡瓦上。

進一步地，卡板包括包裹部和設(shè)置在包裹部兩端的定位凸起，包裹部環(huán)繞固定卡瓦設(shè)置，包裹部一端的定位凸起環(huán)繞第一管體設(shè)置并與第一管體密封連接，包裹部另一端的定位凸起環(huán)繞第二管體設(shè)置并與第二管體密封連接。

進一步地，定位凸起的與第一管體或第二管體相密封的表面上設(shè)置有注膠槽，定位凸起上設(shè)置有與注膠槽相連通的第一注膠孔。

進一步地，包裹部為弧面形。

進一步地，包裹部上設(shè)置有連通其外壁和其內(nèi)壁的第二注膠孔。

進一步地，卡板上設(shè)置有連接板，相鄰兩個卡板通過連接板連接。

進一步地，連接板上設(shè)置有連接孔，緊固件穿過相鄰的兩個連接板的連接孔將相鄰兩個卡板固定。

進一步地，相鄰的兩個卡板拼接后，相連接的兩個連接板與卡板的外壁之間圍成注膠容納槽。

本發(fā)明中的管線連頭裝置包括由多個瓦板依次拼接構(gòu)成的固定卡瓦，由于各個瓦板均包裹在第一管體和第二管體上，且瓦板分別通過設(shè)置在其上的第一定位件和第二定位件與第一管體和第二管體連接，這樣，便可以通過固定卡瓦將第一管體和第二管體連接起來，實現(xiàn)不動火連接管線，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的采用動火連頭的方式連接管線存在較大的安全風(fēng)險的問題。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的管線連頭裝置中的固定卡瓦的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了圖1中的固定卡瓦的主視圖；

圖3示出了圖1中的固定卡瓦的側(cè)視圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的管線連頭裝置中的密封卡具的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了圖4中的密封卡具的主視圖；

圖6示出了將本發(fā)明中的管線連頭裝置安裝在兩個管體上的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7示出了圖6中的管線連頭裝置去掉一個卡板后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8示出了本發(fā)明中的管線連頭裝置包裹在兩個管體上的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖9示出了本發(fā)明中的兩個管體相對接的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、固定卡瓦；11、瓦板；11a、定位臺階；21、第一管體；211、第一定位孔；22、第二管體；221、第二定位孔；31、第一定位件；32、第二定位件；40、密封卡具；41、卡板；411、包裹部；412、定位凸起；412a、注膠槽；412b、第一注膠孔；413、連接板；413a、連接孔。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

本實施例提供了一種管線連頭裝置，請參考圖1至圖9，該管線連頭裝置包括：固定卡瓦10，固定卡瓦10由多個沿其周向依次拼接的瓦板11組成，各個瓦板11均包裹在待連接的第一管體21和第二管體22上；其中，至少一個瓦板11上設(shè)置有用于插設(shè)在第一管體21的第一定位孔211內(nèi)以定位的第一定位件31，至少一個瓦板11上設(shè)置有用于插設(shè)在第二管體22的第二定位孔221內(nèi)以定位的第二定位件32。

本發(fā)明中的管線連頭裝置包括由多個瓦板11依次拼接構(gòu)成的固定卡瓦10，由于各個瓦板11均包裹在第一管體21和第二管體22上，且瓦板11分別通過設(shè)置在其上的第一定位件31和第二定位件32與第一管體21和第二管體22連接，這樣，便可以通過固定卡瓦10將第一管體21和第二管體22連接起來，實現(xiàn)不動火連接管線，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的采用動火連頭的方式連接管線存在較大的安全風(fēng)險的問題。

在本實施例中，如圖1至圖3所示，第一定位件31和第二定位件32均為銷釘，銷釘穿設(shè)在瓦板11上。這樣，可以比較方便地實現(xiàn)瓦板11與第一管體21和第二管體22之間的連接。

在本實施例中，如圖1至圖3所示，瓦板11為兩個，兩個瓦板11上均設(shè)置有第一定位件31和第二定位件32。這樣，可以提高瓦板11與第一管體21和第二管體22之間的固定效果。

為了保證固定效果，如圖1至圖3所示，相鄰兩個瓦板11的連接處搭接或插接。

具體地，相鄰兩個瓦板11的連接處搭接，瓦板11在連接處的端部設(shè)置有定位臺階11a，定位臺階11a由瓦板11的外壁或內(nèi)壁凹入形成，相鄰的兩個瓦板11通過從一個瓦板11的外壁凹入的定位臺階11a和從另一個瓦板11的內(nèi)壁凹入的定位臺階11a搭接配合以定位。

為了保證固定效果，第一定位件31和第二定位件32均為多個，多個第一定位件31和多個第二定位件32均沿固定卡瓦10的周向間隔布置。

在本實施例中，如圖4和圖5所示，管線連頭裝置還包括：密封卡具40，密封卡具40包括多個沿其周向依次拼接的卡板41，各個卡板41均包裹在固定卡瓦10上。

本實施例在卡板41的外側(cè)包裹上密封卡具40，可以進一步地提高第一管體21和第二管體22之間的連接效果。

在本實施例中，如圖4和圖5所示，卡板41包括包裹部411和設(shè)置在包裹部411兩端的定位凸起412，包裹部411環(huán)繞固定卡瓦10設(shè)置，包裹部411一端的定位凸起412環(huán)繞第一管體21設(shè)置并與第一管體21密封連接，包裹部411另一端的定位凸起412環(huán)繞第二管體22設(shè)置并與第二管體22密封連接。這樣，可以使卡板41與第一管體21和第二管體22之間連接的更加緊密。

在本實施例中，如圖4所示，定位凸起412的與第一管體21或第二管體22相密封的表面上設(shè)置有注膠槽412a，定位凸起412上設(shè)置有與注膠槽412a相連通的第一注膠孔412b。通過設(shè)置注膠槽412a，可以保證兩個管體之間的密封效果。

在本實施例中，如圖4所示，包裹部411為弧面形。這樣，可以使得卡板41與兩個管體之間更加貼合。

在本實施例中，包裹部411上設(shè)置有連通其外壁和其內(nèi)壁的第二注膠孔。這樣，通過向第一注膠孔內(nèi)注膠，便可以將第一管體21和第二管體22之間密封起來，保證其連接處的密封效果。

在本實施例中，如圖4至6所示，卡板41上設(shè)置有連接板413，相鄰兩個卡板41通過連接板413連接。通過設(shè)置連接板413，可以保證兩個卡板41之間的連接。

為了實現(xiàn)兩個連接板413之間的連接，如圖5所示，連接板413上設(shè)置有連接孔413a，緊固件穿過相鄰的兩個連接板413的連接孔413a將相鄰兩個卡板41固定。優(yōu)選地，連接板413設(shè)置在卡板41的外側(cè)，連接板413沿卡板41的軸向延伸。

在本實施例中，如圖6所示，相鄰的兩個卡板41拼接后，相連接的兩個連接板413與卡板41的外壁之間圍成注膠容納槽。通過向注膠容納槽內(nèi)注膠，可以進一步地提高兩個管體之間的密封效果。

在本實施例中，卡板41的端部設(shè)置有擴展板，擴展板沿卡板41的軸向延伸。

利用本實施例中的管線連頭裝置，可以實現(xiàn)不動火的金屬管線快速跟換連接作業(yè)，可避免管線動火連頭所需的管線吹掃、卡斷、置換等準備工作，減少連頭施工時間，有效地減少停產(chǎn)損失，又可保證連頭作業(yè)的可靠性和安全性。

本實施例中的管線連頭裝置對管線自身的性能參數(shù)及輸送介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)，在破損管線的兩端或需連接的管線兩端分別進行不動火高壓水槍切割修整，制作特制管線密封裝置，配合專門設(shè)計的金屬卡具將管線連接，通過注膠方式實現(xiàn)管線接頭卡具的密封。

利用本實施例中的管線連頭裝置的工藝方法分以下幾個部分。

1.管線連接段的水槍切割、打眼

如圖9所示，切除管線破損部分，使斷口端面齊整完好，按要求的長度對接新管，分別在對接管線兩端距斷口200mm處沿管線外壁一周于垂直管線流向方向均勻打眼，管徑≤ 100mm的打4～6個直徑8～10mm孔，管徑在100mm～300mm之間的打6～8個直徑8～10mm孔，管徑≥300mm的打10～16個直徑10～12mm孔。

2.固定卡瓦制作安裝

如圖8所示，固定卡瓦10安裝于管線的打眼處，分上、下兩盤扣合將管線包裹，其內(nèi)徑等于管線外徑，其壁厚為兩倍管線壁厚，其內(nèi)壁上均勻鉚釘與管線上孔眼位置相當直徑一致的銷釘，銷釘長的與管線管壁厚度一致。管線固定卡瓦也可制作為兩個單體，分別扣在被連接的管線上。

3.密封卡具的制作與安裝

如圖4和圖5所示，密封卡具40為雙弧面結(jié)構(gòu)，弧面內(nèi)徑等于固定卡瓦10外徑，分上盤、下盤兩部分(包括兩個卡板41)，上、下盤通過帶有螺栓的條形夾耳相連形成管狀結(jié)構(gòu)，將管線固定卡瓦10包裹在卡具中。

如圖6和圖7所示，上、下盤中分別設(shè)計有注膠槽，扣合后形成彼此相連的四個密封腔，分別是卡具兩端的兩個環(huán)形密封腔，注滿膠后實現(xiàn)卡具與管線的密封，上、下盤接合面的兩個長條形密封腔，注滿膠后實現(xiàn)卡具上下盤之間的密封。

對于中低壓管線，注膠槽的槽深為5至10mm，寬為8至15mm，對于高壓管線，注膠槽的槽深為10至20mm，寬15為25mm。

卡具上、下盤之間接合面間隙小于0.1mm，卡具與管線接合面間隙小于0.5mm，注膠孔的沿密封腔均勻布置，兩孔間直線及弧線間距均小于100mm。密封卡具40的材質(zhì)選用鍋爐壓力容器用鋼。密封卡具的壁厚根據(jù)管線的額定壓力確定，在模擬管段密封試壓壓力不小于1.5倍管線額定壓力為合格。

4.密封注劑的選用

選用非固化型密封注劑。

5.注膠密封操作方法

采用常規(guī)注膠方法

6.用卡瓦式塑料膠套將密封卡具完全包裹，內(nèi)附黃油防腐。

下面進行舉例說明：

以2.5mpa、內(nèi)徑200mm、外徑205mm的金屬管線破損維修為例

步驟一：管線連接段的水槍切割、打眼

用高壓水槍切除管線破損部分，使斷口端面面齊整完好，按要求的長度對接新管，分別在對接管線兩端距斷口200mm處沿管線外壁一周于垂直管線流向方向均勻打8個直徑10mm孔。

步驟二：固定卡瓦制作安裝

管線固定卡瓦安裝于管線打眼處，分上下兩盤扣合將管線包裹，其內(nèi)徑為205mm，其壁厚為10mm，其內(nèi)壁上均勻鉚釘與管線上孔眼位置相當直徑一致的銷釘，銷釘長5mm。管線固定卡瓦也可制作為兩個單體，分別扣在被連接的管線上。

步驟三：密封卡具的制作與安裝

密封卡具40為雙弧面結(jié)構(gòu)，弧面內(nèi)徑等于固定卡瓦外徑，分上盤、下盤兩部分，上、下盤通過帶有螺栓的條形夾耳相連形成管狀結(jié)構(gòu)，將管線固定卡瓦包裹在卡具中。上、下盤中分別設(shè)計有注膠槽，扣合后形成彼此相聯(lián)的四個密封腔，分別是卡具兩端的兩個環(huán)形密封腔，注滿膠后實現(xiàn)卡具與管線的密封，上、下盤接合面的兩個長條形密封腔，注滿膠后實現(xiàn)卡具上下盤之間的密封。

卡具上、下盤之間接合面間隙小于0.1mm，卡具與管線接合面間隙小于0.5mm，注膠孔沿密封腔均勻布置，兩孔間直線及弧線間距均小于100mm。密封卡具40的材質(zhì)選用鍋爐壓力容器用鋼。密封卡具40的卡板41的壁厚根據(jù)管線的額定壓力確定，在模擬管段密封試壓壓力不小于1.5倍管線額定壓力為合格。

步驟四：密封注劑的選用

選用非固化型密封注劑，使用溫度0℃―280℃，使用壓力<60mpa。

步驟五：注膠密封操作方法

采用常規(guī)注膠方法。

步驟六：用卡瓦式塑料膠套將密封卡具40完全包裹，內(nèi)附5kg黃油防腐。

本實施例所述的管線連接段的水槍切割、打眼工藝，實現(xiàn)了管線切割、修整作業(yè)的不動火快速準確實施，與常規(guī)動火氣割相比，無焊渣且斷面更齊整，作業(yè)更精準，可完全取代動火氣割作業(yè)。管線固定卡瓦的制作與安裝，結(jié)合外扣專用密封卡具，實施注膠密封，可不動火完成不同壓力等級的金屬管線的連接，提供了一種新的管線不動火連接安裝及維修修復(fù)工藝。

在爆炸性氣體環(huán)境中實施不動火的金屬管線快速跟換連接作業(yè)，可避免管線動火連頭所需的管線吹掃、卡斷、置換等準備工作，減少連頭施工時間，有效減少停產(chǎn)損失，又可保證連頭作業(yè)的可靠性和安全性。修復(fù)后的管線各項技術(shù)性能指標不低于原管線設(shè)計。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。