一种管道改道装置及采用该装置进行管道改道的方法

摘要

本发明公开了一种管道改道装置以及采用该装置进行管道改道的方法。该装置包括管接盖和管接体两部分，管接盖螺接在管接体上。管接体的上部包括管接体头和管接体颈，管接体头内沿径向设有用于固定内堵位置的定位螺栓；管接体的中部呈中空的球形，两段直径小于球体直径的管段呈一直线地贯接于球体表面，管接体的球形中部切分成上、下两部分，通过螺栓、螺母螺合；管接体的下部为管接座，是贯接于管接体中部球体表面的一管段。本发明装置既可用于管道开孔又可用于管道封堵，可以替代现有锁环三通开孔装置和锁环四通封堵装置这两种设备。采用本发明装置进行管道改道，可以显著提高工作效率。

说明书

                                技术领域

本发明属于管道改道技术领域，特别涉及一种对使用状态下对管道进行改道的装置以及采用该装置进行管道改道的方法。

                                背景技术

为了满足远程输送的需要，石化行业、城市燃气行业等领域普遍通过管道来运输石油、天然气、液化气、煤气等介质。在自身腐蚀，或者人为及其它外力等作用下，输送管道难免会发生泄漏。一旦发生泄漏，必须及时、有效地进行管道补漏抢修。为了降低对终端用户的生产、生活造成的影响，管道补漏抢修通常需要在不停止泄漏管段的输送介质的情形下进行。

运输石油、天然气、液化气、煤气等的管道一般都掩埋在地表以下。所以，当运输管道发生泄漏时，都需要挖开地表露出泄漏管段以便展开修补工作。但是，如果发生泄漏的管段处在固定建筑物等的下面——在城市中非常普遍，则使得挖开地表露出泄漏管段的工作无法进行，导致人们无法对泄漏管段直接进行修补。

为此，人们想出的办法是改道运输，从而废弃处在固定建筑物等下面的泄漏管段。具体地讲就是，避开固定建筑物，在运输管道穿过固定建筑物之前和之后各选择一处可以开挖的地点，从这两个地方接出新的管道，再将废弃管道的两端封堵住。如图1所示，旧管道1从固定建筑物3的地底下穿过，泄漏管段4位于固定建筑物3的下方。在不能直接对泄漏管段4进行修补的情形下，只好废弃泄漏管段4，分别从a处和b处开孔并接出新管道5，然后再用第一膨胀桶2a、第二膨胀桶2b分别把废弃泄漏管段4的两端封堵住。

上述管道改道的方法不仅仅适用于特定条件下的管道泄漏抢修，也常常用于其他任何需要对工作状态下的管道进行改道操作的场合。如即将在管道路过的地段上新建建筑物或高速路等，为了以后维护管道的方便，通常会事先完成管道改道操作，以避开新建的建筑物或高速路等。

如上所述，为了完成管道改道，现有技术必须分开孔和封堵两个步骤进行。开孔和封堵不在同一个地方，并且各自需要用到一套工具设备。开孔所用设备通常为锁环三通开孔装置，其结构如图2所示；封堵所用设备通常为锁环四通封堵装置，其结构如图3所示。

                            发明内容

本发明的目的之一是提供一种管道改道装置，该装置既可用于管道开孔又可用于管道封堵，可以替代现有锁环三通开孔装置和锁环四通封堵装置这两种设备。

本发明的另一目的是提供一种在特定环境下采用本发明装置进行管道改道的方法。该方法将开孔和封堵合在一处进行，可以显著提高工作效率。

本发明设计的管道改道装置，包括管接盖和管接体两部分，管接盖螺接在管接体上。管接体的上部包括管接体头和管接体颈，管接体头为管接体颈上的凸台，用于与管接盖螺接，管接体头内沿径向设有用于固定内堵位置的定位螺栓；管接体的中部呈中空的球形，两节直径小于球体直径的管段呈一直线地贯接于球体表面，管段中心线水平地通过球心，管接体的球形中部切分成上、下两部分，以使两部分合拢后可以抱住待处理管道，上、下两部分可以通过螺栓、螺母螺合；管接体的下部为管接座，管接座为贯接于管接体中部球体表面的一管段，可以支撑整个装置，管内空腔可以部分容纳封堵用的膨胀桶。

管接体球形中部的直径D₂应大于球体表面贯接的管段的直径D₁，但从实用角度讲没有必要大得太多，通常情况下满足1.2D₁≤D₂≤2.5D₁即可。

为了使管接体中部的上、下两部分合拢后可以抱住待处理管道，切分管接体中部的切割线应将贯接于中部球体表面的两管段各自都均分成两半，即切割线通过管段横截面圆的圆心。符合这一要求的切分方法有多种，但可以归为三大类，即：

(1)切割线为水平线“—”，这种切分方法将管接体的球形中部切分成正上、正下两部分；

(2)切割线为右斜线“/”，这种切分方法将管接体的球形中部切分成左上、右下两部分；

(3)切割线为左斜线“\”，这种切分方法将管接体的球形中部切分成右上、左下两部分。

管接体中部被切分成的上、下两部分可以完全分离，通过螺栓、螺母完成螺合。当切割线为水平线时，可以采用这种实现方式；管接体中部被切分成的上、下两部分也可以以合页方式连在一起，两部分都可以绕合页轴转动，合拢后再通过螺栓、螺母完成螺合。当切割线为右斜线或左斜线时，建议采用这种实现方式。

利用本发明设计的管道改道装置，通过如下步骤可以完成管道改道工作：

(1)打开管接体球形中部的上、下两部分，抱住待处理管道后拧紧螺母将两部分牢固地螺合在一起；

(2)焊接包裹在待处理管道表面上的管接体中部的两管段与待处理管道表面之间的缝隙，以防泄露。所述缝隙包括管段两半合拢之后其间形成的缝隙以及管段端面与待处理管道表面之间的缝隙；

(3)根据现场情况，选择方便的方向与角度，在管接体中部球体表面上焊接新的管道，用于管道改道后的介质运输；

(4)切刀从管接体上部进入管接体内腔，将待处理管道切掉一段并取出，同时介质进入新管道；

(5)从管接体上部放下膨胀桶，封堵住介质在旧管道中的去向；

(6)从管接体上部放下内堵，拧紧管接体头内的定位螺栓固定住内堵；

(7)在管接体头上加盖管接盖，拧紧螺母即完成管道改道工作。

本发明通过管接体中部的球形设计，使得膨胀桶封堵住介质在旧管道中的去向后，介质可通过球形内腔中余下的空间流入新的管道，因此可以实现开孔和封堵在同一个地方进行，并且只需要用到一套工具设备。本发明装置既可用于管道开孔又可用于管道封堵，可以替代现有锁环三通开孔装置和锁环四通封堵装置这两种设备。采用本发明装置进行管道改道，可以显著提高工作效率。

                                附图说明

图1是现有管道改道的示意图。

图2A为锁环三通开孔装置正面半剖视图。

图2B为锁环三通开孔装置侧面视图。

图3为锁环四通封堵装置正面半剖视图。

图4为本发明装置第一实施例正面结构示意图。

图5为本发明装置第一实施例左侧结构示意图。

图6为本发明装置第二实施例正面结构示意图。

图中.1为旧管道，2a为第一膨胀桶，2b为第二膨胀桶，3为固定建筑物，4为泄漏管段，5为新管道，6为球形中部的上部分，7为管接体颈下端管段，8为管接体头，9为管接盖，10为定位螺栓，11为管接体颈，12为球形中部的下部分，13为管接座，14、15为管接体中部球体表面贯接的管段。

                                具体实施方式

本发明设计的管道改道装置，包括管接盖和管接体两部分，管接盖螺接在管接体上。管接体的上部包括管接体头和管接体颈，管接体头为管接体颈上的凸台，用于与管接盖螺接，管接体头内沿径向设有用于固定内堵位置的定位螺栓；管接体的中部呈中空的球形，两段直径小于球体直径的管段呈一直线地贯接于球体表面，管段中心线水平地通过球心，管接体的球形中部切分成上、下两部分，以使两部分合拢后可以抱住待处理管道，上、下两部分可以通过螺栓、螺母螺合；管接体的下部为管接座，管接座为贯接于管接体中部球体表面的一管段，可以支撑整个装置，管内空腔可以部分容纳封堵用的膨胀桶。

基于本发明设计思路，可以有多种实现本发明的具体方式，以下结合附图和具体实施例进一步描述本发明。

第一实施例：参见图4和图5，本实施例的管道改道装置，包括管接盖9和管接体两部分，管接盖9螺接在管接体上。管接体的上部包括管接体头8和管接体颈11，管接体头8为管接体颈11上的凸台，用于与管接盖9螺接，管接体头8内沿径向设有用于固定内堵位置的定位螺栓10；管接体的中部呈中空的球形，两节直径为球体直径的2/3管段14、15呈一直线地贯接于球体表面，管段中心线水平地通过球心，管接体的球形中部切分成上、下两部分6、12，以使两部分合拢后可以抱住待处理管道，上、下两部分6、12可以通过螺栓、螺母螺合；管接体的下部为管接座13，管接座13为贯接于管接体中部球体表面的一管段，可以支撑整个装置，管内空腔可以部分容纳封堵用的膨胀桶，管接座13与管接体颈11下端的一节管段7处于同一直线上，共同起到容纳、固定封堵用的膨胀桶的作用。

如图4所示，切分管接体中部的切割线AA’为右斜线“/”，将管接体的球形中部切分成左上6、右下12两部分，同时将贯接于中部球体表面的两管段14、15各自都均分成两半，即切割线AA’通过管段横截面圆的圆心O。管接体中部被切分成的左上6、右下12两部分以合页方式连在一起，两部分可以绕合页轴转动，合拢后再通过螺栓、螺母完成螺合。

利用本实施例装置，通过如下步骤可以完成管道改道工作：

(1)打开管接体球形中部的左上6、右下12两部分，抱住待处理管道后拧紧螺母将两部分牢固地螺合在一起；

(2)焊接包裹在待处理管道表面上的管接体中部的两管段与待处理管道表面之间的缝隙，以防泄露。所述缝隙包括管段两半合拢之后其间形成的缝隙以及管段端面与待处理管道表面之间的缝隙；

(3)根据现场情况，选择方便的方向与角度，在管接体中部球体表面上焊接新的管道，用于管道改道后的介质运输；

(4)切刀从管接体上部进入管接体内腔，将待处理管道切掉一段并取出，同时介质进入新管道；

(5)从管接体上部放下膨胀桶，封堵住介质在旧管道中的去向；

(6)从管接体上部放下内堵，拧紧管接体头内的定位螺栓10固定住内堵；

(7)在管接体头8上加盖管接盖9，拧紧螺母即完成管道改道工作。

可见，本装置通过管接体中部的球形设计，使得膨胀桶封堵住介质在旧管道中的去向后，介质可通过球形内腔中余下的空间流入新的管道，因此可以实现开孔和封堵在同一个地方进行，并且只需要用到一套工具设备。本发明装置既可用于管道开孔又可用于管道封堵，可以替代现有锁环三通开孔装置和锁环四通封堵装置这两种设备。采用本发明装置进行管道改道，可以显著提高工作效率。

第二实施例：参见图6，本实施例的管道改道装置，包括管接盖9和管接体两部分，管接盖9螺接在管接体上。管接体的上部包括管接体头8和管接体颈11，管接体头8为管接体颈11上的凸台，用于与管接盖9螺接，管接体头8内沿径向设有用于固定内堵位置的定位螺栓10；管接体的中部呈中空的球形，两节直径为球体直径的3/4管段14、15呈一直线地贯接于球体表面，管段中心线水平地通过球心，管接体的球形中部切分成上、下两部分6、12，以使两部分合拢后可以抱住待处理管道，上、下两部分6、12可以通过螺栓、螺母螺合；管接体的下部为管接座13，管接座13为贯接于管接体中部球体表面的一管段，可以支撑整个装置，管内空腔可以部分容纳封堵用的膨胀桶，管接座13与管接体颈11下端的一节管段7处于同一直线上，共同起到容纳、固定封堵用的膨胀桶的作用。

如图6所示，切分管接体中部的切割线AA’为水平线“—”，将管接体的球形中部切分成正上6、正下12两部分，同时将贯接于中部球体表面的两管段14、15各自都均分成两半，即切割线AA ’通过管段横截面圆的圆心O。

管接体中部被切分成的正上6、正下12两部分可以完全分离，通过螺栓、螺母完成螺合，也可以以合页方式连在一起，两部分可以绕合页轴转动，合拢后再通过螺栓、螺母完成螺合。

利用本实施例装置，通过如下步骤可以完成管道改道工作：

(1)打开管接体球形中部的左上6、右下12两部分，抱住待处理管道后拧紧螺母将两部分牢固地螺合在一起；

(2)焊接包裹在待处理管道表面上的管接体中部的两管段与待处理管道表面之间的缝隙，以防泄露。所述缝隙包括管段两半合拢之后其间形成的缝隙以及管段端面与待处理管道表面之间的缝隙；

(3)根据现场情况，选择方便的方向与角度，在管接体中部球体表面上焊接新的管道，用于管道改道后的介质运输；

(4)切刀从管接体上部进入管接体内腔，将待处理管道切掉一段并取出，同时介质进入新管道；

(5)从管接体上部放下膨胀桶，封堵住介质在旧管道中的去向；

(6)从管接体上部放下内堵，拧紧管接体头内的定位螺栓10固定住内堵；

(7)在管接体头8上加盖管接盖9，拧紧螺母即完成管道改道工作。

可见，本装置通过管接体中部的球形设计，使得膨胀桶封堵住介质在旧管道中的去向后，介质可通过球形内腔中余下的空间流入新的管道，因此可以实现开孔和封堵在同一个地方进行，并且只需要用到一套工具设备。本发明装置既可用于管道开孔又可用于管道封堵，可以替代现有锁环三通开孔装置和锁环四通封堵装置这两种设备。采用本发明装置进行管道改道，可以显著提高工作效率。