一种大管径输气管道冷冻暂堵方法及设备

摘要

本发明涉及一种用于在用天然气输气管道无火花切割后两段管道对焊前的管道内的大管径输气管道冷冻暂堵方法及设备。它能降低焊前惰性气体置换的技术要求，快速的冷冻暂堵确保焊接部位无油气。其技术方案是：先在切断管道两端的管道内，把预先冷冻好的冻芯放入；再将装冷冻介质的小袋固定在对应的管道外壁，并包裹保温夹套、用缠绕带固定；将固水乳化剂倒入螺旋输送装置的料斗，摇动手柄将固水乳化剂注入到冻芯与管壁之间的缝隙并塞满；再把冷冻介质固定在保温层上，用推杆把保温推板与冻芯贴合，当冷冻牢固时，取出推杆及保温推板，可实施焊接作业。本发明操作简单、作业时间短、降低作业费用，安全可靠，特别适用于大管径输气管道的现场施工。

权利要求

1.一种大管径输气管道冷冻暂堵方法，其特征是：先测算出大管径输气管道距切口的焊接热影响区的距离L，把预先冷冻好的哑铃状冻芯(5)放入距管道(1)切口L处，冻芯(5)由固水乳化剂在冻芯模具中冷冻制成；再将冷冻介质(6)干冰分装在小袋(4)中，并固定在对应于冻芯(5)位置的管道(1)外壁，在管道(1)外壁包裹保温夹套(3)，用缠绕带(2)将保温夹套(3)固定在管道(1)外壁上；将固水乳化剂倒入手动式螺旋输送装置的料斗(10)中，摇动螺旋输送装置的手柄(12)，将固水乳化剂通过注入管道(19)注入到冻芯(5)与管道(1)之间的缝隙中，将缝隙塞满；再在冻芯(5)的外端部，把冷冻介质(6)固定在保温推板的保温层(7)上，将推杆(16)连接在推板(8)上，用推杆(16)把整个保温推板与冻芯(5)前端面贴合；当注入到冻芯(5)与管道(1)之间的缝隙中的固水乳化剂与管道(1)壁面及冻芯(5)表面冻结牢固时，把推杆(16)及保温推板取出，此时可以实施焊接操作。

2.一种如权利要求1所述的冷冻暂堵方法使用的设备，是由手动螺旋输送装置、保温推板、冻芯模具组成，其特征是：手动螺旋输送装置有一具有与垂直方向成30°-45°的倾斜角的支座(14)上放置螺旋输送器(11)；在螺旋输送器(11)的上方安装料斗(10)，前端连接输送软管(13)，顶端安装轴承(9)及手柄(12)；保温推板的直径与输气管道(1)内壁间隙配合的推板(8)和粘接在上面的聚氨酯泡沫保温层(7)组成，推板(8)与带有刻度的推杆(16)用螺母(21)相连接；冻芯模具由钢板卷制的两个半哑铃型外壳(17)用螺栓(18)对称连接构成，一端安装有封盖(20)，另一端顶部安有注入固水乳化剂的注入通道(19)。

说明书

一种大管径输气管道冷冻暂堵方法及设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于在用天然气输气管道无火花切割后两段管道对焊前的管道内的大管径输气管道冷冻暂堵方法及设备。技术背景

[0002] 在天然气输气管道实际运行过程中，由于受到腐蚀、磨损、输气路线的改变等因素的影响，因此就会有天然气输气管道的抢修、改线等实际工程问题的产生，涉及到输气管道的安全动火，油气隔离等诸多问题。

[0003] 现阶段对于大管径的输气管道的油气隔离技术有球囊封堵，管道盘式封堵，黄油墙封堵等。

[0004] 在大管径的输气管道实际动火操作过程中，通常的做法是将输气管道的总阀关掉，利用惰性介质(如氮气，水蒸气，二氧化碳)进行长时间、长距离扫线；等到输气管中可燃性物质(包括凝析油，天然气)浓度小于爆炸极限时切开管道；若是采用球囊封堵等机械封堵则在距离切口一段距离处在管壁上开孔，从开孔中放入机械封堵器或皮囊封堵器等设备，然后进行焊接作业，施工结束后取出封堵器，再补焊皮囊放入孔。若采用封堵剂或黄油墙则将它们放入管道中暂时隔离油气，焊接过程中检测可燃气体的含量，若油气含量达到爆炸极限则停焊、置换，达标后再绪焊，如此反复。这些封堵工艺操作复杂，不能承压或承压能力低，有的能够承压但是不能避免在管道壁面开孔，对后期输气造成安全隐患，不能满足现场安全快速完成施工的要求。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于：为了降低焊接前管道内惰性气体置换的技术要求，确保焊接部位无油气、确保焊接作业安全，特提供一种大管径输气管道冷冻暂堵方法及设备。

[0006] 为达到上述目的，本发明解决的技术问题采用以下技术方案：一种大管径输气管道冷冻暂堵方法，其特征是：先测算出大管径输气管道距切口的焊接热影响区的距离L(100mm-600mm)，先在切断管道两端的管道内，把预先冷冻好的冻芯放入距离管道切口L处，冻芯由固水乳化剂在模具中冷冻制成；再将冷冻介质干冰分装在小袋中，并固定在对应于冻芯位置的管道外壁，在管道外壁包裹保温夹套，用缠绕带将保温夹套固定在管道外壁上；将固水乳化剂倒入螺旋输送装置的料斗中，摇动螺旋输送装置的手柄，利用螺旋输送装置产生的推力将固水乳化剂注入到冻芯与管壁之间的缝隙中，将缝隙并塞满；再在冻芯的外端部，把冷冻介质固定在保温推板的保温层上，将推杆连接在推板上，用推杆把整个保温推板与冻芯前端面贴合；当注入到冻芯与管道之间的缝隙中的固水乳化剂与管道壁面以及冻芯表面冻结牢固时，把推杆及保温推板取出，此时可以实施焊接操作。

[0007] 焊接施工完成后，取下保温夹套与缠绕带及冷冻介质分装小袋，冬季用电加热带缠绕输气管道冷冻部位，使固水乳化剂恢复原来状态，待输气管道恢复输气时随天然气一起排出。

[0008] 本方法所涉及的保温夹套是用硅酸铝保温材料固定在具有一定韧性的皮革面料上组成，保温材料边缘较皮革面料宽20-40mm，以便缠绕时压紧。固水乳化剂是由滑石粉，乳胶粉，水，作交联剂的有机酚醛按比例配成。

[0009] 大管径输气管道冷冻暂堵方法所使用的设备，是由手动螺旋输送装置、保温推板、冻芯模具组成，其结构特征是：手动螺旋输送装置有一具有与垂直方向成30°-45°的倾斜角的支座，在支座上放置螺旋输送器；在螺旋输送器的上方安装料斗，前端连接输送软管，顶端安装轴承及手柄；保温推板的直径与输气管道内壁间隙配合的推板和粘接在上面的聚氨酯泡沫保温层组成，推板与带有刻度的推杆用螺母相连接；冻芯模具由钢板卷制的两个半哑铃型外壳用螺栓对称连接构成，一端安装有封盖，另一端顶部安装有注入固水乳化剂的注入通道。

[0010] 本发明与现有技术比较有以下有益效果：避免了在大管径输气管道上开孔造成应力集中，提高了施工后恢复输气的安全性。承压能力高，不需要长时间、长距离置换扫线，节省施工时间，降低作业费用，提高作业的安全性。固水乳化剂解堵后不影响正常输气，不需要采用其他方法排除，适用于大管径输气管道的现场施工。

附图说明

[0011] 图1为本发明大管径输气管道冷冻暂堵方法的设备装配示意图。

[0012] 图2为本发明暂堵方法保温材料3与缠绕带2结构示意图。

[0013] 图3为本发明暂堵方法的设备保温推板装配示意图。

[0014] 图4为本发明暂堵方法的设备的冻芯模具结构示意图。

[0015] 图中：1、管道 2、缠绕带 3、保温夹套 4、小袋 5、冻芯 6、冷冻介质 7、保温层 8、推板 9、轴承 10、料斗 11、螺旋输送器 12、手柄 13、输送软管 14、支座 15、皮革面料 16、推杆 17、半哑铃型外壳 18、螺栓 19、注入通道 20、封盖 21、螺母

具体实施方式

[0016] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

[0017] 按照图1所示，把预先冷冻好的哑铃状冻芯5放入距管道1切口L处，将冷冻介质6分装在小袋4中，把小袋4固定在对应于冻芯5位置的管道1外壁，再用缠绕带2固定保温夹套3在冷冻介质6外部；将固水乳化剂倒入手动式螺旋输送装置的料斗10中，用输送软管13将固水乳化剂导入到注入通道19，将冻芯5与管道内壁1的缝隙塞满；把冷冻介质
6固定在保温推板的保温层7上，将推杆16连接在推板8上，用推杆16将整个保温推板与冻芯前端面贴合。对于Φ＝700m的天然气输气管道1，保温夹套3与缠绕带2缠绕管道1长度1000mm；

[0018] 保温推板的保温层7与推板8的直径为696mm，保温推板与推杆16由螺母21连接；焊接热影响区L＝400mm。手动螺旋输送装置支座14的倾斜角为30°-45°，在支座14上安装螺旋输送器11；在装螺旋输送器11上方安装料斗10，前端连接输送软管13，顶端安装轴承9及手柄12。

[0019] 按照图3所示，保温推板由推板8和粘接在上面的聚氨脂泡沫保温层7组成，推板8与带有刻度的推杆16用螺母21相连接。

[0020] 按照图4所示，冻芯模具由钢板卷制的两个半哑铃型外壳17，用螺栓18对称连接构成，一端安装有封盖20，另一端顶部安有注入固水乳化剂的注入通道19。

[0021] 对于Φ＝700m的天然气输气管道，1-2小时后，固水乳化剂与管道壁面以及冻芯表面冻结牢固，此时承受管内压力在0.5-1.0MPa，有效截断管道内的油气流，避免长距离、长时间置换作业，把带油气动火变成无油气动火，使管道焊接施工快速、安全、低成本进行。