本发明涉及石油天然气管道处理技术领域，且公开了一种石油天然气管道带压封堵方法，包括短管道，所述短管道的外表面焊接有三通，所述短管道的顶端一侧固定连接有放气阀，所述三通的顶端开设有孔，且通过孔与双头螺丝的一端螺纹连接，所述双头螺丝另一端与夹板阀螺纹连接，所述夹板阀的一侧活动套接有推拉杆，所述夹板阀的顶端与封堵机柱活动连接，所述封堵机柱的顶端固定连接有液压电机。该石油天然气管道带压封堵装置，通过第一电磁铁、小弹簧、第二电磁铁等装置，能够使皮圈收缩和扩张，既能够使短管道的封堵效果更加好，还有利于保护皮圈
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112361113 A (43)申请公布日 2021.02.12 (21)申请号 9.4 (22)申请日 2020.11.27 (71)申请人 常英杰 地址 475000 河南省开封市祥符区兴隆乡 杨寨村北 (72)发明人 不公告发明人 (51)Int.Cl. F16L 55/124 (2006.01) F16L 55/134 (2006.01) F16L 55/07 (2006.01) 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 (54)发明名称 一种石油天然气管道带压封堵方法 (57)摘要 本发明涉及石油天然气管道处理技术领域， 且公开了一种石油天然气管道带压封堵方法，包 括短管道，所述短管道的外表面焊接有三通，所 述短管道的顶端一侧固定连接有放气阀，所述三 通的顶端开设有孔，且通过孔与双头螺丝的一端 螺纹连接，所述双头螺丝另一端与夹板阀螺纹连 接，所述夹板阀的一侧活动套接有推拉杆，所述 夹板阀的顶端与封堵机柱活动连接，所述封堵机 柱的顶端固定连接有液压电机。该石油天然气管 道带压封堵装置，通过第一电磁铁、小弹簧、第二 电磁铁等装置，能够使皮圈收缩和扩张，既能够 使短管道的封堵效果更加好，还有利于保护皮圈的 A 外表面不因摩擦而破损，减少了皮圈的替换次 3 数，从而有效的减弱了施工的难度和成本。 1 1 1 6 3 2 1 1 N C CN 112361113 A 权利要求书 1/2页 1.一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，包括短管道(1)，所述短管道(1)的 外表面焊接有三通(2)，所述短管道(1)的顶端一侧固定连接有放气阀(3)，所述三通(2)的 顶端开设有孔，且通过孔与双头螺丝(4)的一端螺纹连接，所述双头螺丝(4)另一端与夹板 阀(5)螺纹连接，所述夹板阀(5)的一侧活动套接有推拉杆(6)，其特征是：所述夹板阀(5) 的顶端与封堵机柱(7)活动连接，所述封堵机柱(7)的顶端固定连接有液压电机(8)，所述液 压电机(8)的内部上端固定连接有控制器(9)，所述液压电机(8)的下端活动套接有活动柱 (10)，所述活动柱(10)的底端固定连接有固定座(11)，所述固定座(11)的底端固定连接有 固定板(12)，所述固定板(12)的上端一侧活动连接有活动螺丝(13)，所述活动螺丝(13)与 活动板(14)的一端活动连接，所述活动螺丝(13)的一侧中部和上端中部分别固定连接有固 定扣(15)，所述活动板(14)的底端与支撑板(16)固定连接，所述支撑板(16)的底端与皮圈 (17)固定连接，所述皮圈(17)的内部顶端固定连接有驱动电机(19)，所述驱动电机(19)的 底端与传导杆(20)固定连接，所述传导杆(20)的上端四侧分别固定连接有正极端子(24)、 负极端子(25)，所述正极端子(24)的上端固定连接有负极端子(25)，所述皮圈(17)的内侧 活动套接有皮囊(18)，所述正极端子(24)、负极端子(25)的一端与皮囊(18)的内部表面固 定连接，所述皮囊(18)的外部表面与第一电磁铁(26)固定连接，所述第一电磁铁(26)的一 侧与小弹簧(27)的一端固定连接，所述小弹簧(27)的另一端固定连接有第二电磁铁(28)， 所述皮圈(17)的底端与挡板(29)固定连接； 所述封堵方法有以下步骤： 第一步，将封堵机柱(7)安装在夹板阀(5)的顶端，向左拉动推拉杆(6)，使夹板阀(5)打 开，打开控制器(9)的开关，活动柱(10)通过液压电机(8)向下运动，通过夹板阀(5)、三通 (2)的通道，直至到达短管道(1)中； 第二步，当固定板(12)的底端接触短管道(1)的内部底端时，说明活动板(14)到达指定 位置，此时驱动电机(19)启动，从而使正极端子(24)、负极端子(25)产生正向电流，然后使 第一电磁铁(26)带有N型磁性，因第二电磁铁(28)带有N型磁性，二者相斥，从而皮圈(17)被 第二电磁铁(28)撑开； 第三步，当皮圈(17)被撑开后，气体吸收器(22)开始吸取短管道(1)的右侧气体，使皮 囊(18)被撑开，从而挤压皮圈(17)更加贴近短管道(1)的内壁，当气压检测器(23)检测到皮 囊(18)内气压到达一定数值后停止吸收，完成封堵； 第四步，当更换管道完成后，气体吸收器(22)开始释放气体，当气压检测器(23)检测到 皮囊(18)内已无气体时，停止气体吸收器(22)工作； 第五步，当气体吸收器(22)停止工作后，驱动电机(19)开启反向运动，使正极端子 (24)、负极端子(25)具有反向电流，从而第一电磁铁(26)带有S型，第二电磁铁(28)开始收 缩，使皮圈(17)恢复原始状态；第六步，当收缩完毕后，液压电机(8)开始带动活动柱(10)向 上运动，使固定板(12)到达封堵机柱(7)的内部，然后将推拉杆(6)向右推，使夹板阀(5)关 闭。 2.依据权利要求1所述的一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，其特征是： 所述传导杆(20)的一端固定连接有大弹簧(21)，所述大弹簧(21)的一端与气体吸收器(22) 固定连接，所述气体吸收器(22)的两侧固定连接有气压检测器(23)，所述皮囊(18)的一侧 开设有孔，通过孔与气体吸收器(22)固定套接，所述皮囊(18)的外部表面与挡板(29)接触。 2 2 CN 112361113 A 权利要求书 2/2页 3.依据权利要求1所述的一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，其特征是： 所述皮圈(17)未进行封堵工作时的半径较短管道(1)的半径小5厘米，所述皮圈(17)未进行 封堵工作时的半径较皮囊(18)的半径大10厘米。 4.依据权利要求1所述的一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，其特征是： 所述第二电磁铁(28)带有N型磁性，所述正极端子(24)、负极端子(25)与皮囊(18)的内表面 固定连接的部位和皮囊(18)的外表面位置和第一电磁铁(26)固定连接的部位对应，所述正 极端子(24)、负极端子(25)、第一电磁铁(26)、小弹簧(27)、第二电磁铁(28)的数量为四个， 且均匀分布。 5.依据权利要求1所述的一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，其特征是： 所述小弹簧(27)的一端与第一电磁铁(26)固定连接，所述小弹簧(27)的另一端与第二电磁 铁(28)固定连接，所述小弹簧(27)的长度为5厘米，且其弹性较大。 6.依据权利要求1所述的一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，其特征是： 所述皮圈(17)内填充氮气。 3 3 CN 112361113 A 说明书 1/4页 一种石油天然气管道带压封堵方法 技术领域 [0001] 本发明涉及石油天然气管道处理技术领域，具体为一种石油天然气管道带压封堵 方法。 背景技术 [0002] 石油天然气管道带压开孔封堵技术是一种安全、经济、高效的在役管道维修、抢修 技术，适用于管道的正常维修改造和突发影响管道的正常输送事故的抢修，其主要构成有 开孔装置、带压封堵器装置，其中带压封堵装置通过其部件将管道封堵，使石油天然气改换 线路，进行不停输作业，然后替换破损管道，实现管道维修工作，带压封堵装置有多种封堵 方法，如塞式封堵、筒式封堵等，在管道抢修过程中具备极其重大作用，为管道维修施工作业提 供了巨大帮助。 [0003] 但带压封堵装置在使用的过程中还存在一些缺陷：其一，带压封堵装置中的皮圈接 触管道内壁运动时，皮圈与内壁相摩擦，因石油天然气管道因经常使用，管道内出现不同的 腐蚀情况，造成内壁凹凸不平，易使皮碗表面破损，从而造成封堵效果不佳，增加了施工的 成本与时间；其二，在管道维修过程中，拆卸受损的管道前需放空管道内的气体，此操作造 成了环境的污染和资源的浪费。 发明内容 [0004] 本发明提供了一种石油天然气管道带压封堵装置及其封堵方法，具备提高管道封 堵程度，实现严密封堵以及节能环保的优点，解决了因皮圈摩擦破损导致的隔绝断气效果 不佳以及因天然气放空造成的环境污染和资源浪费的问题。 [0005] 本发明提供如下技术方案：一种石油天然气管道带压封堵装置，包括短管道，所述 短管道的外表面焊接有三通，所述短管道的顶端一侧固定连接有放气阀，所述三通的顶端 开设有孔，且通过孔与双头螺丝的一端螺纹连接，所述双头螺丝另一端与夹板阀螺纹连接， 所述夹板阀的一侧活动套接有推拉杆，所述夹板阀的顶端与封堵机柱活动连接，所述封堵 机柱的顶端固定连接有液压电机，所述液压电机的内部上端固定连接有控制器，所述液压 电机的下端活动套接有活动柱，所述活动柱的底端固定连接有固定座，所述固定座的底端 固定连接有固定板，所述固定板的上端一侧活动连接有活动螺丝，所述活动螺丝与活动板 的一端活动连接，所述活动螺丝的一侧中部和上端中部分别固定连接有固定扣，所述活动 板的底端与支撑板固定连接，所述支撑板的底端与皮圈固定连接，所述皮圈的内部顶端固 定连接有驱动电机，所述驱动电机的底端与传导杆固定连接，所述传导杆的上端四侧分别 固定连接有正极端子、负极端子，所述正极端子的上端固定连接有负极端子，所述皮圈的内 侧活动套接有皮囊，所述正极端子、负极端子的一端与皮囊的内部表面固定连接，所述皮囊 的外部表面与第一电磁铁固定连接，所述第一电磁铁的一侧与小弹簧的一端固定连接，所 述小弹簧的另一端固定连接有第二电磁铁，所述皮圈的底端与挡板固定连接。 [0006] 优选的，所述传导杆的一端固定连接有大弹簧，所述大弹簧的一端与气体吸收器 4 4 CN 112361113 A 说明书 2/4页 固定连接，所述气体吸收器的两侧固定连接有气压检测器，所述皮囊的一侧开设有孔，通过 孔与气体吸收器固定套接，所述皮囊的外部表面与挡板接触。 [0007] 优选的，所述皮圈未进行封堵工作时的半径较短管道的半径小5厘米，所述皮圈未 进行封堵工作时的半径较皮囊的半径大10厘米。 [0008] 优选的，所述第二电磁铁带有N型磁性，所述正极端子、负极端子与皮囊的内表面 固定连接的部位和皮囊的外表面位置和第一电磁铁固定连接的部位对应，所述正极端子、 负极端子、第一电磁铁、小弹簧、第二电磁铁的数量为四个，且均匀分布。 [0009] 优选的，所述小弹簧的一端与第一电磁铁固定连接，所述小弹簧的另一端与第二 电磁铁固定连接，所述小弹簧的长度为5厘米，且其弹性较大。 [0010] 优选的，所述皮圈内填充氮气。 [0011] 一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，包括以下步骤：第一步，将封堵机 柱安装在夹板阀的顶端，向左拉动推拉杆，使夹板阀打开，打开控制器的开关，活动柱通过 液压电机向下运动，通过夹板阀、三通的通道，直至到达短管道中；第二步，当固定板的底端 接触短管道的内部底端时，说明活动板到达指定位置，此时驱动电机启动，从而使正极端 子、负极端子产生正向电流，然后使第一电磁铁带有N型磁性，因第二电磁铁带有N型磁性， 二者相斥，从而皮圈被第二电磁铁撑开；第三步，当皮圈被撑开后，气体吸收器开始吸取短 管道的右侧气体，使皮囊被撑开，从而挤压皮圈更加贴近短管道的内壁，当气压检测器检测 到皮囊内气压到达一定数值后停止吸收，完成封堵；第四步，当更换管道完成后，气体吸收 器开始释放气体，当气压检测器检测到皮囊内已无气体时，停止气体吸收器工作；第五步， 当气体吸收器停止工作后，驱动电机开启反向运动，使正极端子、负极端子具有反向电流， 从而第一电磁铁带有S型，第二电磁铁开始收缩，使皮圈恢复原始状态；第六步，当收缩完毕 后，液压电机开始带动活动柱向上运动，使固定板到达封堵机柱的内部，然后将推拉杆向右 推，使夹板阀关闭。 [0012] 本发明具备以下有益效果： [0013] 1、该石油天然气管道带压封堵装置，通过驱动电机和正、负极端子改变第一电磁 铁的磁性使第二电磁铁移动，从而使皮圈能够被收缩和膨胀，同时第一电磁铁和第二电磁 铁通过小弹簧连接，能够有效缓解因第一电磁铁和第二电磁铁间的斥力过大对皮圈内表面 的瞬间挤压力，具有缓冲保护的作用，相较于现存技术，第二电磁铁等部件能够皮圈改变状 态，既能够将皮圈膨胀提高了短管道的封堵效果，还能够将皮圈收缩解决了皮圈的外表面 在运送过程中因摩擦短管道而破损的问题，减少了皮圈的替换次数，从而有效的减弱了施 工的难度和成本。 [0014] 2、该石油天然气管道带压封堵装置，通过气体吸收器短管道内的天然气吸收存放 在皮囊中，使皮囊膨胀，从而带动皮囊挤压皮圈内部的氮气，皮圈得到进一步膨胀，能够充 分的与短管道内壁接触，使皮圈对短管道的封堵效果更加，同时当封堵结束后，通过气体吸 收器再释放储存的天然气，从而使天然气重新投入生产，与现存技术相比，将原本应排放到 自然界中的天然气进行重复使用，有效的节约了能源，保护了环境。 附图说明 [0015] 图1为本发明未封堵状态结构示意图； 5 5 CN 112361113 A 说明书 3/4页 [0016] 图2为本发明的图1中A处结构示意图； [0017] 图3为本发明封堵状态结构示意图； [0018] 图4为本发明的图3中B处结构示意图； [0019] 图5为本发明中皮圈的剖面结构示意图。 [0020] 图中：1、短管道；2、三通；3、放气阀；4、双头螺丝；5、夹板阀；6、推拉杆；7、封堵机 柱；8、液压电机；9、控制器；10、活动柱；11、固定座；12、固定板；13、活动螺丝；14、活动板； 15、固定扣；16、支撑板；17、皮圈；18、皮囊；19、驱动电机；20、传导杆；21、大弹簧；22、气体吸 收器；23、气压检测器；24、正极端子；25、负极端子；26、第一电磁铁；27、小弹簧；28、第二电 磁铁；29、挡板。 具体实施方式 [0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0022] 请参阅图1-5，一种石油天然气管道带压封堵装置，包括短管道1，短管道1的外表 面焊接有三通2，短管道1的顶端一侧固定连接有放气阀3，三通2的顶端开设有孔，且通过孔 与双头螺丝4的一端螺纹连接，双头螺丝4另一端与夹板阀5螺纹连接，夹板阀5的一侧活动 套接有推拉杆6，夹板阀5的顶端与封堵机柱7活动连接，封堵机柱7的顶端固定连接有液压 电机8，液压电机8的内部上端固定连接有控制器9，液压电机8的下端活动套接有活动柱10， 活动柱10的底端固定连接有固定座11，固定座11的底端固定连接有固定板12，固定板12的 上端一侧活动连接有活动螺丝13，活动螺丝13与活动板14的一端活动连接，活动螺丝13的 一侧中部和上端中部分别固定连接有固定扣15，活动板14的底端与支撑板16固定连接，支 撑板16的底端与皮圈17固定连接，皮圈17的内部顶端固定连接有驱动电机19，驱动电机19 的底端与传导杆20固定连接，传导杆20的上端四侧分别固定连接有正极端子24、负极端子 25，正极端子24的上端固定连接有负极端子25，皮圈17的内侧活动套接有皮囊18，正极端子 24、负极端子25的一端与皮囊18的内部表面固定连接，皮囊18的外部表面与第一电磁铁26 固定连接，第一电磁铁26的一侧与小弹簧27的一端固定连接，小弹簧27的另一端固定连接 有第二电磁铁28，皮圈17的底端与挡板29固定连接。 [0023] 进一步的，传导杆20的一端固定连接有大弹簧21，大弹簧21的一端与气体吸收器 22固定连接，气体吸收器22的两侧固定连接有气压检测器23，皮囊18的一侧开设有孔，通过 孔与气体吸收器22固定套接，皮囊18的外部表面与挡板29接触。 [0024] 进一步的，皮圈17未进行封堵工作时的半径较短管道1的半径小5厘米，皮圈17未 进行封堵工作时的半径较皮囊18的半径大10厘米，防止了皮圈17在运动过程中与短管道1 的内壁摩擦，造成皮圈17表面破损，因此导致封堵效果不佳。 [0025] 进一步的，第二电磁铁28带有N型磁性，正极端子24、负极端子25与皮囊18的内表 面固定连接的部位和皮囊18的外表面位置和第一电磁铁26固定连接的部位对应，正极端子 24、负极端子25、第一电磁铁26、小弹簧27、第二电磁铁28的数量为四个，且均匀分布，能够 使第一电磁铁26准确的接收正极端子24与负极端子25所产生的电磁力，从而通过第二电磁 6 6 CN 112361113 A 说明书 4/4页 铁28将皮圈17膨胀和收缩，使封堵效果更加好。 [0026] 进一步的，小弹簧27的一端与第一电磁铁26固定连接，小弹簧27的另一端与第二 电磁铁28固定连接，小弹簧27的长度为5厘米，且其弹性较大，具有缓冲作用，能预防皮圈 17因第二电磁铁28向外扩张时因磁力过大而导致皮圈17的内表面破损。 [0027] 进一步的，皮圈17内填充氮气，因氮气为惰性气体，不易发生反应，可以有明显效果地的保 护皮囊18内的天然气等气体，使其不发生爆炸。 [0028] 一种石油天然气管道带压封堵装置的封堵方法，包括以下步骤：第一步，将封堵机 柱7安装在夹板阀5的顶端，向左拉动推拉杆6，使夹板阀5打开，打开控制器9的开关，活动柱 10通过液压电机8向下运动，通过夹板阀5、三通2的通道，直至到达短管道1中；第二步，当固 定板12的底端接触短管道1的内部底端时，说明活动板14到达指定位置，此时驱动电机19启 动，从而使正极端子24、负极端子25产生正向电流，然后使第一电磁铁26带有N型磁性，因第 二电磁铁28带有N型磁性，二者相斥，从而皮圈17被第二电磁铁28撑开；第三步，当皮圈17被 撑开后，气体吸收器22开始吸取短管道1的右侧气体，使皮囊18被撑开，从而挤压皮圈17更 加贴近短管道1的内壁，当气压检测器23检测到皮囊18内气压到达一定数值后停止吸收，完 成封堵；第四步，当更换管道完成后，气体吸收器22开始释放气体，当气压检测器23检测到 皮囊18内已无气体时，停止气体吸收器22工作；第五步，当气体吸收器22停止工作后，驱动 电机19开启反向运动，使正极端子24、负极端子25具有反向电流，从而第一电磁铁26带有S 型，第二电磁铁28开始收缩，使皮圈17恢复原始状态；第六步，当收缩完毕后，液压电机8开 始带动活动柱10向上运动，使固定板12到达封堵机柱7的内部，然后将推拉杆6向右推，使夹 板阀5关闭。 [0029] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。 [0030] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 7 7 CN 112361113 A 说明书附图 1/5页 图1 8 8 CN 112361113 A 说明书附图 2/5页 图2 9 9 CN 112361113 A 说明书附图 3/5页 图3 10 10 CN 112361113 A 说明书附图 4/5页 图4 11 11 CN 112361113 A 说明书附图 5/5页 图5 12 12
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