[发明专利]具有防转及机械释放的保持件的机械致动且可拆卸的安全封闭器

说明书

本发明总体涉及封闭器，用于对传输受压气体或液体的管状构件中的开口进行封闭。更确切地，本发明涉及与热开孔（tapping）操作关联使用的半永久性封闭器。

在热开孔操作中，频繁地需要永久性地或者半永久性地将管状构件中的开口封闭，即，将其中不需要或者不期望有阀的开口进行封闭。当热孔（hot tap，热帽）通过连接至管道或导管（vessel）的配件而通入管道或导管中时，半永久性封闭器的一个实例出现。在如石油工业中使用的一般的热开口（hot tapping）应用中，配件被焊接在具有流动的受压气体或液体的管道的外部上。配件在它的出口连接部上包括法兰，并且热开孔机被固定至该法兰。通过使用高度专化的设备，则可以穿过管道的壁来钻孔，同时气体或者液体继续流经该孔以提供到管道内部的通路。这个通路孔或者开口可以用于插入暂时阻塞经过管道的流的设备，同时对管道进行修理。修理工作结束之后，设备被移除，但是需要将提供与管道内部连通的开口封闭。优选地，封闭器以这种方式制造，即，在将来的某个日子，可以再次通过通到管道内部的配件获得通路。

因为管状构件是在压力作用下的，所以在封闭元件暴露于大气压之前封闭元件必须处于适当锁定的位置中。不适当锁定的封闭元件可能爆裂，从而导致对操作员或者附近的其他人员的严重伤害。因此，极其重要的是，操作员确定地知道，在使处于封闭元件上方的区域暴露于大气压之前，封闭元件是适当对准且锁定的，并且随时间仍将保持在这个对准且锁定的位置中。但是，由于与完善相关的难题，还未开发出这样的插塞系统（plug system），这种插塞系统高于20英寸并且能够充分承受所评定的600lb压力，同时除了经由衬垫之外没有泄露路径并且保持可恢复。此外，在无需手动将保持件（holder）从插塞移除的情况下，设置这个尺寸和类别的插塞的能力还未实现过。插塞的不稳定性（由于保持件与插塞之间的受限的接合长度的原因）和经过那个系统的旁路的受限的流（因为旁路通过匹配螺纹而将流体排出）阻碍了机械致动保持器用于更大尺寸和更高压力。最后，用于这个尺寸或者类别以及更小的尺寸和类别的整体插塞的防转还未实现。现有技术的可拆卸封闭系统依赖O形环与法兰之间的摩擦以防止插塞转动。通过不具有防转功能而存在初始的成本节约，但是通过在插塞安放过程期间防止与插塞或者试块的块碰撞（pig collision）以及通过在插塞安放过程期间具有加强的防转安全性而存在更长期的成本节约。

发明内容

与其它的可拆卸的整体插塞类似，本发明的主要目的是，将支流配件（branch fitting）的法兰内的管道暂时密封，直到安装盲法兰为止。相对于那些其它的整体插塞而言（特别是对于高于20英寸的插塞），根据本发明制造的可拆卸安全封闭器的新特征以及用于安装所述安全封闭器的方法改进了安全性和可靠性。所述新特征包括：

●在插塞体和法兰中的防转狭槽彼此互锁。这处理两个问题。第一，互锁的狭槽防止插塞在其安装过程中由于叶片正在被开孔机致动并且移动至展开位置而转动。因为防止了插塞转动，所以在将开孔机的镗杆转动特定角度之后，叶片完全接合到法兰中。第二，这保证插塞不会随着插塞由于振动和压力波动而随时间偏离其初始安放位置，从而导致与试块（coupon）的块碰撞（pig collision）（如果有一个发生的话）。

●在安放插塞之后，插塞保持件从插塞体脱离但保持连接至开孔机的镗杆。这防止为了移除插塞保持件操作员须在插塞受压时直接倾身在插塞上方。

●具有在无需操作员直接置身于插塞上方的情况下使安放的受压插塞收回（retrieve）的能力。在本发明的一个实施例中，将位于凸轮板的顶部上的收回螺钉用作旋转止动件，因此可以通过感觉开孔机的转动的手动曲柄的停顿而正确定位插塞保持件。在另一个实施例中，旋转止动件构建到插塞体的中心毂中，因此插塞保持件可以再次通过感觉开孔机的转动的手动曲柄的停顿而正确定位。两个旋转止动装置都提供了宽的旋转窗口，在该宽的旋转窗口中，插塞保持件可以在保持件由开孔机的镗杆降低到法兰中之前被定向，以收回插塞。

●具有在无需在插塞安放过程期间致动开孔机的保持器杆的情况下使插塞保持件从插塞脱离的能力。仅仅通过转动镗杆而使插塞保持件从安放的插塞分离。

●插塞转动地锁定在镗杆上，直到镗杆以足够的力推动插塞，以压缩插塞中的间隔件（优选地是弹性材料的间隔件）。这确保在插塞推动法兰中的突出部（ledge）之前叶片不能展开，该突出部阻止插塞的向下的行进。