[发明专利]定向穿越管道用防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油、天然气领域中定向穿越管道用防护装置，特别适用于穿越河流、软硬交错地层、砾石层、断层、易塌陷地层的管道保护。

背景技术

随着我国管道工业的发展，管道非开挖穿越越来越受到重视，利用管道专用的水平定向钻进行穿越施工，已经成为管道穿越的一种主要方式。这种方式不仅可以用于河流和水道的穿越，同时还广泛地应用于高速公路、铁路、机场、海岸、岛屿、山体、热带雨林及密布建筑物、文物保护区、管道密集区等的穿越。比如西气东输管道穿越沙漠、戈壁、山区、丘陵、平原、盆地、黄土高原、江南水网、大江大河和大量农田等，特别是管穿越黄河3次，穿越长江、淮河各1次，另外还穿（跨）其他大型河流10余次。这种定向穿越方式与其他非开挖方式相比，具有穿越速度快，节约施工成本，成孔直径与穿越管道直径比值小等优点，但是这种穿越方式受地质条件的限制较大，如卵石层、流沙层等地层难以成孔，穿越时需要大量的泥浆等。管道穿越成功以后，由于地质原因，经常出现管道的损坏、堵塞等，从而造成油气输送中断或泄漏。特别是穿越河流、丘陵等有硬岩或土质较软地层，或遇滑坡、泥石流、人工爆破等原因导致井壁失稳、塌陷等，易造成穿越管道的砸伤、压瘪等事故，影响油气正常输送。而对于失效管道的修复、更换或者重新钻进并穿越新管道需要更长的时间，因而，如何保护穿越管道、减少和避免穿越管道的修复、更换或避免重新穿越新管道成为了科研工作者和工程技术人员保证油气正常输送的重要课题。为此，设计一种用于穿越管道的防护装置对油气管道的正常运营具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有石油、天然气领域中穿越管道易发生失效现象，特提供一种穿越管道用防护装置，它用于保护地下定向穿越管道，能有效地解决由于地质、滑坡、泥石流、人工爆破等外界原因造成的穿越管道失效问题，实现穿越管道的长期正常输送。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：定向穿越管道用防护装置，是由穿越管道、端部壳体、端盖、螺钉、加厚管道、防护管道、支撑节、隔挡板、密封圈、卡瓦组成，其特征在于：防护管道套在穿越管道外部，防护管道的总长度等于穿越管道中需要保护的长度，各防护管道之间用焊接连接，防护管道端部与加厚管道用焊接连接；在焊接位置附近的防护管道内部设置支撑节，支撑节是由上预紧件、下预紧件和卡瓦组成，上预紧件和下预紧件用螺钉连接，上预紧件和下预紧件均与卡瓦用斜面接触，下预紧件与防护管道用焊接连接，上预紧件的外径小于防护管道的内径，在预紧力作用下实现了卡瓦对穿越管道的支撑和抱紧；加厚管道上开设有流体入口，防护管道与穿越管道之间的环形空间充满流体，流体的压力小于穿越管道的内部介质压力，由于支撑节中的卡瓦存在间隙，流体可以通过各支撑节相互贯通；加厚管道与端盖用螺钉连接，加厚管道内部安装隔挡板，在隔挡板与卡瓦之间加密封圈，实现对环空流体的轴向密封；端盖与卡瓦用斜面连接，在螺钉力的作用下，实现卡瓦与穿越管道的抱紧，以克服在拖拽过程中防护管道外壁产生的摩擦力，卡瓦与端盖、上预紧件、下预紧件的斜面斜率相同；端部壳体用螺钉或焊接连接在端盖端部，在管道拖拽过程中可以降低摩擦阻力。

本发明的有益效果是：(1)该定向穿越管道防护装置采用的防护管道能有效地保护穿越管道，避免因井壁失稳而造成穿越管道发生压溃、砸伤、局部破裂等事故，保证穿越管道中的油气长期正常输送；(2)该定向穿越管道防护装置的环空充满流体，能避免因防护管道局部失效而造成穿越管道的受力不均匀；(3)该定向穿越管道防护装置中的密封结构可靠，能有效地封堵环空流体。(4)该定向穿越管道防护装置的占用空间小、结构简单、设置灵活，对长距离穿越管道的任何部位均能实现良好的防护。

附图说明

图1是本发明定向穿越管道用防护装置的结构示意图。

图中：1.穿越管道，2.端部壳体，3.端盖，4.螺钉，5.加厚管道，6.防护管道，7.支撑节，8.上预紧件，9.下预紧件，10.流体入口，11.隔挡板，12.密封圈，13.卡瓦。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。