[发明专利]管道封堵器锚定、密封性能测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种管道封堵器锚定、密封性能测试装置及测试方法，该装置包括：模拟管道，其为用于模拟油气管道的试验台架，模拟管道一端封闭，用于注入加压的液体介质，另一端处于开放状态；模拟封堵器，其设置在管道内，该模拟封堵器具有一中心轴，沿中心轴周向设置与管道内壁间隙配合的滑齿和胶封，在对中心轴施加一轴向力后，滑齿沿径向方向外移并在管道内壁形成锚定；胶封在轴向力的作用下受压并径向膨胀形成对管道的密封。本发明能够有效验证所设计的封堵器的关键性能，即有效验证胶封的密封性能和径向滑齿的锚定性能。

技术领域

本发明涉及油气管道封堵技术领域，特别涉及一种管道封堵器锚定、密封性能测试装置及测试方法。

背景技术

管道运输具有一次性投资少、运输成本低、安全性高、利于环保等独特优势，尤其适合长距离运输易燃、易爆的石油天然气。随着这些管道在天然气输送的广泛应用以及使用年限的增长，对管道维抢修技术提出越来越高的要求。

目前，在不停输封堵作业中应用较多的是悬挂式封堵器，又称盘式封堵器，使用悬挂式封堵器的前提是必须在管道上开出与管道内径等径的孔，使管道的强度受到影响。管道安全管理方式和维护技术也在不断改进，特别是在管道维护过程中用于封隔管道内部输送介质的管内高压智能封堵技术的应用。相对于目前广泛使用的管道带压开孔封堵技术而言，管内高压智能封堵技术突破了开孔封堵时封堵器必须由开孔进入管道的结构局限，工艺更简单，停输损失更小，封堵压力更大，极大地扩展了在陆地及海底的应用领域，市场应用前景广阔。

管内高压智能封堵作业所需时间更短，可实现不停输封堵作业，作业完成后不会在管道上留下其他附加装置，减少了故障点，显著降低了维修成本和维修时间。管内高压智能封堵器通过清管器的发球端进入管内，在管道介质推动下向前运动，到达欲封堵管段时在超低频电磁脉冲信号（ELF）的控制下启动微型液压系统实现刹车并封堵。作业完成后在ELF信号控制下自动解封，继续在管内介质的推动下直至收球端取出。

目前，针对智能封堵器的研究还停留在工程样机的阶段，相对成熟的产品较少，并且对于智能封堵器样机的锚定、密封单元的功能还未进行过有效的验证。因此，亟需一种新的专门用于管道智能封堵器锚定、密封性能测试的装置和方法，从而验证智能封堵器的锚定与密封性能，加快智能封堵器成品的研究进度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道封堵器锚定、密封性能测试装置及测试方法，从而克服现有技术中无法通过专用的设备对锚定、密封单元的功能进行有效验证的缺点。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种管道封堵器锚定、密封性能测试装置，包括：模拟管道，其为用于模拟油气管道的试验台架，模拟管道一端封闭，用于注入加压的液体介质，另一端处于开放状态；模拟封堵器，其设置在管道内，该模拟封堵器具有一中心轴，沿中心轴周向设置与管道内壁间隙配合的滑齿和胶封，在对中心轴施加一轴向力后，滑齿沿径向方向外移并在管道内壁形成锚定；胶封在轴向力的作用下受压并径向膨胀形成对管道的密封。

进一步，上述技术方案中，胶封包括：第一胶筒，其设置于靠近模拟管道的封闭一端；第二胶筒，其与第一胶筒隔离设置；隔离环，其设置于第一胶筒和第二胶筒之间且为硬质材料制成；在轴向力的作用下，第一胶筒和第二胶筒均形成径向膨胀，两者与隔离环形成封闭的环腔。

进一步，上述技术方案中，轴向力可由液压驱动单元提供，该液压驱动单元包括：活塞杆，其一端穿设在液压缸套筒中并与中心轴可拆卸连接；液压缸，其与液压缸套筒固定连接并为活塞杆提供动力。