本發(fā)明涉及一種用于帶壓管道或鉆桿開孔的弧形密封裝置及使用方法,屬于液壓、氣壓密封技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):在石油天然氣管道運(yùn)輸過程中,當(dāng)管道運(yùn)行中損壞或者要在現(xiàn)有的運(yùn)行管線上增加支路時,傳統(tǒng)的方法是采取對管道停輸、降壓、放散、吹掃等,然后進(jìn)行施工。這種施工方法要求管路停輸時間長、涉及環(huán)節(jié)多、勞動強(qiáng)度大、安全性差,造成的污染嚴(yán)重,生產(chǎn)損失大。尤其是在干線輸送稠油等易凝原油時,往往還因停輸時間長,造成管線堵塞而增加額外的工作量,嚴(yán)重的會造成整個管線的報廢。為了解決上面的難題,減小損失,降低生產(chǎn)成本,一種帶壓開孔技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。帶壓開孔技術(shù)具有節(jié)約安裝成本、減少生產(chǎn)損失、避免供應(yīng)中斷、減少或杜絕溫室氣體的排放等諸多優(yōu)點。它解決了連續(xù)生產(chǎn)的難題,能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在天然氣勘探開發(fā)鉆井過程中,油氣井一旦發(fā)生壓力失衡,就會造成井涌或井噴,由于種種原因,現(xiàn)場會出現(xiàn)旋塞閥等內(nèi)防噴工具無法打開的情況,壓井通道失效而使事故變得復(fù)雜。為了防止井涌或井噴,采用對鉆桿進(jìn)行開孔建立一條新的壓井通道,從而使險情得到解決。帶壓鉆孔技術(shù),必須配備有可靠的連接鉆孔機(jī)與管道或鉆桿的輔助設(shè)備。輔助設(shè)備除了提供一個鉆孔通道外,還要求為鉆孔后的腔體提供一個安全的密封通道。管道或鉆桿弧形處的密封是最重要的密封環(huán)節(jié),關(guān)系到鉆孔后通道的密封,也是帶壓鉆孔過程成敗的關(guān)鍵。目前帶壓開孔技術(shù)中處理管道連接處的密封一般都是在管道鉆孔處焊接一個三通法蘭,再通過法蘭連接有鉆孔機(jī)。通過間斷焊接的方式常見于在管道帶壓開孔技術(shù)中,但是焊接會降低管道焊接處的強(qiáng)度,有時會產(chǎn)生安全事故隱患,同時這種焊接方式不能應(yīng)用于水底管道開孔。鉆井過程中,尤其是在高含硫油氣田,在鉆桿上進(jìn)行焊接這種方式,很容易產(chǎn)生更大的安全事故,更加不能采用。因此,研制出一種既適用在鉆桿開孔,又適用在管道開孔的輔助密封設(shè)備,提高帶壓鉆孔技術(shù)的安全性,對處理油氣井溢流、井噴或管道堵塞事故十分必要和迫切。中國專利公開號200920078650.2,公開日2009年12月23日,實用新型的名稱為用于鉆桿的帶壓鉆孔裝置,該申請案公開了一種用于鉆桿的帶壓鉆孔裝置,其特征在于:鉆桿和抱箍之間的密封圈是平面密封圈,在密封脂的壓力下,密封圈要產(chǎn)生很大變形才能與鉆桿和密封槽壁緊貼形成密封。該密封圈的缺點是變形大、壽命差,其最高密封壓力為25Mpa。因為對地層壓力不可預(yù)知,在鉆孔過程中突發(fā)遇到高壓層時,裝置很可能會產(chǎn)生泄露問題,這將會使鉆孔過程中斷,延長了鉆孔過程的時間,影響了鉆孔的安全性,使現(xiàn)場處理井口溢流事故更加復(fù)雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種用于帶壓管道或鉆桿開孔的弧形密封裝置及使用方法。本發(fā)明為了解決管道或鉆桿開孔現(xiàn)有密封技術(shù)中焊接管道密封產(chǎn)生的安全隱患,以及平面的平衡雙重型密封的壓力低、變形大、壽命短、漏液等問題,提供了一種用于帶壓管道或鉆桿開孔的弧形密封裝置及使用方法。此種密封尺寸穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)特殊、抗擠壓、耐高溫、密封壓力高。密封試驗方法具有操作簡單、便于檢測等優(yōu)點。本發(fā)明提供如下的技術(shù)解決方案:一種用于帶壓管道或鉆桿開孔的弧形密封裝置,包括兩個抱箍—防滑抱箍和密封抱箍、弧形密封圈、注脂單流閥、試壓單流閥、試壓堵頭、卸壓螺釘;防滑抱箍和密封抱箍均有弧形凹槽,密封抱箍弧形凹槽內(nèi)設(shè)有圓弧形的密封槽,弧形密封圈放在圓弧形的密封槽內(nèi);密封抱箍設(shè)有與開孔設(shè)備連通的鉆孔通道;所述抱箍通過六角螺栓和六角螺母將鉆桿抱住;所述弧形密封圈一面采用平衡雙重型結(jié)構(gòu),另一面設(shè)有弧形槽;所述的帶有鉆孔通道的密封抱箍內(nèi)設(shè)有與密封槽后端相連的兩條注脂通道,在注脂通道入口處均設(shè)有注脂單流閥;所述的帶有鉆孔通道的密封抱箍設(shè)有與鉆孔通道相連的兩條試壓通道,在試壓通道的入口處均設(shè)有試壓單流閥;所述的帶有鉆孔通道的密封抱箍右端設(shè)有試壓堵頭和卸壓螺釘;所述注脂通道內(nèi)的脂通過連接的手動試壓泵和注脂槍加壓注入;所述試壓通道內(nèi)的液壓油通過手動試壓泵向試壓單流閥加壓注入。所述的帶有鉆孔通道的密封抱箍設(shè)有與鉆孔通道相連的兩條試壓通道,在試壓通道的入口處均設(shè)有試壓單流閥,尾部連接卸壓螺釘?shù)脑噳憾骂^堵住裝置試壓通道。一種用于帶壓管道或鉆桿開孔的弧形密封裝置的使用方法,含有以下步驟:密封試驗時,取下其中一個注脂單流閥的密封堵頭,向注脂通道注入一定高壓的特氟龍脂,手動試壓泵上的值顯示到一定值;密封圈處于與鉆桿及密封槽壁緊貼狀態(tài);取下低位試壓單流閥上的密封堵頭及另外一個試壓單流閥,向低位的試壓入口注入液壓油,待另一個試壓口有液體排出時證明氣體排出,再連接上取下的試壓單流閥;按照21Mpa、35Mpa、70Mpa分級注壓,觀察壓力降是否在降壓允許的范圍之內(nèi)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點:采用了獨特的密封圈幾何形狀、密封材料,結(jié)構(gòu)獨特、密封性能好,具有很好的防泄壓、抗擠壓能力和較長的使用壽命,能夠很好地應(yīng)用在管道或鉆桿高壓下開孔的弧形密封。附圖說明當(dāng)結(jié)合附圖考慮時,通過參照下面的詳細(xì)描述,能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點,但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本發(fā)明的一部分,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定,如圖其中:圖1是鉆桿或管道開孔密封裝配圖;圖2是弧形密封圈左視圖;圖3是弧形密封圈主剖視圖;圖4是弧形密封圈俯剖視圖。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。具體實施方式顯然,本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4所示,當(dāng)手動試壓泵注脂壓力達(dá)到120Mpa時,密封裝置最高可以密封70Mpa的液體。如圖1所示,本發(fā)明涉及的用于帶壓管道或鉆桿開孔的弧形密封試驗裝置及試驗方法,包括鉆桿上的兩個抱箍—防滑抱箍和密封抱箍,兩個抱箍均設(shè)有弧形凹槽,密封抱箍弧形槽內(nèi)開有安裝弧形密封圈由圖2和圖3所示的圓弧密封槽,弧形密封圈安裝在密封槽內(nèi),并通過六角螺栓和螺母等緊固件將鉆桿抱住,在防滑抱箍的弧形凹槽內(nèi)設(shè)有牙形齒;密封抱箍設(shè)有與弧形凹槽連通的鉆孔通道,鉆孔通道右端固連有由帶有卸壓螺釘?shù)脑噳憾骂^。在密封抱箍右端開有幾條通道。其中兩條通道與鉆孔通道相連,每個端口都密封連接有帶密封堵頭的試壓單流閥,便于向鉆孔通道加壓,檢測弧形密封圈的密封性;另外兩條通道與密封抱箍密封槽相通,每個端口都密封連接有帶密封堵頭的注脂單流閥。使用前,按照圖1連接好裝置。密封試驗時,取下其中一個注脂單流閥的密封堵頭,向注脂通道注入一定高壓的特氟龍脂,手動試壓泵上的值顯示到一定值。密封圈處于與鉆桿及密封槽壁緊貼狀態(tài);取下其中一個試壓單流閥上的密封堵頭及另外一個試壓單流閥,向低位的試壓入口注入液壓油,待另一個試壓口有液體排出時證明氣體排出,再連接上取下的試壓單流閥。按照21Mpa、35Mpa、70Mpa分級注壓,觀察壓力降是否在降壓允許的范圍之內(nèi)。一種用于帶壓管道或鉆桿開孔的弧形密封試驗裝置,包括兩個抱箍—防滑抱箍2和密封抱箍8、弧形密封圈4、注脂單流閥9、試壓單流閥3、試壓堵頭5、卸壓螺釘6;防滑抱箍2和密封抱箍8均有弧形凹槽,密封抱箍8弧形凹槽內(nèi)設(shè)有圓弧形的密封槽,弧形密封圈4放在圓弧形的密封槽內(nèi);密封抱箍8設(shè)有與開孔設(shè)備連通的鉆孔通道;所述抱箍通過六角螺栓1和六角螺母7將鉆桿抱??;所述弧形密封圈4一面采用BT結(jié)構(gòu),另一面設(shè)有弧形槽;所述的帶有鉆孔通道的密封抱箍8內(nèi)設(shè)有與密封槽后端相連的兩條注脂通道,在注脂通道入口處均設(shè)有注脂單流閥9;所述的帶有鉆孔通道的密封抱箍8設(shè)有與鉆孔通道相連的兩條試壓通道,在試壓通道的入口處均設(shè)有試壓單流閥3;所述的帶有鉆孔通道的密封抱箍8右端設(shè)有試壓堵頭5和卸壓螺釘6;所述注脂通道內(nèi)的脂通過連接的手動試壓泵和注脂槍加壓注入;所述試壓通道內(nèi)的液壓油通過手動試壓泵向試壓單流閥加壓注入。BT:Balancetwo-ply的縮寫,即平衡雙重型。如上所述,對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明,但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形,這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此,這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。