一种带压开孔工具及开孔工艺制造技术

本发明专利技术属于管道带压开孔技术领域，具体涉及一种带压开孔工具及用于有PE内衬管的复合管道的开孔工艺。在开孔过程中用到带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件，其施工工艺是在管道采用PE内衬管修复后需要开孔连接支线而无需停输和断开主管道的支线开孔方法，是在开孔位置去除部分旧管道，将预制好的带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件采用电熔方式焊接在PE内衬管开孔位置上，安装管箍套在PE管件和旧管道拆除部分PE内衬管裸露处，安装支线阀门，安装带压开孔工具，带压开孔操作完毕后关闭支线阀门，拆除带压开孔工具。通过不停输带压开孔方式实现有PE内衬管的复合管道新增支线开孔。

【技术实现步骤摘要】
一种带压开孔工具及开孔工艺
本专利技术属于管道带压开孔
，具体涉及一种带压开孔工具及用于有PE内衬管的复合管道的开孔工艺。
技术介绍
带压开孔是一种安全、环保、经济、高效的在役管线维抢修技术，适用于原油、成品油、化工介质、天然气等多种介质管线的正常维修改造和突发事故的抢修(如带压抢修、更换腐蚀管段、加装装置、分输改造等作业)，压力容器和工业管道国家明文规定，内部有压力时，不得进行任何维修，对于特殊生产工艺过程，需要带温带压紧固螺栓时，或者出现紧急泄漏需进行带压密封时，使用单位应当按照设计规定提出有效的操作要求和防护措施，并且经过使用单位技术负责人批准。随着城镇发展，近年来采用PE内衬管技术非开挖修复的管道越来越多，带有PE内衬管的管道需要新增加支线时无法直接进行开孔操作，需要管道停输和断管。但是现有技术的带压力开孔工具是通过是否可以手轮可以转动进刀的方法来判断开孔切削是否已完成，这样会导致开孔工具切削完待开孔PE管的顶壁层后迅速滑落至待开孔PE管的底部壁层，导致PE管受损，甚至导致开孔位置因为回弹而错位，影响工作精确度，而且现有技术的开孔刀具没有专门处理切割下来的PE管余料的装置，工作人员需要直接从刀口一侧将余料撬出，这样存在安全隐患。而且其开孔工艺复杂，不安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种带压开孔工具及用于有PE内衬管的复合管道的开孔工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，通过不停输带压开孔方式实现有PE内衬管的复合管道新增支线开孔。本专利技术的技术方案是：一种带压开孔工具，包括护壳、密封室、电机和传动箱，所述护壳的底部设置有密封室，所述传动箱处设置有给于其动力的电机，所述护壳的顶部设置有手轮，所述手轮的下方固定设置有刀具轴杆，所述刀具轴杆下方固定连接有开孔刀，刀具轴杆通过滑动轴承设置于护壳内，所述手轮的下方设置有刻度管，所述的刀具轴杆的外部套设有刻度管，所述刻度管的外表面固定设置有刻度线，刻度管位于手轮的下方，所述护壳的一侧设置有第一把手，所述密封室的一侧设置有第二把手，所述护壳和密封室的中间设置有齿轮箱，传动箱位于齿轮箱的侧边，齿轮箱内设置有与传动箱连接的传动齿轮，传动箱内设置有与齿轮箱内的传动齿轮连接的传动轴，传动箱内的传动轴与电机连接，所述刀具轴杆分别贯穿护壳、齿轮箱和密封室，所述齿轮箱与密封室的连接处固定设置有第三法兰，所述密封室的下方固定设置第一法兰，所述齿轮箱与传动箱的连接处固定设置有第二法兰，所述传动箱的内部设置有供散热的扇叶。所述的两段刀具轴杆连接处设置有弹簧，弹簧的两端固定于两段刀具轴杆连接处的两个端部，所述的两段刀具轴杆连接处两个端部中任意一个端部设置非圆形凹槽，则另一个端部上设置有凸出的基座，基座自由端的端部设置有与凹槽相匹配的受力柱，受力柱的高度高于凹槽的深度，受力柱的自由端的端面上设置有主压力传感器，所述的受力柱的自由端的侧面上设置有侧面压力传感器，所述的主压力传感器和侧面压力传感器与控制器信号传输连接。具体的，所述刻度管与刀具轴杆通过轴承固定连接。具体的，所述的刀具轴杆上设置有轴杆齿轮，传动箱内部设置有与电机传动连接的主动轴，所述主动轴上设置有与第二从动轴啮合连接的齿轮，第二从动轴端部固定连接扇叶，第二从动轴转动设置于传动箱上；所述的主动轴上的主动齿轮通过第一从动轴上的第二从动齿轮与第一从动轴动力传动连接，第一从动轴上还设置有第一从动齿轮，第一从动齿轮与轴杆齿轮相啮合连接；所述的第二从动齿轮的端部通过轴承连接有复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与传动箱的壳体固定连接。具体的，所述开孔刀包括刀身和偏重钻，所述刀身的顶部设置有固定孔，所述刀身的侧面一周设置有撬孔，所述刀身的内部设置有偏重钻，所述的偏重钻的轴心线与刀身的轴心线重合。具体的，所述传动箱内设置有护槽，所述第二从动轴贯穿护槽，第二从动轴连接的扇叶位于护槽内，所述的传动箱上设置有散热孔。具体的，所述第一法兰包括公法兰、母法兰和加强密封圈，所述公法兰的内部设置有环凸，所述母法兰的内部设置有环腔，环凸与环腔相对设置且二者之间设有加强密封圈，所述加强密封圈、环凸和环腔的截面圆环大小完全相等，所述第一法兰、第二法兰与第三法兰的结构组成完全相同。具体的，所述的开孔工具还包括有声控灯所述的声控灯安装在所述的刀身的内壁上。具体的，所述的主压力传感器和侧面压力传感器都为无线传输传感器，所述的控制器包括无线接收处理单元、数据处理单元及报警单元，主压力传感器和侧面压力传感器同时将信息传递给控制器的无线接收处理单元，所述的电机与控制器电性连接，控制器的数据处理单元发出启动和停止电机的命令，开始开孔时，控制器的数据处理单元发出启动电机的命令，刀身接近管道外壁的过程中会产生一定压力，所述的主压力传感器将检测到刀具轴杆接近管道外壁的过程中的主压力信息传递给控制器的无线接收处理单元；若主压力传感器检测到的压力数值减小或消失时说明管道开孔成功，控制器的数据处理单元发出停止电机的命令，并发出报警提示；若是进行卡刀时刀具轴杆与凹槽壁接触处的侧面压力传感器传递的压力数值突然增大，同时主压力传感器传递的压力数值也突然增大时，则说明开孔刀发生卡刀情况，需要控制器的数据处理单元发出停止电机的命令，并发出报警提示，进行检修。使用如上任意权利要求所述的带压开孔工具用于具有PE内衬管的复合管道的开孔工艺，包括如下步骤：a.降低管道输送压力至带压开孔操作时的安全输送压力；b.在需要开孔位置的旧管道上划线，将开孔位置的部分旧管道拆除，使PE内衬管裸露出来；c.将开孔位置周围的PE内衬管外表面进行清理和表面刮毛，使其外表面干净、干燥、有一定粗糙度，达到电熔焊接要求；d.将预制好的带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件放置在开孔位置，使带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件上管道中心线与开孔后连接的支线中心线重合，将PE管件固定并施加一定压力；e.将预制好的带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件上预埋电热丝的两端与PE电熔焊接机接线柱连接，按照设定电熔焊接参数进行电熔焊接，使预制好的带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件和PE内衬管成为整体；f.将预制好的管箍套在带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件和旧管道拆除部分PE内衬管裸露处，并上紧螺栓；g.安装支线阀门，支线阀门与带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件的PE法兰连接，使支线阀门处于完全打开状态；h.安装带压开孔工具，将带压开孔工具的第一法兰与支线阀门连接上，检查支线阀门、带压开孔工具安装后的严密性；i.启动带压开孔工具的电机，控制器接收主压力传感器检测的刀具轴杆在开孔过程中中的压力数值变化信息，按照设定参数完成带压开孔操作，若主压力传感器检测到压力数值减少或消失时说明管道开通，控制器发出停止电机的命令，并发出报警提示；若是进行卡刀时刀具轴承与凹槽壁接触处的侧面压力传感器传递的压力数值大于主压力传感器的数值时，则说明开孔刀发生卡到情况，需要控制器的数据处理单元发出停止电机的命令，并发出报警提示，进行检修；检修完成之后重新启动电机继续进行开孔操作；j.带压开孔操作完毕后关闭支线阀门，拆除带压开孔工具。具体的，所述的带预埋电热丝、PE鞍座和PE法兰的PE管件包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带压开孔工具，包括护壳(1)、密封室(2)、电机(3)和传动箱(4)，所述护壳(1)的底部设置有密封室(2)，所述传动箱(4)处设置有给于其动力的电机(3)，所述护壳(1)的顶部设置有手轮(5)，所述手轮(5)的下方固定设置有刀具轴杆(14)，所述刀具轴杆(14)下方固定连接有开孔刀(12)，刀具轴杆(14)通过滑动轴承设置于护壳(1)内，所述手轮(5)的下方设置有刻度管(6)，所述的刀具轴杆(14)的外部套设有刻度管(6)，所述刻度管(6)的外表面设置有刻度线(7)，所述护壳(1)的一侧设置有第一把手(8)，所述密封室(2)的一侧设置有第二把手(9)，其特征在于，所述护壳(1)和密封室(2)的中间固定设置有齿轮箱(19)，传动箱(4)固定于齿轮箱(19)的侧边，齿轮箱(19)内设置有与传动箱(4)连接的传动齿轮，传动箱(4)内设置有与齿轮箱(19)内的传动齿轮连接的传动轴，传动箱(4)内的传动轴与电机(3)连接，所述刀具轴杆(14)分别贯穿护壳(1)、齿轮箱(19)和密封室(2)，所述齿轮箱(19)与密封室(2)的连接处固定设置有第三法兰(20)，所述密封室(2)的下方固定设置第一法兰(11)，所述齿轮箱(19)与传动箱(4)的连接处固定设置有第二法兰(13)，所述传动箱(4)的内部设置有供散热的扇叶(42)；所述的刀具轴杆(14)为两段式，所述的两段刀具轴杆(14)连接处设置有弹簧，弹簧的两端固定于两段刀具轴杆(14)连接处的两个端部，所述的两段刀具轴杆(14)连接处两个端部中任意一个端部设置非圆形凹槽，则另一个端部上固定设置有凸出的基座(44)，基座(44)自由端的端部设置有与凹槽相匹配的受力柱，受力柱的高度高于凹槽的深度，受力柱的自由端的端面上设置有主压力传感器(46)，所述的受力柱的自由端的侧面上设置有侧面压力传感器(45)，所述的主压力传感器(46)和侧面压力传感器(45)与控制器信号传输连接。...

【技术特征摘要】
1.一种带压开孔工具，包括护壳(1)、密封室(2)、电机(3)和传动箱(4)，所述护壳(1)的底部设置有密封室(2)，所述传动箱(4)处设置有给于其动力的电机(3)，所述护壳(1)的顶部设置有手轮(5)，所述手轮(5)的下方固定设置有刀具轴杆(14)，所述刀具轴杆(14)下方固定连接有开孔刀(12)，刀具轴杆(14)通过滑动轴承设置于护壳(1)内，所述手轮(5)的下方设置有刻度管(6)，所述的刀具轴杆(14)的外部套设有刻度管(6)，所述刻度管(6)的外表面设置有刻度线(7)，所述护壳(1)的一侧设置有第一把手(8)，所述密封室(2)的一侧设置有第二把手(9)，其特征在于，所述护壳(1)和密封室(2)的中间固定设置有齿轮箱(19)，传动箱(4)固定于齿轮箱(19)的侧边，齿轮箱(19)内设置有与传动箱(4)连接的传动齿轮，传动箱(4)内设置有与齿轮箱(19)内的传动齿轮连接的传动轴，传动箱(4)内的传动轴与电机(3)连接，所述刀具轴杆(14)分别贯穿护壳(1)、齿轮箱(19)和密封室(2)，所述齿轮箱(19)与密封室(2)的连接处固定设置有第三法兰(20)，所述密封室(2)的下方固定设置第一法兰(11)，所述齿轮箱(19)与传动箱(4)的连接处固定设置有第二法兰(13)，所述传动箱(4)的内部设置有供散热的扇叶(42)；所述的刀具轴杆(14)为两段式，所述的两段刀具轴杆(14)连接处设置有弹簧，弹簧的两端固定于两段刀具轴杆(14)连接处的两个端部，所述的两段刀具轴杆(14)连接处两个端部中任意一个端部设置非圆形凹槽，则另一个端部上固定设置有凸出的基座(44)，基座(44)自由端的端部设置有与凹槽相匹配的受力柱，受力柱的高度高于凹槽的深度，受力柱的自由端的端面上设置有主压力传感器(46)，所述的受力柱的自由端的侧面上设置有侧面压力传感器(45)，所述的主压力传感器(46)和侧面压力传感器(45)与控制器信号传输连接。2.根据权利要求1所述带压开孔工具，其特征在于，所述刻度管(6)与刀具轴杆(14)通过轴承固定连接。3.根据权利要求1所述带压开孔工具，其特征在于，所述的刀具轴杆(14)上设置有轴杆齿轮(14-1)，传动箱(4)内部设置有与电机(3)传动连接的主动轴(31)，所述主动轴(31)上设置有与第二从动轴(41)啮合连接的齿轮，第二从动轴(41)端部固定连接扇叶(42)，第二从动轴(41)转动设置于传动箱(4)上；所述的主动轴(31)上的主动齿轮通过第一从动轴(18)上的第二从动齿轮(18-2)与第一从动轴(18)动力传动连接，第一从动轴(18)上还设置有第一从动齿轮(18-1)，第一从动齿轮(18-1)与轴杆齿轮(14-1)相啮合连接；所述的第二从动齿轮(18-2)的端部通过轴承连接有复位弹簧(18-3)，所述复位弹簧(18-3)的另一端与传动箱(4)的壳体固定连接。4.根据权利要求1所述带压开孔工具，其特征在于，所述开孔刀(12)包括刀身(121)、偏重钻(124)，所述刀身(121)的顶部设置有固定孔(122)，所述刀身(121)的侧面一周设置有撬孔(123)，所述刀身(121)的内部设置有偏重钻(124)，所述的偏重钻(124)的轴心线与刀身(121)的轴心线重合。5.根据权利要求1所述带压开孔工具，其特征在于，所述传动箱(4)内设置有护槽(43)，所述第二从动轴(41)贯穿护槽(43)，第二从动轴(41)连接的扇叶(42)位于护槽(43)内，所述的传动箱(4)上设置有散热孔(32)。6.根据权利要求1所述带压开孔工具，其特征在于，所述第一法兰(11)包括公法兰(111)、母法兰(112)和加强密封圈(113)，所述公法兰(111)的内部设置有环凸(114)，所述母法兰(112)的内部设置有环腔(115)，环凸(114)与环腔(115)相对设置且二者之间设有加强密封圈(113)，所述加强密封圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛延超，张严甫，杨鹏，
申请(专利权)人：河南中拓石油工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41