海底管道封堵器封隔圈设计与试验研究

海底管道智能封堵器作为海底高压管道定点封堵工具,能够及时快速地对损伤进行检维修,不仅可以保证正常生产,减少经济损失,还会避免环境污染和生态破坏。为实现Ф304.8 mm(12 in)海管内10 MPa压差安全可靠密封,基于Mooney-Rivlin本构模型进行封隔圈结构参数对密封性能影响的数值模拟研究,确定氢化丁腈材料封隔圈硬度、厚度、高度和倾角对密封性能的影响并获得最优方案,通过试验研究了封堵器密封性能以及内嵌弹簧圈对封隔圈密封能力的影响。研究结果表明:按照数值模拟最优结构参数制造的封隔圈密封性能满足管道10 MPa压差要求,内嵌弹簧圈相比未内嵌弹簧圈的封隔圈在坐封状态下密封性能更好。所得结论可为Ф304.8 mm海管内智能封堵器密封单元制造提供理论和试验依据,增强对封隔圈结构影响密封性能原理的认识。

管内高压封堵器的研制

管内高压封堵技术是一项新型的管道封堵技术,在陆地、海底油气管道的维修、换管、换阀、加减支路等作业中应用前景广阔。该技术的工作原理是将清管器与封堵器铰接在一起,从清管器的发射端进入,二者在清管器的推动下向前行走,通过监控中心发射的超低频电磁脉冲信号来启动微型液压系统实现封堵。锁定滑块和封隔圈是封堵器的关键部件,其直接决定封堵器的锁定与密封能力,因此,重点分析了锁定滑块锁紧的可靠性和封隔圈密封的可行性。自主研制了适用于内径300mm管道的管内高压封堵器样机,通过简单的封堵打压试验,初步证明了该项技术应用的可行性。