管材外壓氣密封試驗的封堵端塞的製作方法

2023-09-18 03:30:55 1

管材外壓氣密封試驗的封堵端塞的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種管材外壓氣密封試驗的封堵端塞，該端塞為一個直口端部和坡口端部相連的整體加工件，整體形狀為圓環狀，所述直口端部的外表面直徑≥所述外管的內徑，所述坡口端部的內表面直徑同所述內管的外徑；所述直口端部的端面設有倒角，所述坡口端部的前端設有內導破口，內導坡口角度為60°；直口端部和坡口端部相連處的外表面設有焊接坡口，焊接坡口角度為120°，所述坡口端部外表面的中間部位設有打壓/測量孔。本發明的效果是該環形焊接端塞結構簡單，使用方便，可靠性高，該端塞使用後重新加工內管焊接坡口和內管焊接坡口後，可重複使用。該結構為方便快捷地解決了管材外壓氣密封試驗的問題，提供了關鍵部件，為石油管材安全使用工況提供更加清晰和準確的數據。
【專利說明】管材外壓氣密封試驗的封堵端塞

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種管材外壓氣密封試驗的封堵端塞，應用於石油管材全尺寸實物外 壓氣密封性能試驗。

【背景技術】
[0002] 隨著國內頁巖氣勘探及鑽採工藝的日趨成熟，石油管材的使用工況也更加清晰和 準確，為保證頁巖氣鑽探及開採工程安全，油田所使用的石油管材必須具有較好的抗外壓 氣體洩漏能力。而目前國內外對管材的抗外壓液體密封試驗是非常成熟的，但尚無進行抗 外壓氣密封試驗的先例。在這一背景下，為模擬石油管材的這一工況，發明了本環形焊接端 塞，利用該環形焊接端塞，可進行管材外壓氣密封試驗。


【發明內容】

[0003] 針對管材外壓氣密封試驗目前沒有密封端塞的現狀，本發明的目的是提供一種管 材外壓氣密封試驗的封堵端塞，以利於完成管材外壓氣密封試驗。
[0004] 為實現上述目的，本發明採用的技術方案是提供一種管材外壓氣密封試驗的封堵 端塞，該端塞用於含外管和內管的管材抗外壓氣密封試驗，其中內管為試驗樣，其中：該端 塞為一個直口端部和坡口端部相連的整體加工件，整體形狀為圓環狀，所述直口端部的外 表面直徑 > 所述外管的內徑，所述坡口端部的內表面直徑同所述內管的外徑；所述直口端 部的端面設有倒角，所述坡口端部的前端設有內導破口，內導坡口角度為60° ;直口端部和 坡口端部相連處的外表面設有焊接坡口，焊接坡口角度為120°，所述坡口端部外表面的中 間部位設有打壓/測量孔。
[0005] 本發明的效果是該環形焊接端塞結構簡單，使用方便，可靠性高，該端塞使用後重 新加工內管焊接坡口和內管焊接坡口後，可重複使用。該結構為方便快捷地解決了管材外 壓氣密封試驗的問題，提供了關鍵部件，為石油管材安全使用工況提供更加清晰和準確的 數據。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是的本發明的封堵端塞結構示意圖；
[0007] 圖2是本發明的封堵端塞的使用說明示意圖。
[0008] 圖中：
[0009] 1、內管焊接坡口 2、外管焊接坡口 3、打壓/測量孔
[0010] 4、封堵端塞5、外管6、焊口 7、內管

【具體實施方式】
[0011] 結合附圖對本發明的管材外壓氣密封試驗用的封堵端塞的結構加以說明。
[0012] 本發明的管材外壓氣密封試驗的封堵端塞，該端塞用於含外管和內管的管材抗外 壓氣密封試驗，其中內管為試驗樣，該端塞為一個直口端部和坡口端部相連的整體加工件， 整體形狀為圓環狀，所述直口端部的外表面直徑>所述外管5的內徑，所述坡口端部的內 表面直徑同所述內管的外徑；所述直口端部的端面設有倒角，所述坡口端部的前端設有內 導破口 2,內導坡口角度為60° ;直口端部和坡口端部相連處的外表面設有焊接坡口 1，焊 接坡口角度為120°，所述坡口端部外表面的中間部位設有打壓/測量孔3。
[0013] 所述打壓/測量孔3為螺紋孔，與所述螺紋孔同心連接有一直徑為05的通孔，所 述通孔與螺紋孔之間設有60°角的密封錐面。
[0014] 如圖1、2所示，本發明的材外壓氣密封試驗的封堵端塞，該端塞為一個直口端部 和坡口端部相連的整體加工件，整體形狀為圓環狀，該環形焊接端塞包括有內管焊接坡口 1、外管焊接坡口 2、打壓/測量孔3。內管焊接坡口 1，與內管7通過焊接實現密封；外管焊 接坡口 2,與外管5通過焊接實現密封；這樣內管7、外管5及兩個環形焊接端塞就形成了 封閉的"環空"，通過端塞上設計的打壓/測量孔3,來實現氣體壓力的增壓和測量，以完成 管材外壓氣密封試驗。所述直口端部的外表面直徑>所述外管5的內徑，所述坡口端部的 內表面直徑同所述內管7的外徑；所述直口端部的端面設有倒角，方便與外管5組裝；所述 坡口端部的前端設有內導破口 2,內導坡口角度為60°，用於與內管焊接；直口端部和坡口 端部相連處的外表面設有焊接坡口 1，焊接坡口角度為120°，用於與外管焊接；所述坡口 端部外表面的中間部位設有打壓/測量孔，該孔設計為螺紋孔，該孔加工成1-1/8-12UNF螺 紋，孔深22mm，與該螺紋孔同心再加工一個05的通孔，該通孔與螺紋孔之間設計有60°密 封錐面，用於封堵高壓氣體。該封堵端塞適用管材的規格尺寸為073. 02?0339. 72mm。
[0015] 本發明的管材外壓氣密封試驗用的封堵端塞的內管焊接坡口 1是整個裝置的核 心，其內導破口的設計，使焊縫的連接強度顯著提高。在外壓氣密封試驗中，內管受徑向壓 力，外管受到徑向拉力，同時受到在端塞端面產生的軸向拉伸力，對於焊縫同樣受到複雜的 三維應力，這就對焊接質量提出了很高的要求，為保證焊縫的焊接質量，採用內管焊接坡口 1的設計後，使焊縫與端塞及內管的接觸面積變大，改善了焊縫的應力分布，同時焊縫的截 面積也增加了，這樣就保證了焊縫具有足夠的強度，保證了管材外壓氣密封試驗的順利進 行。
[0016] 如圖2所示，本發明的管材外壓氣密封試驗用的封堵端塞的實施方式如下：
[0017] 1、根據內管7的試驗壓力選擇外管5,保證外管5的最小內屈服大於內管7的試驗 壓力。
[0018] 2、根據內管7和外管5的幾何尺寸，設計並製作本發明4。
[0019] 3、內管7和外管5及封堵端塞4組裝在一起。
[0020] 4、完成焊縫6的焊接。
[0021] 5、將兩個環形焊接端塞的打壓/測量孔3分別接上打壓管和測量傳感器。
[0022] 6、按試驗壓力進行外壓氣密封試驗。
[0023] 7、實施完畢。
【權利要求】
1. 一種管材外壓氣密封試驗的封堵端塞，該端塞用於含外管和內管的管材抗外壓氣密 封試驗，其中內管為試驗樣,其特徵是：該端塞為一個直口端部和坡口端部相連的整體加工 件，整體形狀為圓環狀，所述直口端部的外表面直徑>所述外管（5)的內徑，所述坡口端部 的內表面直徑同所述內管的外徑；所述直口端部的端面設有倒角，所述坡口端部的前端設 有內導破口（2)，內導坡口角度為60° ;直口端部和坡口端部相連處的外表面設有焊接坡口 (1)，焊接坡口角度為120°，所述坡口端部外表面的中間部位設有打壓/測量孔（3)。
2. 根據權利要求1所述管材外壓氣密封試驗的封堵端塞，其特徵是：所述打壓/測量 孔（3)為螺紋孔，與所述螺紋孔同心連接有一直徑為05的通孔，所述通孔與螺紋孔之間設 有60°角的密封錐面。
【文檔編號】F16L55/11GK104295853SQ201410504477
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】戈曉, 郝玉華, 劉家泳, 楊永昌, 趙延延 申請人:天津鋼管集團股份有限公司