[发明专利]一种冻结管接头的断裂自动堵漏装置

说明书

本发明公开了一种冻结管接头的断裂自动堵漏装置，包括套筒、化学药剂，所述套筒套在冻结管接头处，其两个端部与冻结管通过紧固密封组件实现紧固密封，套筒的内径大于冻结管接头外径，套筒的内壁与冻结管接头外表面之间形成一个封闭的环形空腔，化学药剂储存于该环形空腔内。冻结管正常使用期，该装置内的化学药剂不受外部泥浆、水及管内盐水影响；冻结管接头断裂后，装置内的化学药剂遇到盐水发生化学反应，生成具有低温弹性的胶粘性物质并快速固化，从而发挥自动堵漏功能。该装置适用于冻结法凿井等各类地层冻结工程，能对冻结管接头的断裂实施自动快速堵漏，避免盐水泄漏融化冻结壁甚至诱发淹井事故，具有重要的工程实用价值。

技术领域

本发明涉及一种冻结管接头的断裂自动堵漏装置，属于地层冻结工程领域。

背景技术

冻结管断裂始终是威胁人工地层冻结法施工(如冻结凿井)安全的关键，至令尚未很好解决。冻结管一旦断裂将造成盐水泄漏、冻结壁融化，甚至酿成淹井事故。国内外冻结凿井史上，断管事故始终相伴，曾屡次诱发淹井。

实践证明冻结管断裂大多出现在管道接头处，并且总是在盐水发生大量泄漏甚至涌入工作面后才发现，这时已造成重大的安全危害和经济损失。长期以来，针对冻结管接头处容易发生断裂的难题，众多研究人员进行了不懈探索努力，包括研制新型接头形式来改善冻结管接头强度及变形能力，以期避免断管事故，其中取得良好效果的新型接头形式如内衬管对焊接头。

然而，实践表明：虽然采用新型接头，完善施工方法可减少断管事故，但仍无法彻底杜绝断管事故。随着我国冻结法凿井穿过的冲积层深度越来越大，冻结管接头由于抗拉、变形能力有限，正面临越来越大的断管风险。

鉴于此，本发明通过在接头处安装断裂后自动堵漏装置，及时封堵断裂处的盐水，以消除冻结管接头断裂带来的巨大安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种冻结管接头的断裂自动堵漏装置，降低甚至消除冻结管断管威胁，改变以往接头发生断裂无法进行及时弥补修复，导致盐水大量泄漏，危及冻结法施工的现状，从而保证工程施工的安全。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种冻结管接头的断裂自动堵漏装置，包括套筒、化学药剂，所述套筒套在冻结管接头处，其两个端部通过套筒紧固密封组件与冻结管紧固密封，套筒的内径大于冻结管接头外径，套筒的内壁与冻结管接头外表面之间形成一个封闭的环形空腔，化学药剂储存于该环形空腔内。

所述套筒由非金属材料制成，或者为金属柱筒结构；其中，非金属材料包括硅胶、热塑基复合材料、聚碳酸酯材料，金属柱筒结构包括轴向可伸缩的金属波纹管，或铝合金、镁合金、304不锈钢卷材等材质的卷筒。

所述套筒紧固密封组件包括两种形式，第一种为：所述套筒紧固密封组件包括套箍、弹性密封圈，其中，弹性密封圈的横截面形状为上下等厚的圆环形，其设置于套筒的端部内壁与冻结管外表面之间，套箍紧固于套筒的端部外壁上，该种形式紧固密封组件适用于非金属套筒。第二种为：所述套筒紧固密封组件包括套箍、弹性锥/楔形密封圈、挡圈，其中，弹性锥/楔形密封圈为横截面形状为上下不等厚的锥或楔形环，其设置于套筒的端部内壁与冻结管外表面之间，套箍紧固于套筒的端部外壁上，挡圈焊接在冻结管上，且位于弹性锥/楔形密封圈外侧，并与其紧靠，此种形式紧固密封组件适用于金属套筒。

所述套箍为非金属闭合式或者金属非闭合式，其中，非金属闭合式套箍的材质为塑料或橡胶等，金属非闭合式套箍的材质为钢、铜或铝合金等；金属非闭合式套箍为圆环单开口套箍或者半圆环对接装配套箍，并通过卡扣或螺栓安装紧固。

所述弹性密封圈和弹性锥/楔形密封圈的材质为硅橡胶、氢化丁腈橡胶等。

所述化学药剂是在-40℃～60℃环境下性能长期稳定、具有活性，遇0～-40℃的低温盐水后能发生快速固化反应，生成具有或不具有膨胀性的弹性止水材料且能与管接头本体材料良好粘结的化学材料。