管道的带压开孔封堵作业。橡胶气囊式封堵的关键技术是气囊的结构形式和被封管道内部气囊所处
位置的预先清理，即开孔切削时铁屑散落于管道内腔底部和管道内部原有的沉积物的清理。文中介绍
了气囊式封堵的基本原理，设备的构造特点和应用方法。
关键词：低压管道；气囊封堵；应用
中图分类号：TE977 文献标识码：B 文章编号：1004—9614(2006)01一OO4O一03
O 引言 足水平开孔封堵的需要，避免由于埋层浅所带来的问
当前，在国内城市低压燃气管线的旁通接线和其他 题。气囊式封堵技术与设备能满足上述要求。
施工作业中，主要还是采用传统的作业方式：降压、停输 3 气囊式封堵设备的结构特点和工作原理
或手工带气作业。这种作业方式一是不安全；二是影响 成套设备由开孔机、清屑器、封堵器、下堵器和夹
用户的正常用气；三是作业难度高，风险大。 板阀、连接箱、气囊、开孔刀等组成。
随着管道燃气的发展，大量的输配管网接线、改 3．1 开孔机
造、维护、抢修、抢险等施工作业需要一种新的技术和 开孔机是任何形式的封堵所必备的设备。它的
设备来代替传统的作业方式。 主要作用是在要进行封堵作业的管线上预先开出一
1 气囊式封堵的基本原理 个孔，使封堵头能伸人管道内腔中。
气囊式封堵是在燃气管道上进行不停输带压开 开孔机主要由主传动箱(蜗轮副)、进给箱、深孔
孔后，利用封堵设备将一种特制的橡胶气囊下到正在 花键轴、钻杆总成、机壳、填料箱和防爆电机所组成，
输送介质的管道内，然后对气囊内部进行充气，使气 见图2。
囊产生膨胀，利用气囊的膨胀力，使气囊的表面紧贴 该机采用电机直接驱动蜗轮副进行一级减速将
管道内壁并密闭，将管道内部流动的介质进行拦截堵 动力传递给花键主轴，带动花键轴主轴旋转。钻杆内
塞的一种封堵技术，见图1。 部装有丝杆，形成钻杆总成并内藏于深孔花键主轴
运行压力低，埋层浅，距离用户近，要求输送压力稳
定是低压燃气管道的基本特点。相比中高压输送管道，
它对开孔封堵设备有特定的要求：一是要求性能先进、
安全可靠，稳定；二是要求设备轻便、便于携带，易于安
装；三是要求操作简单、作业成本低，效率高；四是能满
收稿日期：2005—11—05
清屑器主要由内外操纵轴、万向连接锁紧装置、
磁力吸屑头等组成，见图3。
内操纵轴穿插安装在外操纵轴内，并有密封装
置。外操纵轴安装在万向连接锁紧装置中，使操纵轴
能做前后左右摆动和上升下降运动，使吸屑头能在管
道内摆动并将铁屑吸附在磁头上。利用磁场与机械
装置结合，能有效地清除铁屑，保障封堵的可靠性与
维普资讯 http://www.cqvip.com
第1期 邓华蛟：低压燃气管道不停输气囊式封堵技术与设备 4 1
气囊的使用寿命。
3．3 封堵器
封堵器的作用是将气囊送入要进行封堵作业的
管道中，并对气囊进行充气，使气囊产生膨胀来拦截
和堵塞介质。
封堵器主要由主轴、内操纵轴、万向连接锁定装
置、气囊筒、气囊、充压装置等组成，见图4。
利用万向连接锁定装置与连接器密封连接，操纵
主轴和内操纵轴将气囊充压膨胀封住管道内介质。
介质通过作业母管两端连接器上所设置的临时旁通
管流动，从而达到不停输封堵的目的(见图1)。
气囊是封堵的执行器，当前国内外在气囊的设计
和制造上各有其优缺点。该封堵气囊在外表上设置
了数根凸起的密封筋条，目的是增强气囊膨胀后在管
道中的摩擦阻力和其密封性能，克服管道内壁的缺陷
对封堵效果的影响。
内操纵杆、＼ ’ 广
图2 开孔机结构图 图3 清屑器结构图 图4 封堵器结构图
3．4 下堵器
封堵作业首先需要在被作业的母管上焊接一个
工艺支座，这个支座称为法兰堵塞，见图5。法兰堵塞
的法兰孔中设置有一带密封圈的堵塞，在封堵作业完
成后，需将这堵塞置入法兰孔中并被锁死。下堵器就
是为完成这一工作步骤而设置的。
图5 法兰堵塞
下堵器主要由外壳、法兰套、主轴、丝杆、限位块、
拉杆、接柄、标尺杆等组成，见图6。
下堵器具备定位拉紧接柄，主轴上下移动和旋转
的功能，适应于旋扣式锁死的法兰堵塞。接柄与堵塞
用螺栓连接，转动手柄1使拉杆将接柄拉紧在主轴锥
孔内。转动手柄2能使主轴带动堵塞做下行移动，将
堵塞下到法兰孔中。转动手柄3可带动机体上部和主
轴旋转，从而满足堵塞下到位后扣入法兰锁环之中，
使堵塞被锁死在法兰孔中。
3．5 夹板阀
夹板阀是为了在封堵作业中转换安装开孔机、清
屑器、封堵器和下堵器而设置的专用阀门。如当开孔
完成后，要将开孔机卸下来换上清屑器，这时就要利
用夹板阀的开启和关闭来实现设备的置换。
夹板阀由上下阀板、闸板、平衡阀、压力表等构件
组成，见图7。闸板采用扇形结构，启闭迅速、不费力，
上下阀板由铝合金材料制成并经硬化处理，质量轻，
结构紧凑，密封严密。
3．6 开孔刀
开孔刀由简体、刀柄和中心钻组成，见图8。刀齿
镶在简体上，分内外和高低齿多齿组合，套料切削。
中心钻上设有u形卡，套料切削后的料块能被中心钻
活动螺栓 扇形闸板平衡阀 压力表
图7 夹板阀结构图
图6 下堵器结构图 图8 开孔刀结构图
维普资讯 http://www.cqvip.com
42 Pipeline Technique and Equipment Feb．2006
上的U形卡挂住提出管道。
4 气囊式封堵设备的技术参数
封堵管径：DN80～DN300 mm；允许最大压力：
600脚冰柱；适应介质温度：一5—4o oC；开孔刀进给
量：0．1 mm／r；气囊的工作压力：1．2 kg．
5 应用过程简介
气囊式封堵设备操作使用分为如下7个步骤：准
备工作、开孔、清屑、封堵、管道处理、下堵塞、扫尾。
准备工作主要包括现场开挖、法兰堵塞焊接在母
管上，设备的配套组装与检查。设备的配套与检查主
要是指要根据被封堵作业的母管直径将相应规定的
连接器、开孔刀、清屑头、气囊、堵塞分别与开孔机、清
屑器、封堵器和下堵器进行组装连接并检查，以便在
下面的操作使用中便捷无误。
开孔：首先将相应规格的夹板安装在已焊接在母
管上的法兰堵塞上，开启闸板，然后将开孔机安装在
夹板阀上。此时，需用氮气或空气从连接器的球阀处
对法兰堵塞与母管的焊接质量与设备的连接密封进
行与母管输送压力等压的充气检查。而后，操纵开孔
机进行开孔。当双封时，应双边开孔。开孔完成后。
关闭夹板阀，放散连接器中的介质(下同)，从夹板阀
上卸下开孔机。
清屑：将清屑器安装在夹板阀上，打开夹板阀上
的平衡阀，使闸板上下的压力平衡后开启闸板(下
同)，操纵清屑器清屑。
封堵：当双边封堵时，应将2台封堵器分别安装在
被封管道两端的夹板阀上，并在2个封堵连接器上安
装连接临时旁通软管。而后分别操纵两端的封堵器
进行下气囊，对气囊充压，观察气囊的稳压情况后对
管道进行必要的施工作业。当作业完成后，撤除封
堵，关闭夹板阀，拆除临时旁通和封堵器，装上下堵
器，将堵塞置入法兰孔中并锁死，卸下夹板阀，在法兰
堵塞上加盖盲板。现场清理扫尾，整个设备操作结
束。
6 结束语
气囊式封堵技术与设备吸收了国内外各种封堵
形式的成功经验，根据低压输配管网管线的特点，本
着轻便、简单、实用、安全可靠的原则设计，其构造精
巧、合理，原理先进，是替代传统作业方式的一种先进
技术和装备。