一种管道智能封堵装备控制装置的制作方法

本技术属于海洋或者陆地天然气原油管道的维护、抢修、改造领域，具体涉及了一种管道智能封堵装备控制装置。

背景技术：

1、截止到2022年底，我国油气管道的总里程达到18.5万公里，较早建设的油气管道由于建设当时的设计、施工水平、材料缺陷等原因，进入事故易发期。同时由于管线改造、自然灾害和人为破坏等各项因素，经常需要对已建油气管道进行更换阀件、增加支路和修改管线等维修抢修作业，对油气管道的安全运行造成安全隐患，其中油气管道封堵技术就是解决这些问题安全有效的技术手段。

2、目前国内外油气管道维抢修施工主要采用不停输带压开孔封堵技术，但该施工工艺比较复杂，需要开孔机、三通、夹板阀和封堵器等较多的配套装备，并且会在维修管段永久留下焊接三通疤痕，破坏管道的完整性，为后续的管道运行和通球检测等埋下安全隐患。管道智能封堵装备有效解决了上述技术存在的问题，可广泛适用于陆地及海洋油气管道维抢修作业，可实现带压不停输封堵和近管端临时旁通的不停输封堵，在封堵作业后能有效保障管道的完整性，消除安全隐患，同时施工工艺简单、作业时间短，可在管道内实现多管段、多次封堵作业。

3、目前，管道智能封堵技术在国内仍处在理论研究和样机试验阶段，并没有成熟的产品出现，实现安全稳定的封堵作业。而国外的公司对该技术实施严格的技术封锁，从未公开发表过任何相关文献，只提供技术服务，价格昂贵。因此，管道智能封堵的研究对打破国外技术封锁，推动国内管道智能封堵技术自主化，加快管道智能封堵技术在国内的普及有着积极的意义。

4、基于此，本实用新型提出了一种管道智能封堵装备控制装置。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即目前管道智能封堵技术在国内仍处在理论研究和样机试验阶段，并没有成熟的产品出现，实现安全稳定的封堵作业的问题，本实用新型提供了一种管道智能封堵装备控制装置，该装置包括设置在管道外的用户操作端和管外通信单元，以及设置在所述管道内的管内通信单元、管内控制单元和执行单元；

2、所述用户操作端和所述管外通信单元电连接，所述用户操作端用于发出指令至所述管外通信单元，所述指令包括参数测量、密封、解封和备用解封；

3、所述管外通信单元与所述管内通信单元电连接，并用于实现所述管内通信单元和所述用户操作端之间的信息交互；

4、所述管内通信单元与所述管内控制单元电连接，所述管内控制单元与所述执行单元电连接，所述管内通信单元用于接收所述管外通信单元的指令，并发送至所述管内控制单元，所述管内控制单元驱动所述执行单元运动，实现封堵；

5、所述管内通信单元和所述管内控制单元的两端的端头上由内至外依次固定有密封皮碗和支撑皮碗；所述密封皮碗在封堵器行走阶段实现通过管道内压差推动封堵器行走；所述支撑皮碗起到支撑的作用；

6、所述执行单元的两端均通过变角度机构与所述管内通信单元和所述管内控制单元连接；

7、所述管内通信单元和所述管内控制单元的靠近所述执行单元一侧的端面上均固定有水密接头，所述水密接头之间连接有线缆，所述线缆通过盘形钢管定型，所述盘形钢管的一端与所述管内通信单元或所述管内控制单元固定，所述盘形钢管的另一端与所述执行单元固定。

8、在一些优选的实施方式中，所述用户操作端用于显示封堵器当前各个状态的参数，所述参数包括压力值、温度和电量。

9、在一些优选的实施方式中，所述管外通信单元和所述管内通信单元均包括控制电路、管外发射和接收天线、传感器和电池组；

10、所述管外通信单元将指令穿透土壤、河流及金属管壁，发送给所述管内通信单元；

11、所述管内通信单元将封堵器当前各个状态的参数穿透土壤、河流及金属管壁，发送给所述管外通信单元。

12、在一些优选的实施方式中，所述电连接包括232串口连接、485串口连接、can协议连接、低频电磁波双向通信连接。

13、在一些优选的实施方式中，所述管内控制单元通过主控板实现电机的驱动、电磁阀的控制、电源的管理、内部安装的传感器参数的采集以及数据的存储，并将内部安装的传感器的当前参数传输至所述管内通信单元。

14、在一些优选的实施方式中，所述执行单元包括液压机构，所述液压机构用于带动机械单元完成封堵器的密封、解封、验封和应急解封的操作。

15、在一些优选的实施方式中，所述液压机构的液压缸中预留线缆通道，所述线缆通道用于在所述管内通信单元与所述管内控制单元之间的电连接。

16、在一些优选的实施方式中，所述管内控制单元和所述管内通信单元的靠近所述执行单元的一侧的端面的内侧上安装传感器水密插头，所述传感器水密插头与传感器缆连接，所述传感器缆在所述管内控制单元和所述管内通信单元内侧将线缆汇聚到通信线束中，实现与控制板卡的连接，从而读取对应数据。

17、在一些优选的实施方式中，所述用户操作端和所述管外通信单元间的电连接还包括：脐带缆或者无线水声通讯系统连接。

18、在一些优选的实施方式中，所述变角度机构包括球铰接机构或万向节。

19、本实用新型的有益效果：

20、该装置可以实现管外用户操作端对智能封堵装备的有效控制，准确获知封堵器的当前状态信息，实现对陆上及海洋油气管道的安全封堵作业。本实用新型可以有效解决传统不停输带压开孔封堵工艺中维修管段永久留下焊接三通疤痕，破坏管道完整性的问题，大幅提高管道维抢修作业的安全性，对提高社会和居民整体安全性有重要意义。

技术特征：

1.一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，该装置包括设置在管道(7)外的用户操作端(1)和管外通信单元(2)，以及设置在所述管道(7)内的管内通信单元(3)、管内控制单元(4)和执行单元(5)；

2.根据权利要求1所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述用户操作端(1)用于显示封堵器当前各个状态的参数，所述参数包括压力值、温度和电量。

3.根据权利要求2所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述管外通信单元(2)和所述管内通信单元(3)均包括控制电路、管外发射和接收天线、传感器和电池组；

4.根据权利要求3所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述电连接包括232串口连接、485串口连接、can协议连接、低频电磁波双向通信连接。

5.根据权利要求4所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述管内控制单元(4)通过主控板实现电机的驱动、电磁阀的控制、电源的管理、内部安装的传感器参数的采集以及数据的存储，并将内部安装的传感器的当前参数传输至所述管内通信单元(3)。

6.根据权利要求5所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述执行单元(5)包括液压机构，所述液压机构用于带动机械单元完成封堵器的密封、解封、验封和应急解封的操作。

7.根据权利要求6所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述液压机构的液压缸中预留线缆通道(16)，所述线缆通道(16)用于在所述管内通信单元(3)与所述管内控制单元(4)之间的电连接。

8.根据权利要求7所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述管内控制单元(4)和所述管内通信单元(3)的靠近所述执行单元(5)的一侧的端面的内侧上安装传感器水密插头，所述传感器水密插头与传感器缆(18)连接，所述传感器缆(18)在所述管内控制单元(4)和所述管内通信单元(3)内侧将线缆汇聚到通信线束(17)中，实现与控制板卡(19)的连接，从而读取对应数据。

9.根据权利要求8所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述用户操作端(1)和所述管外通信单元(2)间的电连接还包括：脐带缆(8)或者无线水声通讯系统(9)连接。

10.根据权利要求9所述的一种管道智能封堵装备控制装置，其特征在于，所述变角度机构(13)包括球铰接机构或万向节。

技术总结本技术属于海洋或者陆地天然气原油管道的维护、抢修、改造领域，具体涉及了一种管道智能封堵装备控制装置，旨在解决没有成熟的产品出现，实现安全稳定的封堵作业的问题。本技术包括：用户操作端，其与管外通信单元电连接；管外通信单元与管内通信单元电连接；管内通信单元与管内控制单元电连接，管内控制单元与执行单元电连接，管内通信单元和管内控制单元的两端的端头上由内至外依次固定有密封皮碗和支撑皮碗。本技术有效解决传统不停输带压开孔封堵工艺中维修管段永久留下焊接三通疤痕，破坏管道完整性的问题，大幅提高管道维抢修作业的安全性。技术研发人员：张蕾,夏国发,赵东辉,刘博,闫旭,李泽瑾,张济喆,徐维章受保护的技术使用者：中国石油管道局工程有限公司技术研发日：20231220技术公布日：2024/9/17