[发明专利]包括内夹持装置和外夹持装置的用于将管密封的设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据巴黎公约要求2011年9月20日提交的美国申请NO.61/536,625的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于将管的开放端部密封的设备和方法。更特别地，本发明涉及一种用于密封管的端部的设备和方法，在管壁的内部和外部上设置有夹持装置。一旦密封，该设备和方法允许管被加压用于测试等的目的。

技术背景

在化学或石油化工等企业中，通常使用诸如导管或管(本文统称“管”)之类的装备将流体物料(例如液体、气体等)从一个位置传输到另一位置。这些管通常由通过焊接接合在一起的金属部段制造。例如，当将管的邻接端部接合在一起时，通常在每个端部设置有焊接在相应管端部的凸缘。一旦每个凸缘因此紧固至管后，那么将管用螺栓连接在一起以形成密封接头。通常，在凸缘的相对面之间设置有垫圈或其他类似的密封装置。这种凸缘也可以设置在通过焊接紧固至收集箱和其他类似容器的喷嘴上，以便管能够连接至喷嘴。替代性地，管或其他装备的长度之间的连接可以直接地焊接在一起(即，对焊)以形成密封。不论哪种情况下，应领会，每个焊接接合部或部段必须具有完整性并且形成完全的密封，以防止正传输的物料泄漏。这在下述情况下是特别重要的：当传输诸如易燃物或有毒液体之类的有潜在危险的物料时，该流体的泄漏可能导致灾难性后果。因此，出于安全原因，通常需要定期地测试在将装备(诸如管、容器、凸缘等)的各个零件接合在一起时所使用的焊缝的完整性。

现有技术提供了用于对导管进行焊缝完整性测试的各种工具。大量此类已知工具被用于压力测试，其中，至少在正测试的焊缝区域处产生高加压区并且监测该压力。在这些测试中，压力下降意味着焊接失效。例如，美国专利号6,131,441和5,844,27(其全部公开内容通过引用并入本文中)教示了焊接测试工具，该焊接测试工具将管的特定部段(该部段包括焊缝)隔离并使该部段承受在由工具和管的内表面限定的受约束的环状空间内的高压流。环状空间内的流体的压力被监测，从而该压力下降意味着焊缝中存在泄漏。

美国专利6,463,791和7,874,217(其全部公开内容通过引用并入本文中)也教示了用于测试焊缝的设备。

在一些情况下，需要将管的端部密封以进行上述压力测试。就这一点而言，PCT申请号PCT/CA2011/050121(其全部公开内容通过引用并入本文中)提供了一种用于将管的端部密封的工具，该工具结合有用于接合管的外表面的夹持器或夹具。类似地，PCT申请号PCT/CA2011/050122(其全部公开内容通过引用并入本文中)也提供了一种用于将管的端部密封的密封工具，该密封工具包括下述装置：该装置包括用于接合管的内部和外部两者的夹持装置。这些参考文献中教示的端部密封装置可以用于密封给定管的一个或两个末端部(或者另一开口，比如在具有“T”连接的管的情况下)。一旦PCT/CA2011/050121或者PCT/CA2011/050122的装置紧固至管的一个或更多个端部，那么管道的内部被加压并且如上所述地监测该压力。尽管PCT/CA2011/050122中教示的装置为管的端部提供高效且有效的密封装置，但是对于大直径的管(例如当管道直径大于24英寸或36英寸时)考虑到其增加的重量，该装置将难以操纵。

存在对于用于将管——特别是大直径管——的端部密封的装置的需要和用于进行上述类型焊缝完整性应力测试的装置的需要。特别地，存在对于能够容易地安装在管的开放端部上以便有效地密封管道开口和在管道内部加压期间保持该密封的设备的需要。该加压可以与管完整性测试方法相关联。优选地，该设备将不会使管受到任何明显的损伤。

发明内容

一方面，本发明总体上提供了一种用于封闭管的开放端部且用于以摩擦的方式接合或“夹持”管的内表面和外表面以防止该设备与管之间的相对轴向运动的设备。

另一方面，本发明总体上提供了一种用于通过密封设备密封管的开放端部的方法，并且其中，该密封设备以摩擦的方式接合或“夹持”管的内表面和外表面以防止密封设备与管之间的相对轴向运动。

另一方面，本发明的设备密封管的开放端部并且给管加压用以进行其完整性测试。

因此，一方面，本发明提供了一种用于密封管的开放端部的设备，该设备包括：

-前板，该前板用于抵着管的开放端部定位；

-后板，该后板适于插入管内，该后板包括第一面、第二面和周界，其中，在使用时，第一面面对管的开放端部并且第二面面对管的内腔；