技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置，属于海洋装备技术领域。
背景技术
[0002] 无论是陆地的油气田开发生产，还是海洋的与油气外输，都需用到非常重要的生产设施──管道。近些年来，由于介质
腐蚀、超龄服役、管理不当以及海上工程作业等各种原因，管道损坏的事故逐年增多；管道损坏造成的油气泄露，不仅影响了油气生产与运输，也导致油气溢出到环境中，对生态环境造成了十分恶劣的影响。目前对于普通海管的封堵抢修技术已经比较成熟，封堵样式也比较齐全。然而对于立式管道来说，其封堵抢修的研究相对较少。在举世震惊的墨西哥漏油事件中，钻井平台发生爆炸之后，立式抽油管道从中间折断，
原油立即倾泻如海，并且扩散。多个石油公司的
封堵器下水之后都没能完成管道的完全封堵，此次漏油时间持续近三个月，造成了极大的经济损失以及极为恶劣的环境破坏。
[0003] 管道带压封堵技术是一种先进的、可靠的以及可带来很大经济效益的管道维修封堵技术。利用该技术可以在不停止石油、
天然气运输的条件下完成管道的封堵维修以及其他必要的作业工作，适用于成品油、天然气等多种介质运输管道的正常维
修改造作业工作以及对不可预测的突发事故的抢修作业工作。相对于其他方法而言，虽然成本有所增加，但是相比于海上施工的复杂程度和高
风险投入，管道带压封堵技的优势也日益显现出来。
[0004] 挪威的PSI公司设计研发出来的双模
块762mm的封堵器是全球的首个管内高压封堵装置。在设备工作时，
挤压盘由
液压缸带动，沿着轴向发生移动，挤压在承压盘与其之间的
橡胶环，致使橡胶盘膨胀外扩，使其紧紧压紧待封堵管道内壁，利用两者之间产生的巨大
摩擦力来抵抗封堵器两侧压差带来的轴向力。我国较为新型的管道封堵器有中国石油大学刘忠等人结合国家“863”计划重大专项“渤海大油田勘探开发关键技术”子课题“水下密封与封堵”的研究工作而提出一种新型的管道封堵器以及中国石油大学赵宏林等人研发的海底管道干式维修用封堵器。对于新型的管道封堵器所能承受的管内压力并不是很大，可以用在小压力运输石油、天然气运输管道的封堵或作为一个二级封堵装备来使用。
[0005] 设计一种可对海上石油钻平台等其他设备用的高压立式管道进行及时有效的封堵装置是具有先见性的，而且也是必要的。该装置可用于应对紧急立式管道漏油事故，以防止更大的经济和环境损失。
发明内容
[0006] 本发明的目的是为了提供一种用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置，适用于管道的内径为800mm、管道的外径介于950～1250mm之间、管口处水深介于1500～3000mm、管道内高压油油压介于管口处水压与1.25倍的管口处水压之间的海底立式管道漏油情况，装置的整体重量≤8t。
[0007] 本发明的目的是这样实现的：包括
支撑桁架、设置在支撑衍架上端四
角的吊
耳、实现封堵器的脱连的脱连机构、无压差实现机构、双层封堵机构、用于夹持双层封堵机构的夹持机构、用于夹紧待封堵管道的夹紧机构，无压差实现机构和夹紧机构分别设置在支撑衍架上，夹持机构设置在无压差实现机构的封堵器安装筒的上端，双层封堵机构设置在封堵器安装筒内，无压差实现机构实现双层封堵器的运移，脱连机构位于双层封堵机构的上端。
[0008] 本发明还包括这样一些结构特征：
[0009] 1.所述支撑衍架是类C型的双层
框架结构，在双层框架中间
位置上下两层分别设置有上
固定板和下固定板，在双层框架两端分别设置有支撑板、两端的侧面设置有内固定板和外固定板，在双层框架的下层的两个转角处分别设置有斜侧固定板。
[0010] 2.无压差实现机构包括设置在上固定板和下固定板之间的
差速器、设置在上固定板上端的
液压马达、对称设置在两个斜侧固定板上的锥
齿轮传动机构、分别设置在两个支撑板上的两个
丝杠螺母机构、通过连接支撑杆设置在两个螺母上端的封堵器安装筒，在液压马达输出端和差速器输入端之间、在差速器的两个输出端与对应
锥齿轮传动机构的输入端之间、在两个锥
齿轮传动机构输出端与对应的丝杠螺母机构的丝杠端之间分别设置有平带结构。
[0011] 3.所述夹持机构包括设置在封堵器安装筒上端的底座、设置在底座上端的
盖子、设置在底座中的盘齿轮、设置在盘齿轮下端的螺旋环、与螺旋环下端面的螺旋配合的三个伸出臂，所述伸出臂设置在底座上周向上设置的安装槽中，盘齿轮与锥齿轮轴上的锥齿轮
啮合，锥齿轮轴的端部穿过底座且安装有大齿轮，所述盖子上端设置有小型液压马达，小型液压马达的输出端设置有与大齿轮啮合的
小齿轮。
[0012] 4.所述双层封堵器由上至下依次包括第二级封堵器、多级液压缸、第一级封堵器，第二级封堵器与多级液压缸的缸筒端连接，第二级封堵器与多级液压缸的
活塞杆端连接，第二级封堵器上设置有与三个伸出臂端部配合的加工槽。
[0013] 5.第一级封堵器包括活塞
挡板、封堵活塞、压簧、液压缸轴固定螺母、液压缸轴、移动侧板、固定环、支撑杆、密封胀紧机构安装底座、十字
沉头螺钉、密封胀紧机构支撑板、带孔销、开口销、封堵器底座、
螺栓、
弹簧垫圈、重型轴用弹性挡圈、缸筒、密封板、缸盖，压簧套在封堵活塞上，二者固定在活塞挡板和液压缸轴固定螺母之间，移动侧板被液压缸轴固定螺母和液压缸轴夹在中间，重型轴用弹性挡圈和液压缸轴将活塞夹在中间，封堵器底座、缸筒和缸盖通过螺栓、
弹簧垫圈固定在一起；密封胀紧机构安装底座通过十字沉头螺钉固定在封堵器底座上，在带孔销及开口销的作用下与支撑杆、密封胀紧机构支撑板组成胀紧机构，通过改变移动侧板的轴向位置改变胀紧机构的密封胀紧机构支撑板的径向位置以改变密封板的密封形状；
[0014] 第二级封堵器包括活塞、弹簧、有孔挡板、环行
密封圈、无孔挡板、液压缸连接件、环形
基座、承重板，承重板、有孔挡板和环形基座通过内六角螺钉固定在一起，弹簧套在活塞上，二者固定在承重板和有孔挡板之间；液压缸连接件、无孔挡板和环形基座通过内六角螺钉固定在一起，环行密封圈夹在有孔挡板和无孔挡板中间。
[0015] 6.所述脱连机构包括设置在第二级封堵器上端的底座、位于底座上方的连接件、与连接件固连的液压
阀连接件、四个活塞，底座的周向均布四个细孔，连接件的对应位置设置有四个通孔，每个活塞的细长端依次穿过通孔、细孔中，每个活塞的大端由弹簧顶紧，弹簧外侧由
紧定螺钉与连接件的配合实现固定，通过紧定螺钉调节脱连机构的脱连压力。
[0016] 7.所述夹紧机构有两套且对称设置在双层框架的两端部，每套夹紧机构包括夹头、与夹头连接的
齿条推杆、设置在齿条推杆安装槽中的推杆
导轨条、设置在内外固定板之间的齿轮轴座、安装在齿轮轴座上的圆柱齿轮轴、设置在圆柱齿轮轴端部的圆柱齿轮一、设置在支撑板上的蜗轮
蜗杆减速器、安装在
蜗轮蜗杆减速器
输出轴上的圆柱齿轮二、设置在外固定板上的液压缸、与液压缸输出端连接的齿条连接块、与齿条连接块垂直连接的齿条、设置在外固定板上的齿条底座、设置在蜗轮蜗杆减速器
输入轴上的圆柱齿轮三，与所述齿条推杆穿过内固定板和外固定板上设置的
槽孔，圆柱齿轮轴的圆柱齿轮四与推杆导轨条啮合，圆柱齿轮一与圆柱齿轮二啮合，齿条设置在齿条底座中并可在齿条底座中的移动，齿条与圆柱齿轮三啮合。
[0017] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是一种在水下在ROV进行实时监控的协助下可以完成立式石油管道的无压差带压封堵装置。它可以进行封堵的海底立式管道的内侧直径为800mm、管道的外侧直径为950～1250mm范围内，最大管道油压为37.5MPa，该装置适应于1500～3000m海深，一般适用于海底暗流较少的海域。封堵装置采用液压动力源，在
定位后准确夹紧立式管道，夹紧之后封堵平台以及在液压马达以及各级传动机构作用下移至立式管道上方，在双层封堵装置以及其他机构的配合作用下实现对立式管道的双层封堵。它具有封堵安全可靠，经济效益高，工期短，适应的立式管道范围广、海底深度大等优点。
[0018] 本发明封堵功能的实现是依靠第一级封堵器、第二级封堵器以及多级液压缸配合使用、逐级运作实现双层封堵过程。双层封堵装置的释放是由双层封堵装置夹持机构实现的。第一级封堵器完成封堵之后，双层封堵装置夹持机构以液压马达为动力源，实现双层封堵装置的释放，保证第二级封堵器的封堵动作顺利进行。由于针对一次立式管道漏油事故，双层封堵装置只需释放一次，故夹持机构在封堵一次封堵过程中仅作用一次。为了顺利完成双层封堵过程，在封堵前需要有夹紧过程、推进过程等功能实现过程。
附图说明
[0019] 图1是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置正等轴测图；
[0020] 图2是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置主视图；
[0021] 图3是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置中支撑桁架正等轴测图；
[0022] 图4是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置中脱连机构主视图；
[0023] 图5是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置中双层封堵装置夹持机构正等轴测图；
[0024] 图6是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置中双层封堵装置夹持机构去
外壳后正等轴测图；
[0025] 图7是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置中双层封堵装置夹持机构去外壳后正等轴测图；
[0026] 图8是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置中无压差实现机构正等轴测图；
[0027] 图9是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置双层封堵机构正等轴测图；
[0028] 图10是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置第一级封堵器正视图；
[0029] 图11是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置第二级封堵器正视图；
[0030] 图12是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置夹紧机构正等轴测图；
[0031] 图13是用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置夹紧机构正等轴测图。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
[0033] 结合图1至图13，本发明的一种用于水下立式管道的无压差带压堵漏装置由支撑桁架1、吊耳2、脱连机构3、双层封堵装置夹持机构4、无压差实现机构5、双层封堵机构6、夹紧机构7组成。
[0034] 其中支撑桁架1由固定板连接固定件1-1、下固定板1-2、外
支架1-3、上固定板1-4、内固定板1-5、支撑板1-6、外固定板1-7、螺钉1-8、螺栓1-9、斜侧固定板连接件1-10、斜侧固定板1-11、内支架1-12组成。
[0035] 脱连机构3由底座3-1、活塞3-2、连接件3-3、
液压阀连接件3-4、液压阀3-5、螺钉3-6、弹簧3-7、紧定螺钉3-8组成。
[0036] 双层封堵装置夹持机构4由底座4-1、盖子4-2、盘齿轮4-3、伸出臂4-4、锥齿轮轴4-5、螺旋环4-6组成。
[0037] 无压差实现机构5由差速器安装板5-1、平带5-2、液压马达5-3、封堵器安装筒5-4、连接支撑杆5-5、连接支撑杆5-6、支撑杆安装座5-7、
丝杆螺母机构5-8、平带5-9、锥齿轮结构5-10、平带5-11、螺栓5-12、差速器5-13组成。
[0038] 双层封堵机构6由第一级封堵器6-1、多级液压缸6-2、第二级封堵器6-3、连接螺栓6-4组成。其中第一级封堵器6-1由活塞挡板6-1-1、封堵活塞6-1-2、压簧6-1-3、液压缸轴固定螺母6-1-4、液压缸轴6-1-5、移动侧板6-1-6、固定环6-1-7、支撑杆6-1-8、密封胀紧机构安装底座6-1-9、十字沉头螺钉6-1-10、密封胀紧机构支撑板6-1-11、带孔销6-1-12、开口销
6-1-13、封堵器底座6-1-14、螺栓6-1-15、弹簧垫圈6-1-16、O型圈6-1-17、V型密封圈6-1-
18、重型轴用弹性挡圈6-1-19、缸筒6-1-20、密封板6-1-21、O型密封圈6-1-22、缸盖6-1-23、十字沉头螺钉6-1-24组成。第二级封堵器6-3由内六角螺钉6-3-1、活塞6-3-2、弹簧6-3-3、有孔挡板6-3-4、环行密封圈6-3-5、无孔挡板6-3-6、液压缸连接件6-3-7、内六角螺钉6-3-
8、环形基座6-3-9、承重板6-3-10组成。
[0039] 夹紧机构7由夹头7-1、夹头连接座7-2、螺栓7-3、圆柱齿轮轴7-4、齿条底座7-5、液压缸7-6、齿条连接块7-7、
涡轮蜗杆减速器7-8、端盖7-9、螺钉7-10、齿轮轴座7-11、齿条7-12、圆柱齿轮7-13、圆柱齿轮7-14、圆柱齿轮7-15、螺栓7-16、齿条推杆7-17、推杆导轨条7-
18、圆柱齿轮7-19组成。
[0040] 支撑桁架1的两个外支架1-3与两个内支架1-12穿过两个外固定板1-7与两个内固定板1-8后
焊接。
[0041] 在焊接前，两个下固定板1-2、两个斜侧固定板1-11以及上固定板1-4孔位要对入外支架1-3和内支架1-12中，两个支撑板1-6应置入内、外固定板之间，并用螺钉1-8拧紧。焊接完成后，安装4个固定板连接固定件1-1和两个斜侧固定板连接件1-10，在对应孔位装入螺栓1-9，手动拧紧，待其他机构、零件安装完成之后，再用
扳手拧紧。
[0042] 脱连机构3的底座3-1上均布由4个孔，待连接件3-3装入底座3-1后，4个活塞3-2的细长端通过连接件3-3上均布的4个通孔插入底座3-1的均布孔中，活塞3-2大端由弹簧3-7顶紧，弹簧3-7外侧由紧定螺钉3-8固定，通过紧定螺钉3-8可调节脱连机构3的脱连压力。液压阀3-5通过螺钉与液压阀连接件3-4连接，再通过螺钉3-6与连接件3-3连接。
[0043] 双层封堵装置夹持机构4的螺旋环4-6焊接在盘齿轮4-3底侧，3个伸出臂4-4安装在底座4-1均布的3个安装槽中，盘齿轮4-3安装在底座4-1中，盘齿轮4-3内孔与底座内壁为间隙配合，锥齿轮轴4-5安装在底座4-1的孔中，为间隙配合，安装时保证锥齿轮轴4-与盘齿轮4-3齿轮配合正确，最后安装盖子4-2在底座4-1上，整个双层封堵装置夹持机构4通过螺钉安装在封堵器安装筒5-4上方。
[0044] 无压差实现机构5的差速器通过螺钉安装在两个差速器安装板5-1上，两个差速器安装板5-1通过螺钉连接在上固定板1-4以及两个下固定板1-2上；液压马达5-3通过螺钉连接在上固定板1-4上；4个锥齿轮结构通过螺栓连接两个固定在斜侧1-11上；丝杠螺母机构5-8通过螺钉连接在两个支撑板1-6上；通过螺钉连接把4个连接支撑杆5-5和4个连接支撑杆5-6固定在封堵器安装筒5-4上，4个连接支撑杆5-5和4个连接支撑杆5-6的另一端用螺栓连接固定在支撑杆安装座5-7上，两个支撑杆安装座5-7通过螺钉与丝杆螺母机构5-8的安装平台固定连接；待各个机构装置安装固定之后，安装平带5-2、平带5-9以及平带5-11，平带安装完成之后，检测该机构运动性能，即在液压马达5-3的带动下，丝杠螺母机构5-8带动封堵器安装筒5-4移动性能。
[0045] 双层封堵机构6的第一级封堵器6-1通过活塞挡板6-1-1的外
螺纹与多级液压缸6-2的
活塞头连接；第二级封堵器6-3通过连接螺栓6-4与多级液压缸6-2的缸筒实现连接。第一级封堵器的压簧6-1-3套在封堵活塞6-1-2上，二者固定在活塞挡板6-1-1和液压缸轴固定螺母6-1-4之间、移动侧板6-1-6被液压缸轴固定螺母6-1-4和液压缸轴6-1-5夹在中间，重型轴用弹性挡圈6-1-19和液压缸轴6-1-5将活塞夹在中间，封堵器底座6-1-14、缸筒6-1-
20和缸盖6-1-23通过螺栓6-1-15、弹簧垫圈6-1-16固定在一起；密封胀紧机构安装底座6-
1-9通过十字沉头螺钉6-1-10固定在封堵器底座6-1-14上，在带孔销6-1-12及开口销6-1-
13的作用下与支撑杆6-1-8、密封胀紧机构支撑板6-1-11组成胀紧机构，通过改变移动侧板
6-1-6的轴向位置改变胀紧机构的密封胀紧机构支撑板6-1-11的径向位置以改变密封板6-
1-21的密封形状。
[0046] 第二级封堵器6-3通过连接螺栓6-4与多级液压缸6-2的缸筒实现连接；承重板6-3-10、有孔挡板6-3-4和环形基座6-3-9通过内六角螺钉6-3-1固定在一起，弹簧6-3-3套在活塞6-3-2上，二者固定在承重板6-3-10和有孔挡板6-3-4之间；液压缸连接件6-3-7、无孔挡板6-3-6和环形基座6-3-9通过内六角螺钉6-3-8固定在一起，环行密封圈6-3-5夹在有孔挡板6-3-4和无孔挡板6-3-6中间。
[0047] 夹紧机构7的夹头连接座7-2和齿条推杆7-17用螺钉连接固定后，和夹头7-1用螺栓7-16连接，推杆导轨条7-18安装入齿条推杆7-17的安装槽(槽孔)中之后，使用螺钉固定，连接之后的整体结构插入外固定板1-7和内固定板1-5预留的安装槽中；齿轮轴座7-11、端盖7-9、圆柱齿轮轴7-4、圆柱齿轮7-19以及
轴承等辅助零件组装成如图13所示的齿轮机构后，使用螺栓连接把整个机构固定在外固定板1-7和内固定板1-5之间，在此过程中要保证圆柱齿轮7-19与齿条推杆7-17要正确啮合；用螺栓把涡轮蜗杆减速器7-8安装在支撑板1-6上，安装完成之后要保证圆柱齿轮7-14和圆柱齿轮7-15能够正确啮合；齿条7-12安装在齿条底座7-5上之后，把整体结构安装在外固定板1-7外侧，安装完成后齿条7-12和齿轮7-13可正确啮合；使用螺栓把液压缸7-6安装在外固定板1-7外侧；使用齿条连接块7-7把齿条7-12和液压缸7-6的轴端连接起来；所有连接完成后，液压缸7-6带动齿条7-12移动，齿条7-12带动齿轮三7-13旋转，通过涡轮蜗杆减速器7-8、圆柱齿轮二7-14、圆柱齿轮一7-15把旋转运动传递给圆柱齿轮四7-19，由圆柱齿轮7-19驱动齿条推杆7-17运动，带动夹头7-1完成夹紧动作。
[0048] 工作原理：用于水下立式管道无压差堵漏装置的操作过程分为放置和
姿态的调整、定位夹紧、封堵器移至管道上方、第一级封堵、双层封堵装置释放、第二级封堵、液压阀脱连、撤去辅助装置八个步骤。针对海底环境复杂，实现立式管道的无压差封堵，提出了以下作业方案：
[0049] 1)放置和姿态的调整由母船上脐带缆下放，每个吊耳2上分别放置一
浮力箱减小整个装置在水中的重力，在水中的移动通过ROV载体实现；整个装置到达目标管口后，在ROV、脐带缆以及浮力箱的配合作用下调整装置为水平状态，且立式管道在支撑桁架1与封堵器安装筒5-4形成的空腔内。
[0050] 2)定位夹紧液压缸7-6带动夹紧机构的传动机构外侧的齿条7-12移动，通过外侧的齿
轮齿条机构，把移动转换为旋转运动，旋转运动通过涡轮蜗杆减速器7-8传递给涡轮轴轴端齿轮7-14，再通过一齿轮传动把此旋转运动传递给驱动夹紧推杆移动的圆柱齿轮7-19。涡轮蜗杆减速器7-8不仅传递了旋转运动而且还实现了很大的扩力比，使减速器输入轴输入的转矩成倍的增加，并且传递给后续机构。除此之外，蜗轮蜗杆减速器7-8还让夹紧动作完成之后保持夹紧力不消失，起到了保力的作用，这是因为涡轮蜗杆的自
锁特性，可保证夹紧的安全性和有效性。因为液压缸7-6可不持续提供很大的输出力，涡轮蜗杆减速器的使用还可以增加夹紧用液压缸的使用寿命。在夹紧过程中，封堵器安装筒5-4始终不在立式管道上方，以实现无压差夹紧过程。
[0051] 3)封堵器移至管道上方液压马达5-3开始运作，液压马达5-3的旋转运动通过平带传递给差速器5-13的输入轴，经过差速器5-13作用之后，旋转运动按一定
传动比被等速分配给两个输出轴，带动输出轴上的带轮旋转；之后，通过平带传动，把差速器输出轴上带轮的旋转运动传递给第一个锥齿轮轴，再通过锥齿轮传动，使旋转运动的方向旋转90°，带动第二个锥齿轮轴上的带轮旋转，最后，再通过一平带传动把旋转运动传递给丝杠螺母机构5-8上的带轮，带轮带动丝杠旋转，驱动丝杠螺母机构5-8带动封堵器安装筒5-4移动，直到移至立式管道上方为止。
[0052] 4)第一级封堵多级液压缸6-2活塞逐级伸出，把第一级封堵器6-1推进立式管道中，然后，高压液压油从封堵器左侧进油口通入，高压油作用在进油口处的活塞6-1-2上，克服弹簧6-1-3的弹性作用力，使油口打开，高压油通过液压缸轴6-1-5上的油路通道进入封堵器内部。高压油进入封堵器内部之后推动封堵器内部活塞，使活塞带动移动侧板6-1-6向右移动，移动侧板6-1-6会给封堵器外围均匀分布的胀紧机构提供一个沿封堵器轴向的作用力，在胀紧机构的作用下，把轴向的作用力转化为径向的作用力，推动封堵器外侧密封板6-1-21挤压立式管道内壁，以实现胀紧外扩动作，完成第一级封堵。
[0053] 5)双层封堵装置释放在第一级封堵完成之前，伸出臂4-4深入第二级封堵器承重板6-3-10的加工槽中，为双层封堵机构6提供一个向上的作用力，待第一级封堵器6-1封堵动作完成之后，需要释放第二级封堵器6-3，此时在一小型液压马达的作用下，驱动锥齿轮轴4-5旋转，带动夹持机构中的盘齿轮4-3旋转，螺旋环4-6随着大伞齿轮旋转，带动伸出臂4-4缩回，从而完成双层封堵机构6的释放。
[0054] 6)第二级封堵第一级封堵工作完成之后，多级液压缸6-2开始收缩，在多级液压缸6-2的拉力作用下，第二级封堵器6-3进入目标立式管道内部。之后，高压油从封堵器左侧进油口通入，高压油推动活塞6-3-2克服弹簧6-3-3弹性力向右移动，使油路打开，高压油进入封堵器内腔，待高压油充满整个内腔之后，高压油通过环行密封圈6-3-5上均匀分布的小孔进入环行密封圈6-3-5内，在高压油的作用下环行密封圈6-3-5开始向外膨胀，在管道内壁上提供一个
正压力，此正压力随高压油的通入而逐渐增大，直至封堵器实现完全封堵。
[0055] 7)液压阀脱连随着母船上高压油持续通入，开始作用在左侧脱连机构的径向分布活塞3-2上，待高压油提供的压力能够克服脱连机构上的径向分布的弹簧3-7弹力的时候，脱连机构中的活塞3-2开始沿径向逐渐向外移动。活塞3-2小轴端脱离出之后，整个脱连机构就可脱离封堵器。
[0056] 8)撤去辅助装置待液压阀脱连动作完成后，整个装置的支撑桁架1、脱连机构3、双层封堵装置夹持机构4、无压差实现机构5、夹紧机构7等其他机构部分就可撤走，只是双层封堵机构6留在目标管道之中，等待下一步的管道作业动作。封堵完成、脱连机构3脱离之后，封堵器左侧轴向活塞6-1-2、活塞6-3-2压紧封堵器左侧内壁平面，使油路通道关闭，封堵器内部高压油无法流出，实现了保压的作用，这保证了管道封堵的持续性、有效性。
[0057] 9)此用于水下立式无压差带压堵漏装置是根据
预防海上钻井平台等立式管道泄露的需要，结合海洋地质与水动力条件做出的，满足如下设计要求：
[0058] 1)装置最大作业水深3000m，具有一定自动化能力，易于安装和实施；
[0059] 2)装置具有处理外侧直径为950～1250mm的立式管道泄露的能力；
[0060] 3)装置能够治理的最大管道油压为37.5MPa。
[0061] 用于处理立式管道的无压差带压堵漏装置主要应用于管道内径为800mm、外径直径为950～1250mm范围内、水深1500～3000m、最大管道压力为37.5MPa的立式管道封堵作业。夹紧机构中驱动液压缸内壁直径D＝250mm、液压杆直径d＝180mm，额定压力35MPa。夹紧机构中涡轮蜗杆减速器的传动比为1:10，夹头推杆啮合齿轮的齿轮轴的轴端圆柱齿轮与涡轮轴的轴端圆柱齿轮的传动比为1:2，与夹头推杆啮合的圆柱齿轮的模数m＝7、z＝30，蜗杆轴轴端齿轮的模数m＝3、z＝17。双层封堵机构中，第一级封堵器的活塞缸径为400mm。结合图1、图12和图13，本装置中，立式管道的夹紧动作主要由液压缸驱动，对称分布，既增大了夹紧力，又能保证传动过程平稳可靠。液压缸7-6带动夹紧机构的传动机构外侧的齿条7-12移动，通过外侧的齿轮齿条机构，把移动转换为旋转运动，旋转运动通过涡轮蜗杆减速器7-8传递给涡轮轴轴端齿轮7-14，再通过一齿轮传动把此旋转运动传递给驱动夹紧推杆移动的圆柱齿轮7-19。通过齿轮齿条机构，圆柱齿轮7-19驱动夹紧推杆7-17带动夹头7-1完成夹紧动作。结合图1和图8，本装置中，无压差夹紧完成后，液压马达5-3开始运作，其旋转运动通过平带传递给差速器5-13，经差速器5-13，旋转运动按一定传动比被等速分配给两个输出轴，带动带轮旋转；之后，通过平带传动、锥齿轮传动、第二次平带传动把旋转运动传递给丝杠螺母机构5-8上的带轮，带轮带动丝杠旋转，驱动丝杠螺母上的螺母带动封堵器安装筒
5-4移动，直到移至立式管道上方。结合图2、图9和图10，本装置中，第一级封堵动作通过多级液压缸6-2活塞逐级伸出，把第一级封堵器6-1推进立式管道中，然后，在高压液压油作用下，使活塞带动移动侧板6-1-6向右移动，移动侧板6-1-6会给封堵器外围均匀分布的胀紧机构提供一个沿封堵器轴向的作用力，在胀紧机构的作用下，把轴向的作用力转化为径向的作用力，推动封堵器外侧密封板6-1-21挤压立式管道内壁，以实现胀紧外扩动作，完成第一级封堵。结合图1、图2和图5～图7，本装置中，双层封堵装置的释放动作由液压马达驱动锥齿轮轴4-5旋转，带动夹持机构中的盘齿轮4-3旋转，螺旋环4-6随着大伞齿轮旋转，带动伸出臂4-4缩回，完成双层封堵机构6的释放。结合图2、图9和图11，本装置中，第二级封堵的完成由多级液压缸6-2驱动，在多级液压缸6-2的拉力作用下，第二级封堵器6-3进入目标立式管道内部。高压油从封堵器进油口通入，在高压油的作用下环行密封圈6-3-5开始向外膨胀，在管道内壁上提供一个正压力，此正压力随高压油的通入而逐渐增大，直至封堵器实现完全封堵。结合图1和图4，本装置中，液压阀脱连动作的完成，通过母船上高压油持续通入，使脱连机构中的活塞3-2开始沿径向逐渐向外移动。活塞3-2小轴端脱离出之后，整个脱连机构就可脱离封堵器。
[0062] 用于处理水下立式管道的无压差带压堵漏装置实现了立式管道内侧直径为800mm、管道的外侧直径为950～1250mm范围内、1500～3000m海深、最大管道油压为37.5MPa的立式管道封堵作业。立式管道无压差带压封堵装置封堵安全可靠，经济效益高，工期短，适应的立式管道外径范围广、海底深度大。虽然制造成本较高，但是相比于海上施工的复杂程度和高风险投入，此装置的优势也日益显现出来。
