目前,我国天然气长输管道建设取得巨大成就,陕京线,崖港线,涩宁兰,西气东输、西气东输线三线,陕京二线,冀宁线和忠武线等重要管道已经完成,使中国的能源短缺问题有所缓解,然而,随着输气管道的连续运行,管线本身将会因为内外各种因素遭到破坏,尤其是在一般山区地带,由于地质条件差,特别是石方段,防腐绝缘层在运行过程中较易破损、老化,或是人为破坏、工艺改造导致输气管线腐蚀而发生穿孔或由于焊接质量等原因致使天然气微量泄漏,进而危及到上下游天然气生产活动和社会安定。研发一款结构合理、经济实用、安全可靠、满足不停输带压作业的天然气管道注胶卡具迫在眉睫。通过先期大量资料的收集、多次理论的讨论、然气管道注胶卡具总体设计、反复进行模拟试验、不断寻求改进、调整最适合的方案,最终研制出天然气管道压力注胶装置,主要由一个密封腔泄压系统,夹具,封堵注胶系统组成,管线不停输封堵的实现共分4个阶段:卡具组装——卡具安装——注胶操作——钢罩焊接。适用于天然气管道支、干线爆管、穿孔等泄漏事故抢险工作(只要天然气管道泄漏处变形不严重时均可采用),可实现天然气管道不停输带压(0~4.5MPa)堵漏。在研发过程中主要克服以下几项困难:(1)卡具的结构要求合理,操作轻便,但必须保证具有足够的刚度和强度以满足注胶过程中高压的情况下不变形,防止造成密封圈失效,使整个卡具泄漏。(2)卡具与天然气输送管线之间必须要有一个合理的密封不泄露的空腔,以及密封材料及形状的选择,使密封空腔更具安全性,让带压气体顺利从泄压系统排出。(3)注胶卡具的注胶孔必须是内螺纹的,这样在注胶孔符合要求数量和分布的情况下,胶体注射能够在密封腔内完全均匀分布的,使堵漏管道操作简单、省时省力。(4)卡具应该做成分体式,又容易安装、组装成为一体,方便于远距离运输、仓库存放以及现场快速安装。(5)注胶系统的确定,以及注胶压力和胶的选择,使注入的胶体和天然气管线及卡具充分粘合在一起,并具有一定的持久性。天然气管道带压注胶卡具的应用产生的经济效益是显而易见的:(1)如果不采用带压堵漏卡具,而采用漏点上、下游阀室关阀,然后放空、置换气体、进行换管作业,一方面造成两阀室间所有天然气的放空损失,也造成了不必要的污染;另一方面,进行放空、置换气体、换管作业耗时比较长,对下游用户长时间的断气也会造成很大的负面影响。其造成的直接和间接损失会比较大。(2)如果采用不停输带压封堵技术,那也要先对漏点做好防护措施,保证封堵三通、旁通三通、平衡管短节的焊接安全,同时预制旁通管线,再进行开孔作业、封堵作业、换管作业、恢复管线的正常运行。完成这样一次带压封堵作业需要一个星期左右的时间,而且投资比较大,耗费的人力物力也较大。(3)采用不停输带压堵漏卡具进行抢险,堵漏迅速、耗费的人力物力比较少,既可以大大减少事故损失又可以保障下游的民用气和工业生产用气安全,避免了对下游用户长时间的断气造成的负面影响。