一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置及其清洁方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置及其清洁方法，其装置包括顺次轴向共线连接的左喷头、清管器、钢刷、接头、右喷头、另一接头和清障钻头，每个接头的外侧壁上间隔环设有多个支腿，支腿远离接头的一端设有滚轮，且滚轮恰好与待清洁管具的内壁接触设置；左喷头、清管器、钢刷、接头和右喷头的中心均设有通孔并顺次形成管路，左喷头和右喷头上均设有多个喷嘴，左喷头上的喷嘴朝左斜向设置。本发明专利技术集左喷头高压射流清洁及推进、清管器刮削、钢刷刮擦、右喷头高压射流全断面清洁和清障钻头清障多工艺耦合式清洁，具有高效、环保、低耗、灵活性和适应性强，全方位无死角且可去除常规方法难以清洁的污垢等显著优势。

Multi craft coupling type pipe inner wall bionic cleaning device and cleaning method thereof

The invention relates to a process coupling tube wall bionic cleaning device and cleaning method, the device comprises sequentially connected left nozzle, collinear axial pigging, steel brush, joint, right nozzle, another joint and wrecker drill, the lateral wall of each joint of the spacer ring is provided with a plurality of legs. At one end of the supporting leg away from the joint is provided with a roller, and the roller to be cleaned contacted with the inner wall of the setting; left nozzle, pipe cleaner, steel brush, joint and the right center of the nozzle are provided with through holes and sequentially formed lines, left and right nozzle nozzle are provided with a plurality of nozzles, nozzle nozzle on the left to the left oblique setting. The invention of high pressure water jet cleaning and left nozzle propulsion, pigging, scraping, scraping the steel brush right nozzle jet full face cleaning and drill process coupling wrecker wrecker clean, with high efficiency, environmental protection, low cost, flexibility and adaptability, no dead round and can remove the advantages of conventional methods are difficult to clean dirt.

【技术实现步骤摘要】
一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置及其清洁方法
本专利技术涉及注浆、非开挖、钻掘、油气储运、生命线工程、地下综合管廊和海绵城市等诸多工程
，尤其涉及一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置及其清洁方法。
技术介绍
注浆(InjectionGrout),又称为灌浆(Grouting)，主要包括静压注浆(StaticPressureGrouting)和高压喷射注浆(HighPressureJetGrouting)等类型，广泛应用于水利水电、交通、建筑、矿山等工程中的岩土体加固、防渗，以及作为地质灾害治理和地质环境保护中的边坡护坡、溜砂坡防护、水土保持等常用的技术手段。非开挖技术(TrenchlessTechnology或No-Dig)，是在微开挖或不开挖条件下对地下管线进行探测、铺设、修复或更换，具有不破坏地表环境、不影响地面交通等诸多明挖法无法比拟的技术优势，是一种具有极大发展潜力的环境友好型地下管线施工新技术。钻掘(Drilling&Tunneling)，包括钻探/井(Drilling)和掘进(Tunneling)两个方面，是通过机械、化学等方式破碎岩土层，从而在岩土体中形成规格和质量符合要求的钻孔或坑道，以达到勘探开发矿产资源(包括天然气水合物、页岩气、油页岩等非常规能源)、获取岩(矿)心和冰芯、灾害防治与预警，以及实施工程建设等目的。油气储运(Oil&GasStorageandTransportation)，是连接油气生产、加工、分配、销售诸环节的纽带，主要包括油气田集输、长距离输送管道、储存与装卸及城市输配系统等。生命线工程(LifelineEngineering)，是与人们生活密切相关，对社会生活、生产有重大影响的交通、通信、供水、排水、供电、供气、输油等工程系统。地下综合管廊(UndergroundPipeGallery)，即地下城市管道综合走廊，是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施。海绵城市(SpongeCity)，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称为“水弹性城市”。上述诸多工程
的顺利实施都离不开管具，这里的管具主要指管道、钻杆和套管等内部设有通孔的构件。其中的钻杆作为建立地表钻进设备与地下破岩工具间的枢纽，起到传递钻压和扭矩、输送冲洗介质、提取岩(矿)心、延长钻具等重要作用，此外，在钻探(井)实施过程中，当钻遇复杂地层紧靠泥浆护壁堵漏难以奏效时，往往需要下套管，以保障钻探(井)作业的顺利实施，钻杆和套管的使用和日常保养状况，将直接决定了钻杆的使用工况和寿命；而其中的各种铺设于地表或埋设于地下的管道，作为输送石油、天然气、页岩油/气、煤层气、水、矿浆等流体或流固耦合介质的媒介是必不可少的，尤其对于长距离输送的情况更是如此，但当使用一段时间以后，其内壁都将难以避免地出现污泥、结垢、腐蚀、锈蚀等影响管道系统正常运行的诸多问题。综上所述，为改善粘附于管具内壁的泥浆、水泥浆、氧化锈蚀层、腐蚀层等污垢对其使用状况及寿命的不良影响，保障注浆、非开挖、钻掘、油气储运、生命线工程、地下综合管廊和海绵城市等诸多工程
的顺利实施，就需要对管具内壁进行必要的清洁。现有的管具清洁装置对管具内壁清洁不彻底，清洁方法比较单一，且清洁时能耗较高，作业效率低，灵活性、适应性和稳定性不强。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置及其清洁方法，解决了管道、钻杆和套管等内部设有通孔的构件在使用一段时间后亟待解决的内壁清洁问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，包括顺次轴向共线连接的左喷头、清管器、钢刷、接头、右喷头、另一所述接头和清障钻头，每个所述接头的外侧壁上间隔环设有多个支腿，所述支腿远离所述接头的一端设有滚轮，且所述滚轮恰好与待清洁管具的内壁接触设置。所述左喷头、清管器、钢刷、接头和右喷头的中心均设有通孔并顺次形成管路，所述左喷头和右喷头上均设有多个喷嘴，且所述喷嘴分别与对应的所述左喷头或右喷头连通，所述左喷头上的所述喷嘴朝左斜向设置，所述左喷头的左端与通有清洁液的外部高压管连通，清洁液从外部高压管进入所述管路后分别从位于所述左喷头和右喷头上的所述喷嘴喷出，并形成高压射流同时对待清洁管具的内壁进行清洁，且从位于所述左喷头上的所述喷嘴喷出的高压射流产生的反推力驱动整个清洁装置在待清洁管具内移动，同步地，所述清管器、钢刷和清障钻头同时对粘附于待清洁管具内壁上的污垢进行清洁。本专利技术的有益效果是：本专利技术的多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，集高压射流清洁、清管器刮削、钢刷刮擦、清障钻头清障多工艺耦合式对待清洁管具内壁进行有效清洁，具有高效、环保、低耗、应用面广、灵活性和适应性强，全方位无死角且可去除常规方法难以清洁的污垢等一系列显著优势。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步：所述左喷头包括顺次连接的左喷头入口段、左喷头本体和左喷头出口段，所述左喷头入口段和左喷头出口段分别轴向共线设置在所述左喷头本体的左右两端，所述左喷头入口段与所述左喷头出口段连通；所述左喷头入口段的左端与外部高压管连通，所述左喷头出口段的右端与所述清管器的左端连通；所述左喷头本体左端面上朝左斜向设有多个左喷头连接孔，所有所述左喷头连接孔均与所述管路连通，所述喷嘴一一对应地设置在所述左喷头连接孔处，并与所述左喷头连接孔连通。上述进一步方案的有益效果是：通过所述左喷头可以为整个装置在待清洁管具内向右移动提供动力，同时通过所述喷嘴喷射出的高压射流也具有清洁管具内壁的作用。进一步：所述清管器包括两个清管器连接段和呈圆柱形的清管器本体，两个所述清管器连接段轴向共线设置在所述清管器本体的左右两端，且两个所述清管器连接段相互连通，两个所述清管器连接段远离所述清管器本体的一端分别与所述左喷头和钢刷连接，所述清管器本体的侧表面和左右端面分别设有仿生非光滑单元。上述进一步方案的有益效果是：通过所述清管器可以刮削待清洁管具内壁上的污垢，同时还可以排除残积在管具底部的污垢碎屑、积液及其它杂物。进一步：所述仿生非光滑单元为凹坑、凸包和棱纹中的一种或多种，且仿生非光滑单元间隔设置在所述清管器本体的侧表面和左右端面以及所述滚轮的表面上，且所述仿生非光滑单元排列成多行，相邻两行的所述仿生非光滑单元之间交错设置。上述进一步方案的有益效果是：通过在所述清管器本体的侧表面和左右端面以及所述滚轮的表面上交错设置所述仿生非光滑单元，使得原本连续光滑的清管器本体的侧表面和左右端面以及所述滚轮的表面变得不连续且非光滑(凹凸不平)，呈现仿生非光滑形态，因而可以有效降低清管器本体的侧表面和滚轮表面沿管具内壁移动过程中与管具内壁的接触面积、减小摩阻力、降低能耗、增强耐磨性能，同时还可改善清管器本体的侧表面和左右端面以及滚轮表面与管具内壁上粘附污垢的粘连状态，具有防粘的效果。进一步：所述钢刷包括两个钢刷连接段和呈圆柱形的钢刷本体，两个所述钢刷连接段轴向共线设置在所述钢刷本体的左右两端，且两个所述钢刷连接段相互连通，两个所述钢刷连接段远离所述钢刷本体的一端分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，其特征在于：包括顺次轴向共线连接的左喷头(1)、清管器(2)、钢刷(3)、接头(4)、右喷头(7)、另一所述接头(4)和清障钻头(10)，每个所述接头(4)的外侧壁上间隔环设有多个支腿(5)，所述支腿(5)远离所述接头(4)的一端设有滚轮(6)，且所述滚轮(6)恰好与待清洁管具(0)的内壁接触设置；所述左喷头(1)、清管器(2)、钢刷(3)、接头(4)和右喷头(7)的中心均设有通孔并顺次形成管路，所述左喷头(1)和右喷头(7)上均设有多个喷嘴(8)，且所述喷嘴(8)分别与对应的所述左喷头(1)或右喷头(7)连通，所述左喷头(1)上的所述喷嘴(8)朝左斜向设置，所述左喷头(1)的左端与通有清洁液的外部高压管连通，清洁液从外部高压管进入所述管路后分别从位于所述左喷头(1)和右喷头(7)上的所述喷嘴(8)喷出，并形成高压射流,同时对待清洁管具(0)的内壁进行清洁，且从位于所述左喷头(1)上的所述喷嘴(8)喷出的高压射流产生的反推力驱动整个清洁装置在待清洁管具(0)内移动，同步地，所述清管器(2)、钢刷(3)和清障钻头(10)对粘附于待清洁管具(0)内壁上的污垢进行清洁。...

【技术特征摘要】
1.一种多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，其特征在于：包括顺次轴向共线连接的左喷头(1)、清管器(2)、钢刷(3)、接头(4)、右喷头(7)、另一所述接头(4)和清障钻头(10)，每个所述接头(4)的外侧壁上间隔环设有多个支腿(5)，所述支腿(5)远离所述接头(4)的一端设有滚轮(6)，且所述滚轮(6)恰好与待清洁管具(0)的内壁接触设置；所述左喷头(1)、清管器(2)、钢刷(3)、接头(4)和右喷头(7)的中心均设有通孔并顺次形成管路，所述左喷头(1)和右喷头(7)上均设有多个喷嘴(8)，且所述喷嘴(8)分别与对应的所述左喷头(1)或右喷头(7)连通，所述左喷头(1)上的所述喷嘴(8)朝左斜向设置，所述左喷头(1)的左端与通有清洁液的外部高压管连通，清洁液从外部高压管进入所述管路后分别从位于所述左喷头(1)和右喷头(7)上的所述喷嘴(8)喷出，并形成高压射流,同时对待清洁管具(0)的内壁进行清洁，且从位于所述左喷头(1)上的所述喷嘴(8)喷出的高压射流产生的反推力驱动整个清洁装置在待清洁管具(0)内移动，同步地，所述清管器(2)、钢刷(3)和清障钻头(10)对粘附于待清洁管具(0)内壁上的污垢进行清洁。2.根据权利要求1所述的多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，其特征在于：所述左喷头(1)包括顺次连接的左喷头入口段(11)、左喷头本体(12)和左喷头出口段(13)，所述左喷头入口段(11)和左喷头出口段(13)分别轴向共线设置在所述左喷头本体(12)的左右两端，所述左喷头入口段(11)与所述左喷头出口段(13)连通；所述左喷头入口段(11)的左端与外部高压管连通，所述左喷头出口段(13)的右端与所述清管器(2)的左端连通；所述左喷头本体(12)左端面上朝左斜向设有多个左喷头连接孔，所有所述左喷头连接孔均与所述管路连通，所述喷嘴(8)一一对应地设置在所述左喷头连接孔处，并与所述左喷头连接孔连通。3.根据权利要求1所述的多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，其特征在于：所述清管器(2)包括两个清管器连接段(21)和呈圆柱形的清管器本体(22)，两个所述清管器连接段(21)轴向共线设置在所述清管器本体(22)的左右两端，且两个所述清管器连接段(21)相互连通，两个所述清管器连接段(21)远离所述清管器本体(22)的一端分别与所述左喷头(1)和钢刷(3)连接，所述清管器本体(22)的侧表面和左右端面分别设有仿生非光滑单元(62)。4.根据权利要求3所述的多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，其特征在于：所述仿生非光滑单元(62)为凹坑、凸包和棱纹中的一种或多种，且仿生非光滑单元(62)间隔设置在所述清管器本体(22)的侧表面和左右端面以及所述滚轮(6)的表面上，且所述仿生非光滑单元(62)排列成多行，相邻两行的所述仿生非光滑单元(62)之间交错设置。5.根据权利要求1所述的多工艺耦合式管具内壁仿生清洁装置，其特征在于：所述钢刷(3)包括两个钢刷连接段(31)和呈圆柱形的钢刷本体(32)，两个所述钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：温继伟，裴向军，张文，袁进科，何智浩，杜野，任童，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51