自旋推进射流清管器制造技术

本发明专利技术提供了一种自旋推进射流清管器，包括管体，导向板，钢刷盘，射流盘，至少一个前、后密封皮碗，前、后夹紧法兰，导向法兰及至少三个弹性导向装置；导向板盖设于管体的前端口；钢刷盘、射流盘、前密封皮碗及前夹紧法兰依序套设固定于管体的前端部外周面；后夹紧法兰、后密封皮碗及导向法兰依序套设于管体的后端部外周面；该至少三个弹性导向装置沿周向均匀装设于位于前、后夹紧法兰之间的管体的外周面上，且弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引方向与管体的轴向之间形成一导引夹角。据此，清管器在管道内行进中自身可进行旋转，以促使钢刷盘上的钢刷对管壁沉积物进行更加高效地清理，以使清管器兼具管壁强力清理和射流的双重功效。效。效。

【技术实现步骤摘要】
自旋推进射流清管器


[0001]本专利技术涉及一种进行天然气管道沉积物清理的清管器，尤其涉及一种在管道内行进过程中能够自身进行旋转的自旋推进射流清管器。

技术介绍

[0002]天然气集输管道或长输管道，由于输送工艺方式选择的不同以及气质处理水平等的差异，在天然气输送过程中不可避免地会发生物理或化学作用，致使管道中产生诸如凝析液、油污、药剂残留、粉尘等沉积物，由此会引发管壁被腐蚀而形成铁硫化物和铁氧化物，使得管道内的沉积物进一步增多，导致管输效率降低、能耗增加，并给管道的安全运行造成风险。
[0003]对天然气输送管道进行定期清管是管道企业日常生产活动的重要环节，也是安全风险极大的环节。在管道地形起伏较大、管道沉积物量多和沉积形态复杂等情况下，清管器损坏和发生卡堵的情况时有发生。当清管器损坏或发生卡堵时，只能通过切管的方式进行清管器更换或解堵，此种方式造成了运行费用的极大耗费和管道修复的极大隐患。此外，在管道完整性管理全面实施过程中，对管道进行内检测评价是关键环节，内检测活动对管道环境要求较为苛刻，在内检测活动之前，需要对管道进行多类型清管器的多轮次组合清管操作，以提高管道清洁度，满足管道实施内检测的要求。总体来说，清管操作是油气管输过程中的一项周期性必需操作，而清管器易损耗的特性，使得清管运行成本居高不下，且在清管实施过程中存在着较大的安全风险。
[0004]目前，传统类型的清管器的前后端为密闭状并配置有钢刷，主要依靠输送介质在清管器前后形成的压差推动清管器在管道中行进，以实现对清管器前端和管壁沉积物的清理。按照与管道密封形式的不同，可将传统清管器分为球形清管器、皮碗形清管器、直板形清管器等。传统清管器的结构简单，易于加工，但应用过程中也存在较大的问题。清管过程前后密闭，清管器前后压差的变化导致其运行速度不易控制，致使与管道的摩擦加剧，清管效果难以保证；极易造成沉积物堆积，易堵塞管道，导致清管失败；由于单个清管器的清管效果有限，通常需要多种清管器组合进行管道清理作业，此操作流程繁琐，清除成本高昂且效率不高。鉴于传统类型清管器的局限性，目前射流型清管器得到了国内外部分学者和机构的关注。射流型清管器是通过在清管器中贯穿一条射流通道，依靠清管器后端输送介质的推动压力形成高速射流，来对管道壁面沉积物进行高效清理并改变清管器前端沉积物的流动形态，防止清管器前端沉积物产生堆积。射流型清管器主要是面向天然气积液管道的清理而研制的，尤其在面向大落差起伏积液管道时，其具有较好的应用前景。但是，射流型清管器不适用于以固体沉积物和因腐蚀形成的致密管壁附着物为主要沉积物的管道清理。而配置有钢刷盘的射流型清管器，由于其在清理固体沉积物和致密管壁附着物时常因磨损不均匀而导致钢刷盘及其他部件局部损坏严重，致使清管器损坏卡堵管道的情况时有发生。
[0005]因此，如何设计一种兼具管壁强力清理和射流双重功效，又可避免部件磨损不均，
并可适用于多种附着形态的管壁沉积物清理操作的清管器，已成为本领域亟待解决的重要课题之一。

技术实现思路

[0006]本技术方案要解决的技术问题是如何提供一种适用于多种附着形态的管壁沉积物的清理操作，并兼具管壁强力清理和射流双重功效，而且可使钢刷、气密等易损耗部件在清理管道过程中与管壁均匀接触的清管器。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种自旋推进射流清管器，其包括：管体、导向板、钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗、至少一个后密封皮碗、前夹紧法兰、后夹紧法兰、导向法兰及至少三个弹性导向装置；其中，导向板盖设固定于管体的前端口；钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗及前夹紧法兰依序套设于管体的前端部外周面，且钢刷盘、射流盘及至少一个前密封皮碗被夹设固定于导向板与前夹紧法兰之间；后夹紧法兰、至少一个后密封皮碗及导向法兰依序套设于管体的后端部外周面，且该至少一个后密封皮碗被夹设固定于后夹紧法兰与导向法兰之间；该至少三个弹性导向装置沿周向均匀装设于位于前夹紧法兰及后夹紧法兰之间的管体的外周面上，并且该至少三个弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引方向均与管体的轴向之间形成一导引夹角。据此，本技术方案的自旋推进射流清管器在被输送介质推送行进时，会在该至少三个弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引作用下，沿着该导引夹角的方向进行整体旋转，从而带动钢刷盘旋转以对管壁上致密的附着物进行强有力的清理；另外，射流盘喷射出的射流可将钢刷清理的沉积物、附着物及时携带，并促使清管器前方的堆积物流态化，从而减小钢刷负荷和清管器的行进阻力，降低清管器卡堵的风险；以此使清管器兼具管壁强力清理和射流的双重功效，并使清管器适用于多种附着形态的管壁沉积物清除操作，而且清管器在行进过程中处于整体旋转状态，使得钢刷、气密（如密封皮碗）等易损耗部件均匀磨损，降低了清管器的损坏风险，延长了清管器的使用寿命，进一步提高了清管器的工作效率并降低了其运行成本。
[0008]作为本技术方案的另一种实施，该弹性导向装置是由基座、两根支架杆、导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；其中，基座为条状体，且基座以其长边方向与管体的轴向呈该导引夹角而装设于管体的外周面上；该两根支架杆的投影的方向均与基座的长边方向平行，该两根支架杆彼此间隔且两根支架杆靠近前夹紧法兰的端部铰接于基座靠近前夹紧法兰的端部，该两根支架杆远离前夹紧法兰的端部间通过转轴装设导引滚轮，以使导引滚轮的滚动导引方向与基座的长边方向平行；该两根支架杆靠近导引滚轮的部位之间连接有固定杆，伸缩杆的一端铰接于固定杆上；套筒的封闭端铰接于基座远离前夹紧法兰的端部；伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；螺旋弹簧套设于套筒，伸缩杆的另一端经由套筒的开口端穿入至套筒内，并使螺旋弹簧的两端分别挡止于伸缩杆的卡位部及套筒的卡位部。以此，通过使弹性导向装置整体的方向与管体的轴向呈该导引夹角的结构，以使清管器在弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引作用下于行进中旋转。
[0009]作为本技术方案的另一种实施，该弹性导向装置是由基座、滚轮支架、导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；其中，基座为条状体，且基座以其长边方向与管体的轴向平行而装设于管体的外周面上；滚轮支架是由平直段和弯折段构成，平直段包括两根直杆，该
两根直杆的投影的方向均与管体的轴向平行，该两根直杆彼此间隔且两根直杆靠近前夹紧法兰的端部铰接于基座靠近前夹紧法兰的端部，该两根直杆远离前夹紧法兰的端部同向一侧弯折延伸以形成该弯折段，且该弯折段包括一长杆及一短杆，该长杆及短杆的投影的方向均与管体的轴向之间形成该导引夹角，该长杆及短杆间通过转轴装设导引滚轮，以使导引滚轮的滚动导引方向与管体的轴向之间形成该导引夹角；该两根直杆靠近弯折段的部位之间连接有固定杆，伸缩杆的一端铰接于固定杆上；套筒的封闭端铰接于基座远离前夹紧法兰的端部；伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；螺旋弹簧套设于套筒，伸缩杆的另一端经由套筒的开口端穿入至套筒内，并使螺旋弹簧的两端分别挡止于伸缩杆的卡位部及套筒的卡位部。以此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自旋推进射流清管器，包括：管体、导向板、钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗、至少一个后密封皮碗、前夹紧法兰、后夹紧法兰及导向法兰；所述导向板盖设固定于所述管体的前端口；所述钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗及前夹紧法兰依序套设于所述管体的前端部外周面，且所述钢刷盘、射流盘及至少一个前密封皮碗被夹设固定于所述导向板与前夹紧法兰之间；所述后夹紧法兰、至少一个后密封皮碗及导向法兰依序套设于所述管体的后端部外周面，且所述至少一个后密封皮碗被夹设固定于所述后夹紧法兰与导向法兰之间；其特征在于，还包括：至少三个弹性导向装置；所述至少三个弹性导向装置沿周向均匀装设于位于所述前夹紧法兰及后夹紧法兰之间的所述管体的外周面上，并且所述至少三个弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引方向均与所述管体的轴向之间形成一导引夹角。2.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述弹性导向装置是由基座、两根支架杆、所述导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；所述基座为条状体，且所述基座以其长边方向与所述管体的轴向呈所述导引夹角而装设于所述管体的外周面上；所述两根支架杆的投影的方向均与所述基座的长边方向平行，所述两根支架杆彼此间隔且两根支架杆靠近所述前夹紧法兰的端部铰接于所述基座靠近所述前夹紧法兰的端部，所述两根支架杆远离所述前夹紧法兰的端部间通过转轴装设所述导引滚轮，以使所述导引滚轮的滚动导引方向与所述基座的长边方向平行；所述两根支架杆靠近所述导引滚轮的部位之间连接有固定杆，所述伸缩杆的一端铰接于所述固定杆上；所述套筒的封闭端铰接于所述基座远离所述前夹紧法兰的端部；所述伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及所述套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；所述螺旋弹簧套设于所述套筒，所述伸缩杆的另一端经由所述套筒的开口端穿入至所述套筒内，并使所述螺旋弹簧的两端分别挡止于所述伸缩杆的卡位部及所述套筒的卡位部。3.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述弹性导向装置是由基座、滚轮支架、所述导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；所述基座为条状体，且所述基座以其长边方向与所述管体的轴向平行而装设于所述管体的外周面上；所述滚轮支架是由平直段和弯折段构成，所述平直段包括两根直杆，所述两根直杆的投影的方向均与所述管体的轴向平行，所述两根直杆彼此间隔且两根直杆靠近所述前夹紧法兰的端部铰接于所述基座靠近所述前夹紧法兰的端部，所述两根直杆远离所述前夹紧法兰的端部同向一侧弯折延伸以形成所述弯折段，所述弯折段包括一长杆及一短杆，所述长杆及短杆的投影的方向均与所述管体的轴向之间形成所述导引夹角，所述长杆及短杆间通过转轴装设所述导引滚轮，以使所述导引滚轮的滚动导引方向与所述管体的轴向之间形成所述导引夹角；所述两根直杆靠近所述弯折段的部位之间连接有固定杆，所述伸缩杆的一端铰接于所述固定杆上；所述套筒的封闭端铰接于所述基座远离所述前夹紧法兰的端部；所述伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及所述套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；所述螺旋弹簧套设于所述套筒，所述伸缩杆的另一端经由所述套筒的开口端穿入至所述套筒内，并使所述螺旋弹簧的两端分别挡止于所述伸缩杆的卡位部及所述套筒的卡位部。4.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述弹性导向装置是由基座、滚轮支架、所述导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；所述基座为条状体，且所述基座以其长边方向与所述管体的轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建磊，王智，李毅，张千昌，杜培恩，张军，房茂立，杨光，韩梦媛，徐辉，于文，陈凯凤，王静，安文鹏，
申请(专利权)人：中石化石油工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：