專利名稱：油氣管道用在線清管器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田輸油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及輸油管道內(nèi)壁清洗沉積或粘附的 油、蠟、垢等污物的工具，是一種油氣管道用在線清管器。
背景技術(shù)：
輸油、輸氣管道在油田生產(chǎn)中主要承擔著輸送介質(zhì)、銜接流程和對油、氣進行輔助 處理的作用，因此在運行一段時間后，管道內(nèi)壁上難免會沉積或粘附很多油、蠟、垢等污物， 阻礙或阻塞管道的正常運行。目前，用于油田管道內(nèi)壁的清洗方法主要有兩類，化學(xué)清洗和物理清洗。化學(xué)清 洗存在一定環(huán)境污染，而且對長距離管線清洗難度大，藥品很難到達或充分反應(yīng)，經(jīng)常存在 清管不徹底、管壁有殘垢等現(xiàn)象。物理清洗又可分為使用清洗工具(如清管豬)和采用高 壓射流方式兩種。清洗工具比較常用的是連接有探爪的撓性管，它在動力設(shè)備的作用下向 前推進，清除管子內(nèi)壁污物，該方法的缺點是易形成卡阻、管壁清洗不徹底等。高壓射流方 式是將流體在泵體中加壓，形成低速高壓流體，然后，經(jīng)高壓導(dǎo)管傳輸?shù)絿娮?，?jīng)噴嘴加速 后噴出，利用高速流體沖刷作用，橫向或切向清洗物體表面，但是傳統(tǒng)的高速射流裝置存在 噴射作用力小、清管效率低、卡阻后不易退出、卡阻位置不清楚等缺點。如傘狀疊片式清管 器，采用兩層或三層傘狀疊片間的縫隙作為噴嘴，正常工作時當高壓流體從縫隙流過后被 加速，然后沖刷清洗管道內(nèi)壁，該裝置的缺點在于一旦卡阻，很難使工具退出，不易確定卡 阻位置。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種油氣管道用在線清管器，能高效、清洗管道內(nèi)壁污 物，清洗距離長、遇阻后能方便退出，能精確跟蹤定位。本實用新型采用的技術(shù)方案是油氣管道用在線清管器，主要由電子測位器、主 體、壓座、密封膠筒、小鋼球、定壓彈簧、定位套、鎖套、限位鋼球、回位彈簧、連接桿、支撐體、 密封膠墊、支承座、連接套、圓錐體、射流噴嘴、閥座套、端部密封墊、壓蓋螺母、端部鋼球、端 部彈簧、壓座、射流噴嘴、彈簧和鋼球組成，其特征在于主體為階梯圓柱體形，即主體由大 圓柱體和小圓柱體組成，主體有中心孔，在主體中心孔內(nèi)套有一個圓筒形定位套，在主體的 端面上通過中心孔內(nèi)螺紋固定一個電子測位器；在主體的大圓柱體的外壁上有環(huán)形槽，在 環(huán)形槽內(nèi)固定有環(huán)形密封膠筒，密封膠筒起到阻隔帶壓流體的作用；在主體上均勻分布有 軸向孔，在軸向孔內(nèi)分別有一個定壓彈簧和一個小鋼球，壓座通過螺紋固定在軸向孔的端 部，壓座有中心孔；定壓彈簧、小鋼球和壓座起到單流閥的作用，只有在一定的流體壓力的 作用下才能打開。在主體的小圓柱體上套有鎖套；在主體的小圓柱體上沿圓周方向均勻分 布有通孔，孔內(nèi)有限位鋼球；限位鋼球與定位套的外壁接觸，限位鋼球不能落入定位套內(nèi)， 并且限位鋼球高出主體的小圓柱體的外表面，限位鋼球能阻擋鎖套滑動。在主體的小圓柱 體的端部外螺紋固定有一個圓柱體形支撐體，支撐體有中心孔；在定位套的端部有一個鋼球和彈簧，鋼球在彈簧的推動下能使定位套端部密封，鋼球起到單向閥作用。在支撐體的 外壁上套有回位彈簧；回位彈簧的一端在支撐體突起的臺階上，另一端連接在鎖套端面上； 在鎖套套有環(huán)形連接套，在支撐體的端部有外螺紋，支撐體端部螺紋連接有圓錐體，圓錐體 內(nèi)有腔體，圓錐體有中心孔，在圓錐體中心孔內(nèi)有閥座套，閥座套為圓柱體形有中心孔，閥 座套的內(nèi)端螺紋固定在支撐體的端部，在支撐體中心孔內(nèi)有端部鋼球、端部彈簧和壓座，壓 座將端部鋼球和端部彈簧固定在支撐體中心孔內(nèi)，端部鋼球和端部彈簧起到單向閥作用， 當流體正向流入時單向閥密封，反向流入時單向閥打開。支撐體的端部有外螺紋，支撐體端 部螺紋固定有壓蓋螺母；在圓錐體端部與壓蓋螺母之間有環(huán)形端部密封墊；圓錐體壁上固 定有射流噴嘴，射流噴嘴使圓錐體內(nèi)腔與外部聯(lián)通；在連接套上通過銷軸連接有支承座，支 承座通過銷軸連接有連接桿，連接桿的另一端固定在鎖套上。通過流體的流向和壓力控制 回位彈簧和連接桿，使支承座張開或收回。在支承座的端部固定有密封膠墊。支撐座上固 定有軸向射流噴嘴。在連接套與圓錐體端面之間有環(huán)形密封墊。在主體的小圓柱體的端部外壁上有密封圈，密封圈使支撐體內(nèi)壁與主體的小圓柱 體的端部外壁之間密封。電子測位器與主體之間由卡簧鎖定，保持連接牢固，密封膠筒的外壁有環(huán)形凹槽。射流噴嘴中心孔為圓錐形，進出面積與出口面積比為10 12 1，根據(jù)伯努利方 程
1 2P + Pgh + — /TV =C式中ρ、ρ、ν分別為流體的壓強、密度和速度，h為鉛垂高度，g為重力加速度。由 伯努利方程可知，流速高處壓力低，流速低處壓力高，當高壓流體通過射流噴嘴時，流體流 速增加，會在噴嘴前端形成大量連續(xù)移動的低壓區(qū)，形成大量空泡，空泡沖擊到管壁表面后 迅速破裂，釋放出大量爆破能，隨著流體中不斷形成、長大的空泡在管道內(nèi)壁附近頻頻潰 滅，壁面會遭受巨大壓力的反復(fù)沖擊，從而迅速擊碎內(nèi)壁上垢等污物，然后由射流流體將之 帶走、排出，不易形成阻塞和卡阻。本實用新型的有益效果本實用新型油氣管道用在線清管器，能高效清洗管道內(nèi) 壁污物，采用射流噴嘴，顯著增加流體流速，并在管道內(nèi)壁形成連續(xù)移動的空泡，根據(jù)“空泡 效應(yīng)”，在管道內(nèi)壁獲得反復(fù)的爆破沖擊能，因此除垢能力強，清洗徹底，清洗效率高。具有 加壓清洗功能，當管道結(jié)垢比較嚴重或垢的體積較大時，開啟多個備用射流噴嘴，清垢能力 顯著提高。通過反向打壓，將打開的清管器自動回收，不會形成卡阻，操作方便。有電子側(cè) 位裝置，能對清管器進行跟蹤，便于了解清洗速度，卡阻后能迅速確定清管器所在位置。

圖1是本實用新型油氣管道用在線清管器結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2是油氣管道用在線清管器正常清垢示意圖。圖3是油氣管道用在線清管器加壓清垢示意圖。圖4是反向加壓后油田用管道在線清管器退出示意圖。[0018]圖中，1.電子測位器，2.主體，3.壓座，4.密封膠筒，5.小鋼球，6.定壓彈簧，7.卡 簧，8.定位套，9.鎖套，10.限位鋼球，11.回位彈簧，12.連接桿，13.支撐體，14.密封膠墊， 15.支承座，16.連接套，17.密封墊，18.圓錐體，19.射流噴嘴，20.閥座套，21.端部密封 墊，22.壓蓋螺母，23.端部鋼球，24.端部彈簧，25.壓座，26.射流噴嘴，27.密封圈，28.彈 簧，29.鋼球。
具體實施方式
實施例1 以一個油氣管道用在線清管器為例，作進一步詳細說明。參閱圖1。本實用新型油氣管道用在線清管器，主要由電子測位器1、主體2、壓座 3、密封膠筒4、小鋼球5、定壓彈簧6、卡簧7、定位套8、鎖套9、限位鋼球10、回位彈簧11、連 接桿12、支撐體13、密封膠墊14、支承座15、連接套16、密封墊17、圓錐體18、射流噴嘴19、 閥座套20、端部密封墊21、壓蓋螺母22、端部鋼球23、端部彈簧對、壓座25、射流噴嘴沈、密 封圈27、彈簧28和鋼球四組成。主體2為階梯圓柱體形，即主體2由大圓柱體和小圓柱體組成，主體2有中心孔， 在主體2中心孔內(nèi)套有一個圓筒形定位套8，在主體2的端面上通過中心孔內(nèi)螺紋固定一個 電子測位器1，電子測位器1通過卡簧7與主體2鎖定。在主體2的大圓柱體的外壁上有 環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)固定有一個環(huán)形密封膠筒4 ；密封膠筒4的外壁有兩道環(huán)形凹槽。在主 體2上均勻分布六個有軸向通孔，在每個軸向通孔內(nèi)有一個定壓彈簧6和一個小鋼球5，壓 座3通過螺紋固定在軸向通孔的端部，壓座3有中心孔。在主體2的小圓柱體上套有鎖套
9；在主體2的小圓柱體上沿圓周方向均勻分布有兩個徑向通孔，孔內(nèi)分別有一個限位鋼球
10；限位鋼球10與定位套8的外壁接觸，限位鋼球10不能落入定位套8內(nèi)，并且限位鋼球 10高出主體2的小圓柱體的外表面，限位鋼球10能阻擋鎖套9滑動。在主體2的小圓柱體 的端部外螺紋固定有一個圓柱體形支撐體13，支撐體13有中心孔。在主體2的小圓柱體的 端部外壁上有兩道密封圈27，密封圈27使支撐體13內(nèi)壁與主體2的小圓柱體的端部外壁 之間密封。在定位套8的端部有一個鋼球四和一個彈簧觀。在支撐體13的外壁上套有 回位彈簧11 ；回位彈簧11的一端在支撐體13突起的臺階上，另一端連接在鎖套9端面上； 在鎖套9套有一個環(huán)形連接套16，在支撐體13的端部有外螺紋，支撐體13端部螺紋連接有 圓錐體18，在連接套16與圓錐體18端面之間有一個環(huán)形密封墊17。圓錐體18內(nèi)有腔體， 圓錐體18有中心孔，在圓錐體18中心孔內(nèi)有一個閥座套20，閥座套20為圓柱體形有中心 孔，閥座套20的內(nèi)端采用螺紋固定在支撐體13的端部，在支撐體13中心孔內(nèi)有端部鋼球 23、端部彈簧M和壓座25，壓座25將端部鋼球23和端部彈簧M固定在支撐體13中心孔 內(nèi)。支撐體13的端部有外螺紋，支撐體13端部螺紋固定有壓蓋螺母22 ；在圓錐體18端部 與壓蓋螺母22之間有一個環(huán)形端部密封墊21。圓錐體18壁上固定有八個射流噴嘴19 ；在 連接套16上通過銷軸連接有三個扇形支承座15，支承座15通過銷軸分別與三個連接桿12 連接，連接桿12的另一端固定在鎖套9上。在支承座15的端部固定有密封膠墊14。支撐 座15上固定有六個軸向射流噴嘴26。簡述油氣管道用在線清管器的工作過程。正常清垢過程參閱圖2，首先將清管器送入管道，然后在管道內(nèi)注入高壓流體， 當高壓流體流至清管器后端時，由于密封膠筒4與管子內(nèi)壁接觸緊密，高壓流體只能從清管器后端空腔流入，并推動清管器前行，當高壓流體流至鋼球四時，彈簧觀被壓縮，高壓流 體推動鎖套9前行，壓縮回位彈簧11，到達固定位置后限位鋼球10鎖死，支承座15被打開， 由連接桿12進行支撐，密封膠墊14與管道內(nèi)壁緊密接觸，阻止該側(cè)高壓流體經(jīng)過，高壓流 體只能繼續(xù)在空腔內(nèi)前行，但空腔前端被端部鋼球23密封，高壓流體最后只能通過射流噴 嘴19射出，加速后到達管道內(nèi)壁，清除管壁污垢。加壓清垢過程參閱圖3，當管道內(nèi)壁結(jié)垢比較嚴重或垢的體積較大時，可增加泵 壓，高壓流體會作用于小鋼球5上，當壓力超過一定數(shù)值后，定壓彈簧6被壓縮，高壓流體就 可以通過支承座15上的多個備用射流噴嘴沈射出，增加清洗面積和除垢能力；當結(jié)垢嚴重 處或體積較大的垢被清洗完畢后，可降低泵壓，定壓彈簧6收縮，小鋼球5回位，恢復(fù)正常清 垢狀態(tài)，節(jié)省流體用量和能量損耗。工具遇卡退出過程參閱圖4，當清管器遇阻時，可通過反方向打壓，使清管器從 管道起始端退出。具體過程是，反方向打壓后，流體作用在端部鋼球23上，壓縮端部彈簧 24，高壓流體進入清管器空腔，然后彈簧觀推動鋼球四和定位套8向后運動，到達一定位 置時，限位鋼球10下落，鎖套9和連接桿12在回位彈簧11的作用下后移，連接桿12拉動 支承座15收起，高壓流體在空腔內(nèi)高壓流體被鋼球四阻擋，在主體2上被小鋼球5阻擋， 只能作用在密封膠筒4和主體2的外壁上，推動清管器快速向后移動，使工具方便退出。
權(quán)利要求1.一種油氣管道用在線清管器，主要由電子測位器(1)、主體O)、壓座(3)、密封膠 筒(4)、小鋼球(5)、定壓彈簧(6)、定位套(8)、鎖套(9)、限位鋼球(10)、回位彈簧(11)、連 接桿(12)、支撐體(13)、密封膠墊(14)、支承座(15)、連接套(16)、圓錐體(18)、射流噴嘴(19)、閥座套(20)、端部密封墊(21)、壓蓋螺母(22)、端部鋼球(23)、端部彈簧(M)、壓座 (25)、射流噴嘴( )、彈簧08)和鋼球09)組成，其特征在于主體(2)為階梯圓柱體形， 即主體O)由大圓柱體和小圓柱體組成，主體( 有中心孔，在主體( 中心孔內(nèi)套有一個 圓筒形定位套(8)，在主體O)的端面上通過中心孔內(nèi)螺紋固定一個電子測位器(1)；在主 體O)的大圓柱體的外壁上有環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)固定有環(huán)形密封膠筒；在主體(2)上 均勻分布有軸向孔，在軸向孔內(nèi)分別有一個定壓彈簧(6)和一個小鋼球(5)，壓座C3)通過 螺紋固定在軸向孔的端部，壓座C3)有中心孔；在主體O)的小圓柱體上套有鎖套(9)；在 主體⑵的小圓柱體上沿圓周方向均勻分布有通孔，孔內(nèi)有限位鋼球(10)；限位鋼球(10) 與定位套(8)的外壁接觸，限位鋼球(10)不能落入定位套(8)內(nèi)，并且限位鋼球(10)高出 主體O)的小圓柱體的外表面，在主體O)的小圓柱體的端部外螺紋固定有一個圓柱體形 支撐體(13)，支撐體(13)有中心孔；在定位套(8)的端部有一個鋼球(29)和彈簧(28)；在 支撐體(1 的外壁上套有回位彈簧(11)；回位彈簧(11)的一端在支撐體(1 突起的臺階 上，另一端連接在鎖套(9)端面上；在鎖套(9)套有環(huán)形連接套(16)，在支撐體(1 的端部 有外螺紋，支撐體(1 端部螺紋連接有圓錐體(18)，圓錐體(18)內(nèi)有腔體，圓錐體(18)有 中心孔，在圓錐體(18)中心孔內(nèi)有閥座套(20)，閥座套00)為圓柱體形有中心孔，閥座套(20)的內(nèi)端螺紋固定在支撐體(1 的端部，在支撐體(1 中心孔內(nèi)有端部鋼球(23)、端 部彈簧(24)和壓座(25)，壓座(25)將端部鋼球(23)和端部彈簧(24)固定在支撐體(13) 中心孔內(nèi)；支撐體(1 的端部有外螺紋，支撐體(1 端部螺紋固定有壓蓋螺母0 ；在圓 錐體(18)端部與壓蓋螺母0 之間有環(huán)形端部密封墊；圓錐體(18)壁上固定有射 流噴嘴(19)；在連接套(16)上通過銷軸連接有支承座(15)，支承座(1 通過銷軸連接有 連接桿(12)，連接桿(1 的另一端固定在鎖套(9)上；在支承座(1 的端部固定有密封 膠墊(14)；支撐座(15)上固定有軸向射流噴嘴06)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣管道用在線清管器，其特征是在連接套(16)與圓錐體 (18)端面之間有環(huán)形密封墊(17)；在主體O)的小圓柱體的端部外壁上有密封圈07)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣管道用在線清管器，其特征是電子測位器1與主體(2) 之間由卡簧(7)鎖定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的油氣管道用在線清管器，其特征是密封膠筒的 外壁有環(huán)形凹槽。
專利摘要油氣管道用在線清管器，應(yīng)用于輸油管道內(nèi)壁清洗沉積污物。在主體中心孔內(nèi)套有一個圓筒形定位套，在主體的端面上通過中心孔內(nèi)螺紋固定一個電子測位器；在主體外壁上固定有環(huán)形密封膠筒，在主體的小圓柱體上套有鎖套；在主體的小圓柱體上有通孔，孔內(nèi)有限位鋼球；在主體的小圓柱體的端部外螺紋固定有一個圓柱體形支撐體；在定位套的端部有一個鋼球和彈簧，在支撐體的外壁上套有回位彈簧；支撐體端部螺紋連接有圓錐體，在圓錐體中心孔內(nèi)有閥座套；圓錐體壁上固定有射流噴嘴。效果是能清洗管道內(nèi)壁污物，采用射流噴嘴，顯著增加流體流速。通過反向打壓，能將清管器自動回收；能對清管器實施跟蹤，卡阻后能迅速確定清管器位置。
文檔編號B08B9/053GK201841141SQ20102060517
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者何治武, 劉江波, 古正富, 唐澤瑋, 奚運濤, 朱方輝, 楊全安 申請人:中國石油天然氣股份有限公司