專利名稱：一種自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及管道清理領(lǐng)域，特別涉及一種自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管
O
背景技術(shù)：
清管器清管技術(shù)是國際上近幾十年來崛起的一項新興管道清管技術(shù)，其基本原理是依靠被清管管道內(nèi)流體的自身壓力，或通過其他設(shè)備提供的水壓或氣壓，作為動力推動清管器在管道內(nèi)向前移動，刮削管壁污垢，將堆積在管道內(nèi)的污垢及雜物推出管外。該清管器清管技術(shù)與化學(xué)清管等技術(shù)相比，具有清管管徑范圍大，可清管管道距離長；對管道金屬本體無腐蝕，對環(huán)境無化學(xué)性污染；清垢均勻、徹底；清管費用低的優(yōu)點，并且可實現(xiàn)不停產(chǎn)清管。故目前已被世界發(fā)達(dá)國家廣泛用于各種管道的清管、維護(hù)及保養(yǎng)。目前，國內(nèi)外針對大口徑天然氣管道清管一般采用八直板清管器，如圖1所示，所述八直板清管器包括筒體2'，設(shè)于筒體2'前端的防撞頭1'，通過骨架連接于筒體2'兩端皮碗組件，所述皮碗組件由前至后分別包括直皮碗壓盤3'、導(dǎo)向皮碗4'、隔離皮碗5' 及密封皮碗6'，所述皮碗組件中的各皮碗通過六角頭螺栓7'固定。在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題此結(jié)構(gòu)的清潔器，由于皮碗數(shù)量較多，使得清管器自身重量較大，清管器運行過程中受到的摩擦力就要大一些，這樣就降低了皮碗的使用壽命和清管器的運行距離。
實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的清管器，存在的運行距離短、易出現(xiàn)皮碗偏磨的問題，本實用新型實施例提供了一種適自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器，能夠使管道清管更加徹底、安全，所述技術(shù)方案如下一種自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器，包括筒體，設(shè)于筒體前端的防撞頭，所述清管器還包括分別設(shè)于所述筒體前、后端的前皮碗和后皮碗，所述前皮碗和所述后皮碗通過各自的固定盤連接著至少三個支承裝置和至少三個支承輪，所述支承輪連接在所述支承裝置上并與之相配，所述支承輪的軸線與所述天然氣管道的軸線相傾斜。具體地，所述支承裝置主要包括底座、限位塊、擺動臂、球座及壓簧；所述固定盤固定連接著所述底座；所述底座安裝著所述擺動臂、所述球座及所述限位塊；所述擺動臂的一端通過擺臂軸安裝在所述底座上，另一端貫穿著軸，所述軸上安裝著所述支承輪，所述支承輪可相對所述軸轉(zhuǎn)動；所述限位塊與所述底座固定連接，所述限位塊用于限制所述擺動臂的位置；所述球座的中心安裝有伸縮筒及壓簧，所述球座通過所述伸縮筒固定在所述底座上，所述伸縮筒內(nèi)設(shè)有伸縮桿，所述伸縮桿和所述壓簧的頂端設(shè)有公共的固定蓋，所述固定蓋中設(shè)有彈簧軸，所述擺動臂的中部穿過所述彈簧軸。進(jìn)一步地，所述前皮碗上設(shè)有多個射流孔，所述射流孔的軸線與所述天然氣管道的軸線相傾斜。具體地，所述射流孔為十六個，并沿所述前皮碗外緣均布設(shè)置。本實用新型實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是[0014]1)相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述清管器將現(xiàn)有技術(shù)的八直皮碗變?yōu)閮蓚€碗型前后皮碗，減輕了總體重量，加裝支承輪后，使所述清管器重心與管道同軸，同時變滑動摩擦為滾動摩擦，摩擦力減小，增加了運行距離；2)相比現(xiàn)有技術(shù)單純前進(jìn)的清管器，由于支承輪的軸線與天然氣管道軸線相傾斜，使得支承輪能夠產(chǎn)生軸向推力推動整個清管器前進(jìn)，并產(chǎn)生周向分力使所述清管器旋轉(zhuǎn)，使得所述清管器在管道中運行時以螺旋方式前進(jìn)，因此本實用新型使得清除管內(nèi)污物的有效面積增大，清管效果更好，故可以減少清管次數(shù)，節(jié)省資金和能源；3)此外，本實用新型對前后皮碗磨損均勻，可以避免偏磨，從而延長清管器的壽命，增加使用次數(shù)，為用戶節(jié)約成本帶來經(jīng)濟(jì)效益。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中所述的八直板清管器；圖2本實用新型實施例所述自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器的主視圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是圖2的旋轉(zhuǎn)右視圖；圖5是所述支承裝置的主視圖；圖6是圖5的俯視圖；圖7是圖5中所述支承輪位于最高點位時的左視圖；圖8是本實用新型所述支承輪受力分析圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的組件列表如下圖1中，1'防撞頭，2'筒體，3'直皮碗壓盤，4'導(dǎo)向皮碗，5'隔離皮碗，6'密封皮碗，7'六角頭螺栓。圖2-圖7中1防撞頭，2天然氣管道，3前皮碗，3. 1射流孔，4支承輪，5筒體，6后皮碗，10支承裝置，11底座，12固定盤，13限位塊，14壓簧，16軸，17擺動臂，18伸縮桿，19 伸縮筒，20球座，21擺臂軸，22固定蓋，23彈簧軸。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖2所示，本實用新型實施例所述的一種自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器， 所述清管器包括筒體5，設(shè)于筒體5前端的防撞頭1，所述清管器還包括分別設(shè)于所述筒體 5前、后端的前皮碗3和后皮碗6，所述前皮碗3和所述后皮碗6通過各自的固定盤12連接著至少三個支承裝置10和至少三個支承輪4，所述支承輪4連接在所述支承裝置10上并與之相配，所述支承輪4的軸線與所述天然氣管道2的軸線相傾斜，并形成夾角α。具體地，本例中，如圖4所示，所述后皮碗6處的支承裝置10優(yōu)選為五個，與之對應(yīng)的所述支承輪4為五個。同理，前皮碗3處的支承裝置10也優(yōu)選為五個，與之對應(yīng)的所述支承輪4也為五個。即支承輪4與支承裝置10共同形成兩排支承輪系統(tǒng)，每排五個，沿筒體5圓周均勻分布。具體地，如圖5、圖6及圖7所示，所述支承裝置10主要包括底座11、限位塊13、擺動臂17、球座20及壓簧14 ；所述固定盤12固定連接著所述底座11 ；所述底座11安裝著所述擺動臂17、所述球座20及所述限位塊13 ；所述擺動臂17的一端通過擺臂軸21安裝在所述底座11上，另一端貫穿著軸16，所述軸16上安裝著所述支承輪4，所述支承輪4可相對所述軸16轉(zhuǎn)動；所述限位塊13與所述底座11固定連接，所述限位塊13用于限制所述擺動臂17的位置；所述球座20的中心安裝有伸縮筒19及壓簧14，所述球座20通過所述伸縮筒19固定在所述底座11上，所述伸縮筒19內(nèi)設(shè)有伸縮桿18，所述伸縮桿18和所述壓簧 14的頂端設(shè)有公共的固定蓋22，所述固定蓋22中設(shè)有彈簧軸23，所述擺動臂17的中部穿過所述彈簧軸23。本例中，如圖2所示，通過支承輪4帶有強(qiáng)力壓簧14，使清管器的運行由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，摩擦力變小，可延長清管器的運行距離。在給清管器提供足夠支撐力的同時，能夠使檢測器與管道同軸運行，防止偏磨。進(jìn)一步地，考慮到前、后皮碗的過盈量，會使清管器移動時有較大的摩擦力，為了減少皮碗磨損，如圖3所示，所述前皮碗3上設(shè)有多個射流孔3. 1，射流孔3. 1的軸線與所述天然氣管道2的軸線相傾斜，本例中，所述射流孔3. 1優(yōu)選為十六個，并沿所述前皮碗3 外緣均布設(shè)置。這樣當(dāng)有氣流或油流通過射流孔3. 1時，也將產(chǎn)生一個切向力，即周向的分力，推動所述清管器旋轉(zhuǎn)，同時，清管器運行時，其后的高壓氣體從射流孔中噴射而出，將清管器前的粉末吹起，使其不能聚集，從而降低了清管器偏磨的可能性。如圖2所示，本實用新型所述自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器，其支撐輪前進(jìn)方向與天然氣管道軸線方向有一個角度α，如圖8所示，所述清管器沿軸向前進(jìn)時支撐輪的受力，可以分解成兩個分量，即軸向分量和周向分量，軸向分量推動清管器前進(jìn)，周向分量使清管器旋轉(zhuǎn)。參見圖2，清管器的旋轉(zhuǎn)量與清管器支撐輪前進(jìn)方向和天然氣管道軸向的夾角有關(guān)，可按下列方法計算，計算公式:η= tan α 1000XL/π (D_2t)公式中各符號代表的參數(shù)D 天然氣管道外徑(mm)，t 天然氣管道壁厚(mm)，L 天然氣管道長度(m)，α 天然氣管道軸線與支承輪前進(jìn)方向的夾角的角度，η:自旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。計算公式應(yīng)用舉例參見圖2，例如Φ660管道已知天然氣管道壁厚為10mm，天然氣管道外徑為 660mm，天然氣管道長度為115m ；求解α解α = tan-l[3i (D~2t)/1000L][0050]= tan-Ι[π (660-2 X10)/1000X115] 1°上述計算表明支撐輪前進(jìn)方向與天然氣管道軸線夾角的角度為1°時，在天然氣管道中運行的Φ660自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器，每前進(jìn)115米，所述清管器將旋轉(zhuǎn)一圈。故所述清管器在管道中運行時是以螺旋方式前進(jìn)的，通過調(diào)節(jié)支撐輪軸線與天然氣管道軸向的夾角可以改變所述清管器自旋轉(zhuǎn)的速度。由此可知，相比現(xiàn)有技術(shù)單純前進(jìn)的清管器，本實用新型自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器，使得清除管內(nèi)污物的有效面積增大，清管效果更好，這樣，可以減少清管次數(shù)， 節(jié)省資金和能源；另外，自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器對前后皮碗磨損均勻，可以避免偏磨，從而延長清管器的壽命，增加使用次數(shù)。為用戶節(jié)約成本帶來效益；此外，本實用新型所述清管器將現(xiàn)有技術(shù)的八直皮碗變?yōu)閮蓚€碗型前后皮碗，減輕了總體重量，加裝支承輪后，使所述清管器重心與管道同軸，同時變滑動摩擦為滾動摩擦，摩擦力減小，增加了運行距離。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器，包括筒體，設(shè)于筒體前端的防撞頭，其特征在于，所述清管器還包括分別設(shè)于所述筒體前、后端的前皮碗和后皮碗，所述前皮碗和所述后皮碗通過各自的固定盤連接著至少三個支承裝置和至少三個支承輪，所述支承輪連接在所述支承裝置上并與之相配，所述支承輪的軸線與所述天然氣管道的軸線相傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的射流清管器，其特征在于，所述支承裝置主要包括底座、限位塊、擺動臂、球座及壓簧；所述固定盤固定連接著所述底座；所述底座安裝著所述擺動臂、 所述球座及所述限位塊；所述擺動臂的一端通過擺臂軸安裝在所述底座上，另一端貫穿著軸，所述軸上安裝著所述支承輪，所述支承輪可相對所述軸轉(zhuǎn)動；所述限位塊與所述底座固定連接，所述限位塊用于限制所述擺動臂的位置；所述球座的中心安裝有伸縮筒及壓簧，所述球座通過所述伸縮筒固定在所述底座上，所述伸縮筒內(nèi)設(shè)有伸縮桿，所述伸縮桿和所述壓簧的頂端設(shè)有公共的固定蓋，所述固定蓋中設(shè)有彈簧軸，所述擺動臂的中部穿過所述彈黃軸ο
3.如權(quán)利要求1所述的射流清管器，其特征在于，所述前皮碗上設(shè)有多個射流孔，所述射流孔的軸線與所述天然氣管道的軸線相傾斜。
4.如權(quán)利要求1-3任一項權(quán)利要求所述的射流清管器，其特征在于，所述射流孔為十六個，并沿所述前皮碗外緣均布設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開了一種自旋轉(zhuǎn)式石油天然氣管道用清管器，涉及管道清潔裝置，所述清潔器包括筒體，設(shè)于筒體前端的防撞頭，所述清管器還包括分別設(shè)于所述筒體前、后端的前皮碗和后皮碗，所述前皮碗和所述后皮碗通過各自的固定盤連接著至少三個支承裝置和至少三個支承輪，所述支承輪連接在所述支承裝置上并與之相配，所述支承輪的軸線與所述天然氣管道的軸線相傾斜。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能夠摩擦力減小，增加運行距離；該清管器在管道中以螺旋方式前進(jìn)，使得清除管內(nèi)污物的有效面積增大，清管效果更好；本實用新型對前后皮碗磨損均勻，可以避免偏磨，從而延長清管器的壽命，增加使用次數(shù)，為用戶節(jié)約成本帶來了經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B08B9/055GK202028590SQ201020700478
公開日2011年11月9日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周永濤, 董紹華, 譚春波, 費凡 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司