专利名称：输油管道逆流清管机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及输油管道内壁的清理技术领域，特别涉及一种输油管道高效逆流
清管机。
背景技术：
石油在管道输送中，输油管路在运行一定周期后就会在管道内壁沉积一定厚度的 石蜡，胶质，凝油，砂和其他杂质的混合物，产生蜡沉积现象，沉积层较厚的含蜡油管道有可 能发生初凝、停流事故。多年来，因管道积蜡而使输送能力降低和堵塞的现象不断发生。如 克拉玛依到独山子输油管线投产不到两年，输油量就从150t/h下降到了 llt/h ；某管道246 管线，曾因投产后的半年中一直在低输量下输送，使摩阻增大50%以上，导致了停流事故; 利比亚一条长960km，管径850mm的原油管线，因积蜡过多，投产后三年就不能正常输送，经 过三个多月的连续清管，才使管道恢复正常；2008年9月17日，中石油“兰成渝”输油管道 因清管器卡死而造成管道堵塞，在200多名专家和武警经过90多个小时的奋战抢修下，排 除了故障。所以，输油管道运行中的清管工作显的特别重要。目前输油管路中所使用的清管器有橡胶清管球、皮碗清管器、聚氨酯泡沫塑料清 管器、机械清管器、管道检测清管器等；这一系列清管器，虽然对清除管内杂物和管壁结蜡 有一定的效果，但是存在的不足是橡胶清管球由于在管内可以任意方向的转动和变型，越 过块状物体障碍时比较容易，而管内块状物却得不到有效的清除，清蜡效果较差。皮碗清 管器由两节或多节皮碗构成，它在管内运行时，保持着固定的方向，虽然清除固体的能力较 强，但变形较小，磨损较快，它们越过小的物体或被较大的物体垫起时易丧失密封性，清除 固体杂质的性能较差。聚氨酯泡沫塑料清管器外形呈炮弹状，沿清管器周围有螺旋沟槽，在 运行时螺旋沟槽产生分力，使其旋转前进，在管道内与流体以同样的速度前进时，只能靠前 后很小的压差推动清管器转动，它的转速非常慢，刮刷效果也比较差。机械清管器是一种刮 刷结合的清管器，机械清管器上的刷子和刮板能除去管内壁上的硬蜡层，其皮碗可刮去结 蜡层外部的凝油层；此种清管器在管内的行走速度与管内流体大致相同，但清管器有时会 在管壁环焊缝处卡住，只有采用对输油管增压的方法，才能推动机械清管器向前运动，而采 用增压方式又存在危险性，曾发生过在管线急弯处清管器从管壁薄的一侧飞出的事故；机 械清管器在遇到变形大的管道和较大的障碍物时，通过能力较差，只能通过R = 1. 5D以上 的弯头，且较笨重。综上所述，这一系列清管器，它们还存在的共同缺点是，这些清管器放入 管道后，很难控制它的运行速度和运行状态，一旦在输油管道中卡住，就不容易判断卡点的 所在位置，而且排除故障的过程复杂，费时又费力，面临的问题也比较多
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种输油管道逆流清管机，解决输油管道内清蜡、清除 杂物，实现清管作业机械化，改善多年来输油管道人工操作费时费力的作业状况；该清管器 不仅能完成逆流状态下进行清管作业，而且管道清理和输油可同时进行，还能实现对管道内部进行探测，具备节省人力，具有降低输油成本，减少输油管道运行费用，增加管道的输 量，保证输油安全的作用。本实用新型采用的技术方案是输油管道逆流清管机，由压力平衡机构、牵引机构 和清管器组成，其特征在于压力平衡机构主要由压力平衡管和压力平衡阀门组成，在输油管道的壁上有孔， 输油管道孔上焊接有管接头，管接头上连接有压力平衡阀门，压力平衡阀门上连接有压力 平衡管。正常输油时关闭压力平衡阀门；当需要用输油管道逆流清管机清管时，首先往压力 平衡管内注入密度较大的平衡液体；打开压力平衡阀门，管内原油在平衡液体压力下不能 进入压力平衡管内。牵引机构主要由机座、手轮、钢丝绳绕筒、支撑钢架、钢丝绳滑轮、管内导向轮和钢 丝绳组成；机座与支撑钢架垂直固定在一起，在机座上有手轮和钢丝绳绕筒，手轮与钢丝绳 绕筒之间有传动机构，如皮带传动机构、链条传动机构或齿轮传动机构，转动手轮能带动钢 丝绳绕筒旋转。在支撑钢架的上端固定有钢丝绳滑轮。在输油管道内固定有管内导向轮， 管内导向轮的位置与输油管道孔相对。在钢丝绳绕筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳绕过支撑钢 架上端的钢丝绳滑轮进入压力平衡管，钢丝绳通过压力平衡阀门并绕过管内导向轮，进入 输油管道的下游端。在钢丝绳的端部连接有清管器。清管器主要由传动轴、叶轮、皮碗式刮板、万向联轴器、刷毛、管头组成。钢丝绳的 端部连接有清管器传动轴的一端。传动轴上固定有叶轮，当输油管道内的原油流动能推动 叶轮转动，叶轮转动能带动传动轴转动。在传动轴上固定有皮碗式刮板，皮碗式刮板的外径 与输油管道内径基本相同。在传动轴的另一端连接有万向联轴器，万向联轴器连接有管头， 在管头的壁上放射状固定有刷毛。当传动轴和万向联轴器带动管头转动，刷毛随管头转动， 刷毛能清除输油管道内壁上的结蜡和杂物。为了在清管器进入输油管道内后，能在地面探测到输油管道内壁情况，在管头的 端部固定有微型管道探测器。所述的压力平衡阀门采用的是平板阀。支撑钢架上端对称固定有两个钢丝绳滑轮，其中一个钢丝绳滑轮与压力平衡管垂 直相对。本实用新型的有益效果本输油管道逆流清管机具有以下优点1、在输油管道内清管器能实现自动高速旋转。在钢丝绳的牵引下，清管器以比管 道内流体流速慢的速度在管道中运行，在清管器前后会产生很大的压差，在压差的作用下， 叶轮会高速旋转并通过清管器传动轴带动刷毛快速旋转，即可清除管壁内的蜡质以及附着 在管壁上的硬质杂物；另外，清管器也会高速旋转，清蜡及清除管内硬物的效果非常明显。2、可逆流进行清管作业。由钢丝绳牵引清管器在输油管内勻速下行，进行逆流清 管时，钢丝绳拉动清管器从管道下游向上游运动；当清管器出现故障时，还能很轻松的把清 管器从管道中拉出；既能顺流作业，又能逆流清管，提高了清管的效率。3、清管、输油可同时进行，互不影响。由于在原油输油管道上焊接有阀门，当对输 油管进行清管时，先装上压力平衡管，让输油管内原油在管道压力的作用下，进入平衡管 中，平衡管内压力与输油管道压力平衡后，平衡管内的原油高度就不再上升；因为有压力平 衡管，清管时不会对输油管的正常输油造成任何影响，清管、输油可同时进行，这是高效逆
4流清管机的一大特点。4、可有效地防止输油管道穿孔和盗油事故的发生；由于在清管器的顶部设有微型 管道探测器，能对输油管道内部进行全方位的探测，能把探测到的信号快速地传送到地面 控制室，根据传送信息能快速而准确的找到盗油点，以便及时采取防盗、堵漏措施。5、具有降低输油成本，减少输油管道运行费用，增加管道的输量，保证输油安全高 效的作用。
图1是本实用新型输油管道逆流清管机结构剖面示意图。图中，1-输油管道、2-机座、3-手轮、4-钢丝绳绕筒、5-支撑钢架、6-钢丝绳滑轮、 7_压力平衡管、8-压力平衡阀门、9-管内导向轮、10-钢丝绳、11-传动轴、12-叶轮、13-皮 碗式刮板、14-万向联轴器、15-刷毛、16-管头。
具体实施方式
实施例1 以一个输油管道逆流清管机为例，对本实用新型作进一步详细说明。参阅图1。本实用新型输油管道逆流清管机，由压力平衡机构、牵引机构和清管器 组成。压力平衡机构是在输油管道1的壁上有一个圆孔，输油管道1圆孔上焊接有直径 为250毫米的管接头，管接头上连接有两个压力平衡阀门8，压力平衡阀门8采用的是平板 阀。压力平衡阀门8上垂直输油管道1连接有一根压力平衡管7。(输油管道1每隔5000 米距离焊接一个管接头，管接头上连接一个压力平衡阀门8。在输油工作状态，压力平衡阀 门8关闭。)牵引机构主要由机座2、手轮3、钢丝绳绕筒4、支撑钢架5、钢丝绳滑轮6、管内导向 轮9和钢丝绳10组成。机座2与支撑钢架5垂直固定在一起，在机座2上有手轮3和钢丝 绳绕筒4，手轮3与钢丝绳绕筒4之间有链条传动机构，钢丝绳绕筒4有5100米长的钢丝绳 10 (每次能清理5000米输油管道1)。在支撑钢架5的上端对称固定有两个钢丝绳滑轮6， 其中一个钢丝绳滑轮6与压力平衡管7垂直相对。在输油管道1内固定有管内导向轮9， 管内导向轮9的位置与输油管道1孔相对。在钢丝绳绕筒4上缠绕有钢丝绳10，钢丝绳10 绕过支撑钢架5上端的两个钢丝绳滑轮6进入压力平衡管7，钢丝绳10通过压力平衡阀门 8并绕过管内导向轮9，进入输油管道1的下游端。在钢丝绳10的端部连接有一个清管器。清管器主要由传动轴11、叶轮12、皮碗式刮板13、万向联轴器14、刷毛15、管头16 组成。钢丝绳10的端部连接有清管器传动轴11的一端。为了防止传动轴11转动带来钢 丝绳打卷，在传动轴11的端部有一个台阶，轴承内圈固定在传动轴11台阶上，轴承内圈有 轴套，轴套与钢丝绳10端部连接。传动轴11上固定有一个叶轮12。在传动轴11上固定有 一个皮碗式刮板13，皮碗式刮板13的外径比输油管道1内径小2毫米。在传动轴11的另 一端连接有万向联轴器14，万向联轴器14连接有管头16，在管头16的壁上放射状固定有 刷毛15。固定的刷毛15展开后顶端的直径大于输油管道1内径小4毫米。在管头16的端部固定有一个微型管道探测器。
权利要求一种输油管道逆流清管机，由压力平衡机构、牵引机构和清管器组成；其特征在于压力平衡机构主要由压力平衡管(7)和压力平衡阀门(8)组成，在输油管道(1)的壁上有孔，输油管道(1)孔上焊接有管接头，管接头上连接有压力平衡阀门(8)，压力平衡阀门(8)上连接有压力平衡管(7)；牵引机构主要由机座(2)、手轮(3)、钢丝绳绕筒(4)、支撑钢架(5)、钢丝绳滑轮(6)、管内导向轮(9)和钢丝绳(10)组成；机座(2)与支撑钢架(5)垂直固定在一起，在机座(2)上有手轮(3)和钢丝绳绕筒(4)，手轮(3)与钢丝绳绕筒(4)之间有传动机构，在支撑钢架(5)的上端固定有钢丝绳滑轮(6)，在输油管道(1)内固定有管内导向轮(9)，管内导向轮(9)的位置与输油管道(1)孔相对，在钢丝绳绕筒(4)上缠绕有钢丝绳(10)，钢丝绳(10)绕过支撑钢架(5)上端的钢丝绳滑轮(6)进入压力平衡管(7)，钢丝绳(10)通过压力平衡阀门(8)并绕过管内导向轮(9)，进入输油管道(1)的下游端，在钢丝绳(10)的端部连接有清管器；清管器主要由传动轴(11)、叶轮(12)、皮碗式刮板(13)、万向联轴器(14)、刷毛(15)、管头(16)组成，钢丝绳(10)的端部连接有清管器传动轴(11)的一端，传动轴(11)上固定有叶轮(12)，在传动轴(11)上固定有皮碗式刮板(13)，皮碗式刮板(13)的外径与输油管道(1)内径基本相同，在传动轴(11)的另一端连接有万向联轴器(14)，万向联轴器(14)连接有管头(16)，在管头(16)的壁上放射状固定有刷毛(15)。
2.根据权利要求1所述的输油管道逆流清管机，其特征是在管头(16)的端部固定有 微型管道探测器。
3.根据权利要求1所述的输油管道逆流清管机，其特征是所述的压力平衡阀门(8) 采用的是平板阀。
4.根据权利要求1所述的输油管道逆流清管机，其特征是支撑钢架(5)上端对称固 定有两个钢丝绳滑轮(6)，其中一个钢丝绳滑轮(6)与压力平衡管(7)垂直相对。专利摘要输油管道逆流清管机，应用于输油管道内壁的清理。由压力平衡机构、牵引机构和清管器组成。压力平衡机构由压力平衡管和压力平衡阀门组成，压力平衡阀门上连接有压力平衡管。牵引机构机座与支撑钢架固定在一起，在机座上有手轮和钢丝绳绕筒，在输油管道内固定有管内导向轮。钢丝绳绕过钢丝绳滑轮，钢丝绳通过压力平衡阀门并绕过管内导向轮，进入输油管道在钢丝绳的端部连接有清管器。效果是可逆流进行清管作业，清管、输油可同时进行，互不影响。构造简单，适用范围广，清管能力强。
文档编号B08B9/045GK201618709SQ201020046750
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者李琦伟, 李红星, 赵志敏, 郭忠明, 闫娜, 韦涛, 韩晓轩 申请人:中国石油天然气股份有限公司