喷射清淤清管器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种喷射清淤清管器。喷射清淤清管器，包括外轮廓为圆柱状的清管器本体（1），清管器本体（1）的外周上设置有环形的清管器刮板（2），清管器本体（1）贯设有流体通道（3），所述流体通道（3）在清管器本体（1）的末端形成喷射口（4），清管器本体（1）上设置有可控制所述流体通道（3）通断的压力控制阀（5），所述压力控制阀（5）在所述清管器本体（1）的首端流体压强高于预设值时打开，低于预设值时关断。使用本发明进行清管作业，大大降低了海管清管作业中出现海管遇堵的风险性，也降低了海管解堵的成本与解堵的不确定性，并且该清管器较为简单，易于操作，具有很强的实用性。
【专利说明】喷射清淤清管器
【技术领域】
[0001]本发明属于海上油气田及终端进行的油气水混输海底管道清管作业领域，具体是指一种喷射清淤清管器。
【背景技术】
[0002]目前，为了保证油气田管道通畅，提高管道输送效率，需定期进行清管作业。油田在正常生产过程中对海底管线的运行压力进行跟踪监测，根据监测的结果对海底管线泄漏和堵塞的运行情况进行分析。如果发现海管压力异常波动，就应该对管道进行清管作业。清管作业的目的:1)、提高管道的输送效率:管道的输送效率下降会导致输量的下降，对于输油管道，原油中的固体杂质和蜡在一定条件下可能聚集在管道内壁上，对于气体管道和多相流管道，管道中有可能有水化物出现，这些都会降低管道的效率，增加压能的损耗。通过清管作业，可以提高管道的效率。2)、减少对管道的腐蚀:通过清管可以提高管道防腐效果，它可以与防腐剂和脱水剂等方法一起使用，减少对管道内壁的腐蚀。使用清管器对管道清洗时，利用动力流体推动使清管器在管道中运行，以清除管内结垢。
[0003]由于清管器具有清洗管径范围大、管道线路长、对管线金属本体无腐蚀、对环境无化学性污染、清垢均匀彻底、清洗费用低、可实现不停产清洗等诸多优点，从而成为目前最常用的清管工具。清管器清垢机理主要有两种，一是清管器的磨擦、刮削作用，使结垢剥离、破碎；二是清管器四周泄漏的流体产生的冲力，对附着于管壁上的结垢及剥离的污垢产生冲刷、粉化作用，并产生搅拌力将清洗下来的污垢悬浮分散排送出去。除管道清洗外，清管器还可用于投放防腐剂、在线检测、批处理和管道维修等；从简单的清管器到复杂的智能清管器，目前清管器已发展到300多个种类。
[0004]传统清管器按制作材料可分为:泡沫清管器、橡胶清管器、钢轴清管器、聚氨酯清管器。
[0005]泡沫清管器是用开孔聚氨酯泡沫制成的.其长度通常是其直径的两倍.泡沫分低密度(21b / 3ft)、中密度(5?81bl3ft)和高密度(9?IOlb / 3ft)。这种清管器通常为锥形体，但也可以根据要求作成平头、双锥头或双凹头的，其表面可以是棵面.也可以在表面上涂一层硬质聚氨酯泡沫材料.带涂层的清管器上可涂螺旋形聚氨酯涂层、各种涂刷材料或碳化硅涂料，裸面清管器上只涂底漆即可。这种价格低廉的清管器可膨胀、可收缩、柔性好、重量轻，可以通过各种管径的管线，包括斜弯头和90弯头，可通过T型管和60%开口的阀门。其不足之处是:只能一次性使用，运行距离短，在某些酸类集中的管段中运行时会缩短使用寿命。
[0006]橡胶清管器由氯丁橡胶材料制成，公称直径不超过100_的清管器一般采用实心球，大于IOOmm时采用内腔注水的空心球。橡胶清管器是软质球体，变形大、通过性能好、不易被卡，但清除块状物的能力较差，易被硬物垫抬而翻滚，此外，清管器在注水不足或管道内污物较多的情况下容易出现卡阻或破损。
[0007]钢轴清管器，其机体是用钢材或铝材制成的，外部装设密封盘，用于加压和推动清管器前进，清理工具为钢丝刷。该清管器有清理和密封双功能。密封盘和钢丝刷可随时可以换。可装配钢丝刷和尿烷刮刀。能清除坚硬的沉积物，旁通孔设在清管器的前部端头处，这样既可控制速度，又能作为喷气孔，保证清除的杂物悬浮在清管器的前头。钢轴清管器推送污物的抗压能力强，密封性能好，推出固体、液体杂质效果远比清管器好，并可在清管器尾部护罩内安装信号发射机。其不足之处是:更换配件旧成本高，需要专用设备装卸清毯器，钢丝刷上的毛刺有时会钻进设备里，另外小型芯轴清管器无法通过1.5”的弯管。聚氨酯整体清管器采用高强度聚氨酯材料，经高温模压一次成型。它是经济的一体结构，没有昂贵、多余的零部件，既不会散落在管道中，也不会卡在管道中，无需维修，具有很好的性价比。该种清管器具有极高的机械强度、极强的耐磨性能和优越的通过能力。
[0008]不论输送介质为液体或是气体，管道一般可先选用清管器进行初步清洗，而后用机械清管器进一步清除管壁沉积物，进而达到与新管道的摩阻相近为止。若管道内有不易清除的积垢，则应采用各种强力清管器进行清洗。其它考虑因素包括:清管器运行的最大距离、最小弯曲半径和弯角。此外，阀门类型、分支连接和纵剖面都制约着清管器的选择。要选择适用的清管器，就必须对清管器的速度、旁通量等进行必要的估算，但这样会给清管器的设计制造带来很大的不确定性，如何选择合适的清管器种类目前国内外还没有一个定量的方法，只是一些经验性的定性的方法。
[0009]使用传统的清管器进行清管作业，当海管内壁存在较多的淤泥等污垢，清管球所受的阻力大于上游端生产井液提供的推力时，就会出现清管器卡管事故。为了克服清管器卡管事故的发生，保障油气水混输管线清管作业的安全顺利进行，维持油田较高生产时效，特发明了 一种喷射清淤清管球。
[0010]上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种喷射清淤清管器，解决海底管道在发射清管器进行清管作业过程中，清管器受到管道内淤泥等阻力出现卡管这一问题。
[0012]本发明的目的通过以下技术方案实现:
提供一种喷射清淤清管器，包括外轮廓为圆柱状的清管器本体，清管器本体的外周上设置有环形的清管器刮板，清管器本体贯设有流体通道，所述流体通道在清管器本体的末端形成喷射口，清管器本体上设置有可控制所述流体通道通断的压力控制阀，所述压力控制阀在所述清管器本体的首端流体压强高于预设值时打开，低于预设值时关断。
[0013]其中，所述压力控制阀包括阀孔、阀板和弹性件，所述弹性件使阀板密封在阀孔的一端。
[0014]其中，所述压力控制阀包括设置在所述清管器本体上的导向孔，所述阀板上设置有可在导向孔中活动的导向杆，所述弹性件为套设在导向杆上的弹簧，弹簧一端顶设在阀板上，另一端顶设在所述清管器本体上。[0015]其中，所述压力控制阀包括用于调节弹簧预压缩量的调节件。
[0016]其中，所述喷射口为多个，分别设置在清管器本体的末端的端面和周边上。
[0017]其中，所述喷射口的直径在0.3-2mm之间。
[0018]其中，所述清管器刮板至少为两个，均匀间隔设置在清管器本体的外周上。
[0019]其中，所述清管器刮板可拆装地设置在清管器本体的外周上。
[0020]其中，所述清管器刮板由两个半环形刮板组成，两个半环形刮板的两端分别通过螺栓夹固在清管器本体上。
[0021]本发明提供的喷射清淤清管器，清管器本体的首端端面、清管器刮板为动力驱动面，清管器在平台外输压力的推动下，进行海管内清管作业。当清管器在海管中运行受到较大阻力出现停顿卡管时，发射端平台外输压力持续升高，外输流体作用在清管器动力驱动面上的推力也随之增大，当流体压强增大到超过压力控制阀打开预设值时，压力控制阀打开，流体通道导通，流体经流体通道由末端喷射口喷射而出，瞬间产生很大的冲击力，从而将清管器后端海管内壁周围淤泥等脏物冲走，清管器受到的阻力也随之减小，并且清管器本体的首端流体压强也随之降低，当所述清管器本体的首端流体压强低于预设值时，压力控制阀关断，外输流体推动清管器继续运行。与利用传统清管器进行清管作业相比，使用本发明进行清管作业，大大降低了海管清管作业中出现海管遇堵的风险性，也降低了海管解堵的成本与解堵的不确定性，并且该清管器较为简单，易于操作，具有很强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0023]图1是喷射清淤清管器的轴向剖视图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]本发明的核心在于提供一种喷射清淤清管器，解决海底管道在发射清管器进行清管作业过程中，清管器受到管道内淤泥等阻力出现卡管这一问题。
[0026]如图1所示，本发明所述的喷射清淤清管器，包括清管器本体1，清管器本体I的外轮廓为圆柱状，直径比待清管的管线内径小，清管器本体I可由高密度硬质塑料制成，也可采用钢、铝合金等强度较好的材料制成。清管器本体I的外周上设置有环形的清管器刮板2，清管器刮板2的外径与待清管的管线内径相匹配，清管器刮板2在清管作业中起到刮除管道内壁污垢的作用，所述清管器刮板2至少为两个，均匀间隔设置在清管器本体I的外周上，图中为四个清管器刮板2。清管器本体I起到固定清管器刮板，以及提供部分正向驱动平面的作用。清管器本体I贯设有流体通道3，流体通道3的横截面可为环形。所述流体通道3在清管器本体I的末端形成喷射口 4。清管器本体I上设置有可控制所述流体通道3通断的压力控制阀5，所述压力控制阀5在所述清管器本体I的首端流体压强高于预设值时打开，低于预设值时关断。
[0027]优选的，所述压力控制阀5包括阀孔51、阀板52和弹性件53，阀孔51由流体通道3形成，阀板52直径大于阀孔51直径，所述弹性件53使阀板52密封在阀孔51的一端。弹性件53可为弹簧、弹片等，弹性件53提供弹力，使阀板52与阀孔51形成密封，压力控制阀5关断流体通道3。当所述清管器本体I的首端流体压强高于预设值时，阀板52所受流体推力大于弹簧弹力时，流体顶开阀板52，进入该喷射流道内。
[0028]优选的，所述压力控制阀5包括设置在所述清管器本体I上的导向孔54，所述阀板52上设置有可在导向孔54中活动的导向杆55，所述弹性件53为套设在导向杆55上的弹簧，弹簧一端顶设在阀板52上，另一端顶设在所述清管器本体I上，导向孔54、导向杆55配合，使阀板52的运动方向受到约束，便于压力控制阀5的关断和打开。
[0029]优选的，所述压力控制阀5包括用于调节弹簧预压缩量的调节件，调节件可调节弹簧预压缩量，使预设值变化，以适应不同工况。
[0030]优选的，所述喷射口 4为多个，分别设置在清管器本体I的末端的端面和周边上，所述喷射口 4的直径在0.3-2mm之间。端面的喷射口 4沿管线的轴向向前喷射，端面周边上的喷射口 4向管线的内壁面垂直喷射，多个喷射角度更有利于将管线内壁周围淤泥等脏物冲走。设置在清管器本体I的端面的喷射口 4的喷射方向优选斜向朝向管线的内壁。
[0031]优选的，所述清管器刮板2可拆装地设置在清管器本体I的外周上，这样，清管作业在管线终端收到清管器后，可拆卸旧刮板，组装上新的刮板后，可用于下次清管作业。
[0032]优选的，所述清管器刮板2由两个半环形刮板组成，两个半环形刮板的两端分别通过螺栓夹固在清管器本体I上。这样，清管器刮板2拆装方便，便于更换。
[0033]本发明用于海上油田实施清管作业时，发射端将清管器放入海管内，用井液为动力液来推动清管器，清管器本体的首端端面、清管器刮板为动力驱动面，清管器在平台外输压力的推动下，进行海管内清管作业。当清管器在海管中运行受到较大阻力出现停顿卡管时，发射端平台外输压力持续升高，外输流体作用在清管器动力驱动面上的推力也随之增大，当流体压强增大到超过压力控制阀打开预设值时，压力控制阀打开，流体通道导通，流体经流体通道由末端喷射口喷射而出，瞬间产生很大的冲击力，从而将清管器后端海管内壁周围淤泥等脏物冲走，清管器受到的阻力也随之减小，并且清管器本体的首端流体压强也随之降低，当所述清管器本体的首端流体压强低于预设值时，压力控制阀关断，外输流体推动清管器继续运行。与利用传统清管器进行清管作业相比，使用本发明进行清管作业，大大降低了海管清管作业中出现海管遇堵的风险性，也降低了海管解堵的成本与解堵的不确定性，提高了清管作业的成功率，保障了上游端平台电潜泵等动设备的正常运行，维持了油田较高的生产时效。并且该清管器较为简单，易于操作，具有很强的实用性。
[0034]文昌油田群目前有7条海管,清管作业较为频繁,每年计划清管作业56次。并且若清管作业后效果不太理想，清管作业频率还会继续提高。文昌油田群目前日产油约4690方，每个平台平均产油670方/日，若按照每年清管作业出现一次清管器遇堵卡管事故，一次海管解堵时间为3天计算，即发清管器端平台生产关停时间为3天，所造成的原油产量损失为2010方，每桶原油价格按100美元计算，直接经济损失约126.5万美元，折合人民币约760万元。此外，用于海管解堵过程中的人力、物力以及船舶资源的消耗费用也很可观。若由于清管作业遇堵，平台出现非正常生产关断，导致平台生产井电潜泵出现故障，由此产生的修井成本以及产量损失也将十分巨大。本发明很大程度上降低了清管作业中出现的清管器卡管事故，为清管器设计方面带来了新的思路，必将得到广泛的推广使用，本发明技术将带来更好的安全效益。
[0035]上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0036]总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种喷射清淤清管器，其特征在于:包括外轮廓为圆柱状的清管器本体(1)，清管器本体(I)的外周上设置有环形的清管器刮板(2)，清管器本体(I)贯设有流体通道(3)，所述流体通道(3 )在清管器本体(I)的末端形成喷射口( 4 )，清管器本体(I)上设置有可控制所述流体通道(3)通断的压力控制阀(5)，所述压力控制阀(5)在所述清管器本体(I)的首端流体压强高于预设值时打开，低于预设值时关断。
2.根据权利要求1所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述压力控制阀(5)包括阀孔(51)、阀板(52 )和弹性件(53 )，所述弹性件(53 )使阀板(52 )密封在阀孔(51)的一端。
3.根据权利要求2所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述压力控制阀(5)包括设置在所述清管器本体(I)上的导向孔(54)，所述阀板(52)上设置有可在导向孔(54)中活动的导向杆(55 ),所述弹性件(53 )为套设在导向杆(55 )上的弹簧,弹簧一端顶设在阀板(52 )上，另一端顶设在所述清管器本体(I)上。
4.根据权利要求3所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述压力控制阀(5)包括用于调节弹簧预压缩量的调节件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述喷射口(4)为多个，分别设置在清管器本体(I)的末端的端面和周边上。
6.根据权利要求5所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述喷射口(4)的直径在0.3-2mm 之间。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述清管器刮板(2)至少为两个，均匀间隔设置在清管器本体(I)的外周上。
8.根据权利要求7所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述清管器刮板(2)可拆装地设置在清管器本体(I)的外周上。
9.根据权利要求8所述的喷射清淤清管器，其特征在于:所述清管器刮板(2)由两个半环形刮板组成，两个半环形刮板的两端分别通过螺栓夹固在清管器本体(I)上。
【文档编号】B08B9/053GK103551351SQ201310516180
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】崔嵘, 张万兵, 熊永功, 戴毅, 庄凌志, 傅剑峰, 武国营, 杨波, 王文俊, 黄启宇, 徐鑫, 王成帅, 仵鹏 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司湛江分公司