半自动管道内喷涂作业线的制作方法

本发明涉及一种半自动管道内喷涂作业线。

背景技术：

在油田开采领域，开采出来的油气成分复杂，原油的矿化度较高，并且其中含有污水，污水高含氯，注聚物具有强腐蚀性；开采出的天然气也呈现高含H₂S和CO₂等酸性介质的情况。输送油气的中小口径管道在油气田产能开发中的应用越来越广泛，伴随投用时间的增长，具有腐蚀性的成分长期在管道中输送，导致大量管道的管线穿孔破坏严重，除了造成跑、冒、泄漏事故而污染环境外，还容易引发爆炸和火灾。

在石油天然气的管道建设中，油气田输送管道面临着日益严重的内腐蚀问题,实现管线安全运行尤为重要，最大程度上降低管道腐蚀造成的危害，不仅是经济问题，也是社会问题，近年来，市场上出现了采用内壁喷涂有防腐蚀材料的管道来输送油气。一项授权公告号为CN204429568U的专利公开了一种管线内部的喷涂装置，该装置包括小车，小车前端安装有油漆桶，油漆桶上分布有喷头，油漆桶通过料管与供料装置中的涂料罐相连，油漆桶的后端连接到小车上，通过小车在管线内行进进行喷涂，但是在喷涂的过程中，由于料管一直处于悬摆状态，并且从油漆桶到涂料罐之间的悬摆距离较长，料管会产生不稳定性摆动，这样直接影响到喷头的稳定工作，会使喷头在工作时产生晃动，造成对管线内壁的喷涂不够均匀，产生流挂、针孔多等现象，这样还会加快管道内腐蚀现象的发生，危及油气开采建设的安全进行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种半自动管道内喷涂作业线，通过使用该作业线，能够解决由于管道内壁涂层喷涂不均匀、涂料倒挂等导致喷涂质量低下的问题。

为实现上述目的，本发明半自动管道内喷涂作业线的技术方案是：包括小车，小车前端设有喷头，喷头通过料管连接到供料装置上，所述小车后端设有沿管道轴线方向延伸的管线安装体，所述料管设于管线安装体中，半自动管道内喷涂作业线还包括对管线安装体的后部进行支撑或悬挂的稳定结构。

所述管线安装体为套管。

所述稳定结构为悬挂的平衡挂钩，所述套管后端挂于平衡挂钩的钩体上。

所述平衡挂钩上方设有沿套管轴线方向设置的横梁，所述平衡挂钩沿前后方向移动装配于横梁上。

所述小车还包括置于套管前端的中心定位支架，所述中心定位支架包括套设于套管上的圆环，圆环周向均匀间隔设有径向延伸的、长度可调的支杆，支杆外端部设有用于与管道内壁滚动配合的轮子。

所述喷头外型为圆柱型，圆柱型喷头在垂直于管道轴线方向的轴向两端面上开设有多个喷洒微孔，喷头绕与管道轴线重合的径向旋转中心线旋转。

所述半自动管道内喷涂作业线包括用于牵引小车行进的绞车，绞车与调频电机的输出轴相连，绞车与小车通过绞线连接，绞线设于套管中。

所述供料装置包括涂料罐和与涂料罐相连的高压无气喷涂机，还包括向高压无气喷涂机提供压力气体的压缩空气罐。

所述半自动管道内喷涂作业线包括用于驱动喷头旋转的气动旋转装置，所述气动旋转装置与压缩空气罐通过气管相连，所述气管置于套管中。

本发明的有益效果是：通过将料管置于管线安装体中，管线安装体后部设有对其进行支撑或悬挂的稳定结构，这样首先对管线安装体加以稳固，然后使得置于其中的料管更加稳固，减小了料管的不稳定性摆动，进而增强了与料管直接相连的喷头的旋转稳定性，使喷头对管道内壁的喷涂更加均匀，避免了涂料倒挂现象的发生，有助于提高喷头对管道内壁的喷涂质量。

进一步地，用于供料管安装的管线安装体为套管，稳定结构为平衡挂钩，将套管后部置于平衡挂钩的钩体上，通过悬挂调整位置而保证平衡挂钩上的套管与待喷涂的管道的轴线同心；套管保持平稳状态后，在喷涂作业时，通过套管将料管平稳输送到待喷涂的管道内，令套管保持料管的平衡稳定，进而保证了喷头的平稳工作。

附图说明

图1为本发明的半自动管道内喷涂作业线的具体实施例一结构示意图；

图2为图1中的中心定位支架与管道的配合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的半自动管道内喷涂作业线的具体实施例一，如图1至图2所示，半自动油气管道内喷涂防腐作业线包括五大部分，分别是喷涂系统（I）、平衡系统(II)、传动系统(III)、动力系统(IV)和原料系统(V)，五大部分相互关联，协调工作，共同完成对管道内壁的喷涂防腐工作。

原料系统包括供料装置，供料装置包括涂料罐15和用于将涂料从罐中抽出的高压无气喷涂机14，高压无气喷涂机中设有涂料室，涂料室中设有活塞，活塞将涂料室分为上下两个腔室，上下两个腔室之间不连通；高压无气喷涂机上还设有料管17，料管17连接上腔室与涂料罐15，用于将涂料罐中的涂料引到上腔室中；高压无气喷涂机上还连接有气管A12，气管A12一端连通下腔室，另一端连通到动力系统中，动力系统经过气管A12向高压无气喷涂机的涂料室的下腔室提供压力气体；上腔室还连接有料管B13，料管B13另一端连接到喷涂系统中，用于向喷涂系统提供压力涂料；

动力系统用于向半自动管道内喷涂作业线的工作提供能量，动力系统包括压缩空气罐11与气泵，压缩空气罐连接有气源；压缩空气罐11通过气管A12连接原料系统，气管A12直接连通压缩空气罐11与原料系统中的下腔室，气管A12上设有阀门，经过气管A12，压缩空气罐中的压缩空气输入到下腔室中，在气体的压力下，推动活塞向上移动，增大了上腔室中的压力，此时上腔室中的涂料具有很大的压力能；压缩空气罐11上还连接有另一气管B16，气管B16连通到喷涂系统中，用于向喷涂系统提供压力气体。

传动系统包括绞车10与调频电机9，调频电机9的输出轴连接到绞车10的转动轴上，绞车10上缠绕有绞线1，绞线1一端连接到喷涂系统中；调频电机9启动，输出轴旋转，电机的正反转带动绞车顺时针或逆时针旋转，绞线1随着绞车的旋转卷入或卷出；手动将喷头推动到待喷涂管道2的出口处，启动调频电机，绞线卷入绞车，拉动喷涂系统返回。

平衡系统包括稳定结构，稳定结构为平衡挂钩8，平衡挂钩8悬挂在固定横梁上，在平衡挂钩8的上端设有圆环7，通过将圆环7套设在横梁上而将平衡挂钩悬挂，通过圆环7可以使平衡挂钩在横梁上前后移动，这样可以调节平衡挂钩对于套管的支撑点的位置，有助于保证套管的平衡稳定，在本实施例中，平衡挂钩设有三个，在其他实施方式中，平衡挂钩可以设置一个、两个，或者四个、五个等；平衡挂钩8下端的挂钩上钩设有管线安装体，在本实施例中，管线安装体为套管6，平衡挂钩8悬挂支撑套管6的后部；通过平衡挂钩，可以使套管处于水平平衡状态，使用三个平衡挂钩，进一步增加了套管的平衡稳定性；套管6中穿过有绞线1、气管B16和料管B13，绞线1、气管B16和料管B13分别从传动系统、动力系统和原料系统中伸出来后，穿过套管6伸入到喷涂系统中。

喷涂系统用于向管道2内壁喷涂防腐涂层，包括小车，小车前端设有旋转喷头4和用于带动旋转喷头旋转的气动旋转装置5，旋转喷头4和气动旋转装置5位于套管6的前端出口处，且旋转喷头4位于气动旋转装置5的前方，套管6设于小车的后端；旋转喷头4为圆柱型，其径向表面上设有供压力涂料喷出的开口，旋转喷头4连通料管B13，压力涂料通过料管B13压入到旋转喷头4中，并且从旋转喷头4的轴向两端面喷洒出来，喷涂到管道2内壁上；气动旋转装置5连通气管B16，通过气管B16进入到气动旋转装置5中，随之压力气体驱动气动旋转装置5高速旋转，从而带动旋转喷头4旋转。

喷涂系统还包括具有支撑作用的中心定位支架1，中心定位支架1中间具有一圆环，套管6进入喷涂系统中的部分穿过圆环孔，中心定位支架1在环绕圆环的周向均匀设有六个支杆，每一支杆沿圆环径向延伸，支杆一端连接在圆环上，另一端设有轮子，轮子可360°自由旋转，且支杆长度可伸缩，通过调节支杆的伸缩长度，使中心定位支架1的径向长度与所需喷涂的管道2内径相匹配。

中心定位支架设有两个，一个设于套管伸入喷涂系统的前端部，用于支撑旋转喷头4和气动旋转装置5，还用来支撑穿进套管中的气管B与料管B；另一个设于靠近平衡系统的位置，用于承接从平衡挂钩处延伸过来的套管和置于套管中的气管B、料管B；中心定位支架在工作过程中一直处于管道2内部。

在对管道进行喷涂时，管道为油田用13Km输油管道，输油管道内径为60mm，防腐涂层材料为无溶剂型环氧树脂，首先依据输油管道内径和涂料性能，选定中心定位支架、套管、气动旋转装置等主要配件，调整好中心定位支架1的径向长度，使其与管道内径相适配，以保证旋转喷头4的旋转中心位于管道中心，这样在喷涂的过程中，涂料可以均匀的喷洒在管道内壁上。

接下来完善中心定位支架、旋转喷头、气动旋转装置和气管B、料管B、绞车之间的连接，并且对动力系统与原料系统中的各种连接进行检查，以保证完好的连接；然后将中心定位支架置于输油管道中。

对输油管道内壁进行喷砂除锈后，在管道中将喷涂系统整体手动推送至出口端，调整旋转喷头和气动旋转装置的旋转中心、中心定位支架中心的同心度及其中心连接线与钢管的同轴度，以使防腐涂层能够均匀喷洒在输油管道内壁上；还需要检查气源、电源、气管、料管等的连接情况，以保证连接完好。

喷涂之前首先需要对系统中各转速、工作压力、电机转速等参数进行调整确定，启动气泵，气泵开始由气源向压缩空气罐11中输入气体，使压缩空气罐中充满具有一定压力的压力气体；打开位于气管B16上的阀门，压力气体进入气管B16中，随之气动旋转装置开始工作，带动旋转喷头4高速旋转。

然后启动高压无气喷涂机14，同时打开气管A上的阀门，使压力气体进入涂料室中的下腔室，通过调节该阀门可以调节进入下腔室中的气体压力；压力气体推动活塞上移，挤压上腔室中的压力涂料通过料管B进入旋转喷头中喷洒出来，料管B上设有阀门可以对压力涂料进行控制；根据涂料的粘稠度、涂层设计厚度，调节气管B上的气阀以实现对气压大小的调整，从而调节气动旋转装置5的转速，使转速、工作压力与涂料粘稠度、涂层设计厚度相匹配，以达到最佳涂覆质量。

启动调频电机9，带动绞车10旋转，根据涂料粘稠度、涂层设计厚度，通过调速电机控制屏，调节调频电机9的转动速度，从而调节喷涂系统往后倒退行进的速度，确保喷涂系统快速行进的同时，获得最佳涂覆质量。

旋转喷头转速、工作压力和电机转速等参数调整完毕后，关闭气源、高压无气喷涂机、调频电机，重新将喷涂系统手动推送至待喷涂管道出口端，然后再次启动气源、高压无气喷涂机、调频电机，使用调整出的最佳参数进行喷头作业，喷涂系统在绞车的牵引力作用下，自动匀速倒退，旋转喷头高速旋转，由高压无气喷涂机、料管运送至旋转喷头的涂料，在离心力作用下，均匀涂覆至管道内壁，形成致密防腐涂层，使用该方法得到的涂层厚度均匀、流挂少、漏点少、外表光滑，生产效率高。

待喷涂系统移动至管道入口端，完成一道喷涂，如图1所示，形成喷涂层3；关闭电源、气源和高压无气喷涂机，涂层表干后，继续按上述程序进行下一道涂层的喷涂，直至涂层厚度达到设计厚度。

作为本发明半自动管道内喷涂作业线的实施例二，与实施例一的不同之处在于，管线安装体还可以是长条型的具有凹槽的安装架，管、线置于安装架的沿管道轴线方向延伸的槽中。

作为本发明半自动管道内喷涂作业线的实施例三，与实施例一的不同之处在于，稳定结构为滚轮和与滚轮托持配合的支撑导轨，滚轮设于套管的下部，伸入管道中的套管上的部分滚轮与管道内壁滚动配合，处于管道外的滚轮在设于管道外的供滚轮滚动的导轨上行走，通过调整导轨的高度可以使得套管轴线与管道轴线重合，在其他实施例中，稳定结构的滚轮也可以替换为滑块，通过滑块与管道内壁或导轨的滑动配合来支撑套管。