一种天然气水合物浆液管道检测处理装置

1.本发明涉及天然气管道处理设备技术领域，尤其是涉及一种天然气水合物浆液管道检测处理装置。


背景技术：

2.天然气水合物(natural gas hydrate/gas hydrate)即可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”(combustible ice)、“固体瓦斯”和“汽冰”，化学式为ch4·
nh2o。天然气水合物常见于深海沉积物或陆上永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。由于分布浅、分布广泛、总量巨大、能量密度高，而成为未来主要替代能源，受到世界各国政府和科学界的密切关注。
3.而在水合物资源开采和油气输运过程中,管道中流体的组分包含天然气和水。在这种流动状态下由于管道中的低温高压环境为形成天然气水合物提供了有利条件，最初，水滴被夹带并在连续油相中完全乳化。水合物沿界面形成，导致水滴周围形成水合物壳。之后，水滴可通过水合物膜显影而转化为水合物颗粒。水合物的团聚通过毛细管吸引作用发生，其中水滴桥接了小的预先存在的水合物颗粒，水合物颗粒可通过颗粒之间的毛细作用力凝聚在一起，或者通过水合物颗粒与管道表面之间的粘附力沉积/沉淀在管道壁上。最终，这些现象会导致压降增加，并造成堵塞，从而造成局部压力升高、开采效率降低并导致潜在的安全问题。如果不加处理，这种情况可能会导致重大的经济损失。
4.现有的除去管道堵塞物一般采用定期检测处理或者定点安装处理设备，从而将管道内的堵塞物推出管道，排出管道体系，后续再进行进一步的处理，定期检测处理处理过程繁琐复杂且有一定的隐患，也可能对管道内壁产生一些影响，损坏管道内壁的图层，并且当管道发生较为严重的堵塞时，无法精准确定堵塞物出现的具体位置，增加了处理难度与进度，定点安装处理设备若堵塞物距离处理设备较远无法起到效果。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中天然气管道内壁上易沉积/沉淀水合物以及清理器清理水合物时损害管道内壁，无法精准确定堵塞物具体位置的问题，提供一种天然气水合物浆液管道检测处理装置。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种天然气水合物浆液管道检测处理装置，包括运行外管道以及安装在运行外管道内的天然气管道，所述运行外管道外侧布置有用于为内置储液箱补充分解液的外置储液箱，所述外置储液箱上安装有注液口以及第一输出接头，所述外置储液箱内安装有用于将分解液加压挤出的加压组件一，在第一输出接头和第一输入接头对接完成后，加压组件一将外置储液箱内的分解液加压挤出使外置储液箱内的分解液快速流入内置储液箱内；
7.所述运行外管道和天然气管道之间布置有可沿天然气管道轴向进行往复运动的
移动检测处理器，所述移动检测处理器包括壳体以及安装在壳体内的超声波发射装置、加热装置和内置储液箱；所述超声波发射装置用于检测天然气管道内的堵塞物，所述加热装置用于加热堵塞物协助其分解，所述内置储液箱用于储存分解液，所述内置储液箱上安装有第一输入接头以及第二输出接头，所述内置储液箱内安装有用于将分解液加压挤出的加压组件二，在第二输出接头和第二输入接头对接后，加压组件二将内置储液箱内的分解液加压挤出使内置储液箱内的分解液快速流入天然气管道内；
8.所述天然气管道上间隔安装有若干第二输入接头；
9.所述第一输出接头和第一输入接头之间以及第二输出接头和第二输入接头之间均通过自动对接装置连接，通过移动检测处理器的设计能够对天然气管道进行移动检测，还能够在堵塞物形成初期及时探查到堵塞物生成位置，并及时完成对堵塞物的分解处理，从而避免因管道严重堵塞而引发的重大安全事故和经济损失，通过自动对接装置使得接头和接头能够自动对接，提高了自动化程度。
10.为了解决移动检测处理器在运行外管道和天然气管道之间移动的问题，进一步包括所述运行外管道内周面上安装有外钢轨，所述壳体外周面上安装有和外钢轨相匹配的外滑轮，所述外滑轮和外钢轨滚动连接，所述天然气管道外周面上安装有内钢轨，所述壳体内周面上安装有和内钢轨相匹配的内滑轮，所述内滑轮和内钢轨滚动连接，所述外滑轮和内滑轮均由电机驱动，通过外滑轮和外钢轨的配合以及内滑轮和内钢轨的配合，实现了移动检测处理器的往复运动，保证了其稳定运行。
11.为了解决自动对接装置如何安装布置以及如何定位的问题，进一步包括所述自动对接装置包括电磁铁以及固定铁板，所述第一输出接头和第二输出接头内均安装有电磁铁，所述第一输出接头和第二输出接头内均安装有和电池铁对应的固定铁板，所述电磁铁上凸出有定位凸起，所述固定铁板上开设有与定位凸起相匹配的凹槽，所述定位凸起和凹槽对接，通过电磁铁和固定铁板的配合实现接头和接头的吸附对接，保证分解液的稳定传输，且通过定位凸起和凹槽的配合保证的对接准确，提高了密封效果。
12.为了解决外置储液箱内分解液无法快速流出的问题，进一步包括所述加压组件一包括加压板一和若干加压电推杆，所述加压电推杆的外壳和外置储液箱的内顶面固定连接，所述加压电推杆的推杆端部和加压板一的顶面固定连接，通过加压电推杆推动加压板一减少外置储液箱内部空间，从而使分解液快速流出。
13.为了解决内置储液箱内分解液无法快速流出的问题，进一步包括所述加压组件二包括两个加压板二和两个驱动组件，所述加压板和驱动组件一一对应，所述加压板二和驱动组件安装有其所对应的内置储液箱的侧边，所述驱动组件为剪叉式伸缩机构，所述剪叉式伸缩机构的输出端和加压板二铰接连接，所述剪叉式伸缩机构和内置储液箱固定连接，由于内置储液箱呈扇形结构且中部为第一输入接头和第二输出接头的安装位置，将加压板二布置在内置储液箱两端，利于分解液的流入和流出。
14.为了解决注液口和接头密封和开启的问题，进一步包括所述注液口、第一输出接头、第一输入接头、第二输出接头以及第二输入接头内均安装有电磁阀，通过电磁阀实现对分解液通过的接头和管道的启闭，利用远程控制。
15.为了解决第一输出接头和第二输出接头复位的问题，进一步包括所述第一输出接头和外置储液箱之间布置有外伸缩管以及若干外电推杆，所述外伸缩管一端连通外置储液
箱，所述外伸缩管另一端连通第一输出接头，所述外电推杆围绕外伸缩管布置，所述外电推杆的外壳和外置储液箱固定连接，所述外电推杆的推杆端部和第一输出接头固定连接，通过外电推杆牵引第一输出接头使其和第一输入接头分离后复位；
16.所述第二输出接头和内置储液箱之间布置有内伸缩管以及若干内电推杆，所述内伸缩管一端连通内置储液箱，所述内伸缩管另一端连通第二输出接头，所述内电推杆围绕内伸缩管布置，所述内电推杆的外壳和内置储液箱固定连接，所述内电推杆的推杆端部和第二输出接头固定连接，通过内电推杆牵引第二输出接头使其和第二输入接头分离后复位。
17.为了解决移动检测处理器分段布置以及其往复距离的问题，进一步包括所述运行外管道和天然气管道之间间隔布置有若干阻隔板，相邻两个所述阻隔板之间均布置有移动检测处理器，通过阻隔板将天然气管道分段，使得移动检测处理器在相邻两个阻隔板之间运作，且阻隔板能够为移动检测处理器的往返提供信号，在移动检测处理器和阻隔板之间间距为1厘米时，使移动检测器停住并向相反方向移动，以防止移动检测处理器长时间触碰导致该装置受损失灵。
18.为了解决管道检测处理装置内数据监测以及控制的问题，进一步包括该管道检测处理装置还包括观测室以及安装在观测室内的中控显示屏，所述观测室位于运行外管道上方，通过中控显示屏显示监测数据并操控设备的运行。
19.为了解决管道检测处理装置能源供给的问题，进一步包括该管道检测处理装置还包括供能组件，所述供能组件包括太阳能板、储电板、电源以及轨道电线，所述轨道电线沿天然气管道的轴向延伸安装在运行外管道和天然气管道之间，且所述轨道电线穿过壳体和阻隔板，所述太阳能板布置在运行外管道上方，所述储电板安装在阻隔板内，所述储电板呈环形，所述电源布置在壳体内，所述太阳能板和中控显示屏均电连接储电板，所述储电板、电源和移动检测处理器均电连接轨道电线，所述电源电连接移动检测处理器，采用太阳能板发电使得该装置能够在所在检测段中独立运行，储电板和电源根据天气交替供能，保证装置运行稳定；
20.当处于晴天时，太阳能板为储电板供能，储电板为管道检测处理装置供能，电源处于关机充能状态；当处于雨天，且储电板电力不足时，电源启动为管道检测处理装置供能。
21.本发明的有益效果是：本发明提供的一种天然气水合物浆液管道检测处理装置，通过移动检测处理器的设计能够对天然气管道进行移动检测，还能够在堵塞物形成初期及时探查到堵塞物生成位置，并及时完成对堵塞物的分解处理，从而避免因管道严重堵塞而引发的重大安全事故和经济损失，通过自动对接装置使得接头和接头能够自动对接，提高了自动化程度。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
23.图1是本发明的结构示意图；
24.图2是本发明图1中a
‑
a处的剖视结构示意图；
25.图3是本发明图1中b
‑
b处的剖视结构示意图；
26.图4是本发明图1中c
‑
c处的剖视结构示意图；
27.图5是本发明图1中d
‑
d处的剖视结构示意图；
28.图6是本发明外置储液箱的剖视结构示意图
29.图7是本发明内置储液箱的剖视结构示意图
30.图8是本发明第一输出接头和第一输入接头未对接状态的结构示意图
31.图9是本发明第一输出接头和第一输入接头对接状态的结构示意图
32.图10是本发明第二输出接头和第二输入接头未对接状态的结构示意图
33.图11是本发明第二输出接头和第二输入接头对接状态的结构示意图。
34.图中：1、运行外管道，101、外钢轨；
35.2、天然气管道，201、第二输入接头，202、内钢轨；
36.3、外置储液箱，301、注液口，302、第一输出接头，303、外伸缩管，304、外电推杆；
37.4、加压组件一，401、加压板一，402、加压电推杆；
38.5、移动检测处理器，501、壳体，5011、外滑轮，5012、内滑轮，502、超声波发射装置，503、加热装置，504、内置储液箱，5041、第一输入接头，5042、第二输出接头，5043、内伸缩管，5044、内电推杆；
39.6、加压组件二，601、加压板二，602、驱动组件；
40.7、自动对接装置，701、电磁铁，7011、定位凸起，702、固定铁板，7021、凹槽；
41.8、电磁阀；
42.9、阻隔板；
43.10、观测室，1001、中控显示屏；
44.11、供能组件，1101、太阳能板，1102、储电板，1103、电源，1104、轨道电线。
具体实施方式
45.现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
46.如图1是本发明的结构示意图，一种天然气水合物浆液管道检测处理装置，包括运行外管道1以及安装在运行外管道1内的天然气管道2，所述运行外管道1外侧布置有用于为内置储液箱504补充分解液的外置储液箱3，如图1和图6所示，所述外置储液箱3上安装有注液口301以及第一输出接头302，所述外置储液箱3内安装有用于将分解液加压挤出的加压组件一4，在第一输出接头302和第一输入接头5041对接完成后，加压组件一4将外置储液箱3内的分解液加压挤出使外置储液箱3内的分解液快速流入内置储液箱504内。
47.如图6所示，所述加压组件一4包括加压板一401和若干加压电推杆402，所述加压电推杆402的外壳和外置储液箱3的内顶面固定连接，所述加压电推杆402的推杆端部和加压板一401的顶面固定连接，通过加压电推杆402推动加压板一401减少外置储液箱3内部空间，从而使分解液快速流出。
48.如图1、图3和图4所示，所述运行外管道1和天然气管道2之间布置有可沿天然气管道2轴向进行往复运动的移动检测处理器5，所述移动检测处理器5包括壳体501以及安装在壳体501内的超声波发射装置502、加热装置503和内置储液箱504；所述超声波发射装置502用于检测天然气管道2内的堵塞物，所述加热装置503用于加热堵塞物协助其分解，所述内置储液箱504用于储存分解液，一个移动检测处理器5内安装有三个加热装置503、三个电源
1103、两个超声波发射装置502和一个内置储液箱504，超声波发射装置502安装在其所对应的壳体501端部，三个加热装置503和三个电源1103围绕呈环形且交错布置，相邻两个加热装置503的中心和天然气管道2圆心的连线之间的夹角为120
°
。
49.如图1和图3所示，所述运行外管道1内周面上安装有外钢轨101，所述壳体501外周面上安装有和外钢轨101相匹配的外滑轮5011，所述外滑轮5011和外钢轨101滚动连接，所述运行外管道1内周面上焊接安装有四条外钢轨101，相邻两个外钢轨101的中心和天然气管道2圆心的连线之间的夹角为90
°
，每条外钢轨101具有相匹配的四组外滑轮组，每个外滑轮组包括三个外滑轮5011，
50.所述天然气管道2外周面上安装有内钢轨202，所述壳体501内周面上安装有和内钢轨202相匹配的内滑轮5012，所述内滑轮5012和内钢轨202滚动连接，所述天然气管道2外周面上焊接安装有三条内钢轨202，相邻两个内钢轨202的中心和天然气管道2圆心的连线之间的夹角为120
°
，每条内钢轨202具有相匹配的四组内滑轮组，每个内滑轮组包括三个内滑轮5012，所述外滑轮5011和内滑轮5012均由电机驱动，外钢轨101和内钢轨202的材质均为高碳低合金钢，外滑轮5011和内滑轮5012的材质均为高碳钢，外钢轨101和内钢轨202的轨道形状均为凹字形，即中间向下凹陷，两边铺设两条钢轨形成轨道，通过外滑轮5011和外钢轨101的配合以及内滑轮5012和内钢轨202的配合，实现了移动检测处理器5的往复运动，保证了其稳定运行。
51.如图7所示，所述内置储液箱504上安装有第一输入接头5041以及第二输出接头5042，所述内置储液箱504内安装有用于将分解液加压挤出的加压组件二6，在第二输出接头和第二输入接头对接后，加压组件二6将内置储液箱504内的分解液加压挤出使内置储液箱504内的分解液快速流入天然气管道2内。
52.如图7所示，所述加压组件二6包括两个加压板二601和两个驱动组件602，所述加压板和驱动组件602一一对应，所述加压板二601和驱动组件602安装有其所对应的内置储液箱504的侧边，所述驱动组件602为剪叉式伸缩机构，所述剪叉式伸缩机构的输出端和加压板二601铰接连接，所述剪叉式伸缩机构和内置储液箱504固定连接，由于内置储液箱504呈扇形结构且中部为第一输入接头5041和第二输出接头5042的安装位置，将加压板二601布置在内置储液箱504两端，利于分解液的流入和流出。
53.如图1和图2所示，所述天然气管道2上间隔安装有若干第二输入接头201。
54.如图8、图9、图10和图11所示，所述第一输出接头302和第一输入接头5041之间以及第二输出接头5042和第二输入接头201之间均通过自动对接装置7连接，通过移动检测处理器5的设计能够对天然气管道2进行移动检测，还能够在堵塞物形成初期及时探查到堵塞物生成位置，并及时完成对堵塞物的分解处理，从而避免因管道严重堵塞而引发的重大安全事故和经济损失，通过自动对接装置7使得接头和接头能够自动对接，提高了自动化程度。
55.如图8、图9、图10和图11所示，所述自动对接装置7包括电磁铁701以及固定铁板702，所述第一输出接头302和第二输出接头5042内均安装有电磁铁701，所述第一输出接头302和第二输出接头5042内均安装有和电池铁对应的固定铁板702，所述电磁铁701上凸出有定位凸起7011，所述固定铁板702上开设有与定位凸起7011相匹配的凹槽7021，所述定位凸起7011和凹槽7021对接，通过电磁铁701和固定铁板702的配合实现接头和接头的吸附对
接，保证分解液的稳定传输，且通过定位凸起7011和凹槽7021的配合保证的对接准确，提高了密封效果。
56.如图8、图9、图10和图11所示，所述注液口301、第一输出接头302、第一输入接头5041、第二输出接头5042以及第二输入接头201内均安装有电磁阀8，通过电磁阀8实现对分解液通过的接头和管道的启闭，利用远程控制。
57.如图8和图9所示，所述第一输出接头302和外置储液箱3之间布置有外伸缩管303以及若干外电推杆304，所述外伸缩管303一端连通外置储液箱3，所述外伸缩管303另一端连通第一输出接头302，所述外电推杆304围绕外伸缩管303布置，所述外电推杆304的外壳和外置储液箱3固定连接，所述外电推杆304的推杆端部和第一输出接头302固定连接，通过外电推杆304牵引第一输出接头302使其和第一输入接头5041分离后复位。
58.如图10和图11所示，所述第二输出接头5042和内置储液箱504之间布置有内伸缩管5043以及若干内电推杆5044，所述内伸缩管5043一端连通内置储液箱504，所述内伸缩管5043另一端连通第二输出接头5042，所述内电推杆5044围绕内伸缩管5043布置，所述内电推杆5044的外和和内置储液箱504固定连接，所述内电推杆5044的推杆端部和第二输出接头5042固定连接，通过内电推杆5044牵引第二输出接头5042使其和第二输入接头201分离后复位。
59.如图1和图5所示，所述运行外管道1和天然气管道2之间间隔布置有若干阻隔板9，相邻两个所述阻隔板9之间均布置有移动检测处理器5，通过阻隔板将天然气管道分段，使得移动检测处理器在相邻两个阻隔板之间运作，且阻隔板能够为移动检测处理器的往返提供信号，在移动检测处理器和阻隔板之间间距为1厘米时，使移动检测器5停住并向相反方向移动，以防止移动检测处理器5长时间触碰导致该装置受损失灵。
60.该管道检测处理装置还包括观测室10以及安装在观测室10内的中控显示屏1001，所述观测室10位于运行外管道1上方，通过中控显示屏1001显示监测数据并操控设备的运行。
61.如图1所示，该管道检测处理装置还包括供能组件11，所述供能组件11包括太阳能板1101、储电板1102、电源1103以及轨道电线1104，所述轨道电线1104沿天然气管道2的轴向延伸安装在运行外管道1和天然气管道2之间，且所述轨道电线1104穿过壳体501和阻隔板9，所述太阳能板1101布置在运行外管道1上方，所述储电板1102安装在阻隔板9内，所述储电板1102呈环形，所述电源1103布置在壳体501内，所述太阳能板1101和中控显示屏1001均电连接储电板1102，所述储电板1102、电源1103和移动检测处理器5均电连接轨道电线1104，所述电源1103电连接移动检测处理器5，采用太阳能板1101发电使得该装置能够在所在检测段中独立运行，储电板1102和电源1103根据天气交替供能，保证装置运行稳定；
62.当处于晴天时，太阳能板1101为储电板1102供能，储电板1102为管道检测处理装置供能，电源1103处于关机充能状态；当处于雨天，且储电板1102电力不足时，电源1103启动为管道检测处理装置供能。
63.实施例1：
64.观测室10、太阳能板1101以及注液口301均位于地面以上，其余设备均埋设在底面以下，通过程序设定移动检测处理器5的移动以及第一输出接头302、第一输入接头5041、第二输出接头5042、第二输入接头201之间的对接。
65.天然气水合物浆液管道检测处理装置可根据实际管输出流量、环境地质以及工作需要进行分段安装，两个阻隔板9为之间的天然气管道2路径为一个检测段，每个检测段内均配置有观测室10、外置储液箱3、移动检测处理器5以及供能组件11，第一输出接头302、第一输入接头5041、第二输出接头5042、第二输入接头201、壳体501以及阻隔板9上均安装有定位传感器。
66.使用时，移动检测处理器5通过由电机驱动的外滑轮5011在外钢轨101滚动以及通过由电机驱动的内滑轮5012在内钢轨202内滚动，使得其能够在其所对应的检测段内往复运动，在运行过程中，该移动检测处理器5能够在即将碰到但还未触碰到阻隔板9，即两者之间间距为1厘米时，移动检测处理器3停住并向反方向移动。
67.在其往复过程中，超声波发射装置502启动持续检测天然气管道2内是否有水合物形成，若检测到水合物，该移动检测处理器5停留至水合物所在区域，内置储液箱504上的第二输出接头5042对准离水合物所在位置的第二输入接头201，电磁铁701启动产生磁力吸附固定铁板702，电磁阀8打开形成通路，驱动组件602推动加压板二601将分解加压注入天然气管道2内，完成注射后，电磁铁701断电消磁后，内电推杆5044启动使得第二输出接头5042回缩解除与第二输入接头201的对接，且加热装置503启动提高温度从而增加活化率，加速水合物分解。
68.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。