噴射清淤清管器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種噴射清淤清管器。噴射清淤清管器，包括外輪廓為圓柱狀的清管器本體（1），清管器本體（1）的外周上設(shè)置有環(huán)形的清管器刮板（2），清管器本體（1）貫設(shè)有流體通道（3），所述流體通道（3）在清管器本體（1）的末端形成噴射口（4），清管器本體（1）上設(shè)置有可控制所述流體通道（3）通斷的壓力控制閥（5），所述壓力控制閥（5）在所述清管器本體（1）的首端流體壓強(qiáng)高于預(yù)設(shè)值時(shí)打開，低于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷。使用本發(fā)明進(jìn)行清管作業(yè)，大大降低了海管清管作業(yè)中出現(xiàn)海管遇堵的風(fēng)險(xiǎn)性，也降低了海管解堵的成本與解堵的不確定性，并且該清管器較為簡單，易于操作，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說明】噴射清淤清管器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海上油氣田及終端進(jìn)行的油氣水混輸海底管道清管作業(yè)領(lǐng)域，具體是指一種噴射清淤清管器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了保證油氣田管道通暢，提高管道輸送效率，需定期進(jìn)行清管作業(yè)。油田在正常生產(chǎn)過程中對海底管線的運(yùn)行壓力進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果對海底管線泄漏和堵塞的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。如果發(fā)現(xiàn)海管壓力異常波動(dòng)，就應(yīng)該對管道進(jìn)行清管作業(yè)。清管作業(yè)的目的:1)、提高管道的輸送效率:管道的輸送效率下降會(huì)導(dǎo)致輸量的下降，對于輸油管道，原油中的固體雜質(zhì)和蠟在一定條件下可能聚集在管道內(nèi)壁上，對于氣體管道和多相流管道，管道中有可能有水化物出現(xiàn)，這些都會(huì)降低管道的效率，增加壓能的損耗。通過清管作業(yè)，可以提高管道的效率。2)、減少對管道的腐蝕:通過清管可以提高管道防腐效果，它可以與防腐劑和脫水劑等方法一起使用，減少對管道內(nèi)壁的腐蝕。使用清管器對管道清洗時(shí)，利用動(dòng)力流體推動(dòng)使清管器在管道中運(yùn)行，以清除管內(nèi)結(jié)垢。
[0003]由于清管器具有清洗管徑范圍大、管道線路長、對管線金屬本體無腐蝕、對環(huán)境無化學(xué)性污染、清垢均勻徹底、清洗費(fèi)用低、可實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)清洗等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而成為目前最常用的清管工具。清管器清垢機(jī)理主要有兩種，一是清管器的磨擦、刮削作用，使結(jié)垢剝離、破碎；二是清管器四周泄漏的流體產(chǎn)生的沖力，對附著于管壁上的結(jié)垢及剝離的污垢產(chǎn)生沖刷、粉化作用，并產(chǎn)生攪拌力將清洗下來的污垢懸浮分散排送出去。除管道清洗外，清管器還可用于投放防腐劑、在線檢測、批處理和管道維修等；從簡單的清管器到復(fù)雜的智能清管器，目前清管器已發(fā)展到300多個(gè)種類。
[0004]傳統(tǒng)清管器按制作材料可分為:泡沫清管器、橡膠清管器、鋼軸清管器、聚氨酯清管器。
[0005]泡沫清管器是用開孔聚氨酯泡沫制成的.其長度通常是其直徑的兩倍.泡沫分低密度(21b / 3ft)、中密度(5?81bl3ft)和高密度(9?IOlb / 3ft)。這種清管器通常為錐形體，但也可以根據(jù)要求作成平頭、雙錐頭或雙凹頭的，其表面可以是棵面.也可以在表面上涂一層硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料.帶涂層的清管器上可涂螺旋形聚氨酯涂層、各種涂刷材料或碳化硅涂料，裸面清管器上只涂底漆即可。這種價(jià)格低廉的清管器可膨脹、可收縮、柔性好、重量輕，可以通過各種管徑的管線，包括斜彎頭和90彎頭，可通過T型管和60%開口的閥門。其不足之處是:只能一次性使用，運(yùn)行距離短，在某些酸類集中的管段中運(yùn)行時(shí)會(huì)縮短使用壽命。
[0006]橡膠清管器由氯丁橡膠材料制成，公稱直徑不超過100_的清管器一般采用實(shí)心球，大于IOOmm時(shí)采用內(nèi)腔注水的空心球。橡膠清管器是軟質(zhì)球體，變形大、通過性能好、不易被卡，但清除塊狀物的能力較差，易被硬物墊抬而翻滾，此外，清管器在注水不足或管道內(nèi)污物較多的情況下容易出現(xiàn)卡阻或破損。
[0007]鋼軸清管器，其機(jī)體是用鋼材或鋁材制成的，外部裝設(shè)密封盤，用于加壓和推動(dòng)清管器前進(jìn)，清理工具為鋼絲刷。該清管器有清理和密封雙功能。密封盤和鋼絲刷可隨時(shí)可以換。可裝配鋼絲刷和尿烷刮刀。能清除堅(jiān)硬的沉積物，旁通孔設(shè)在清管器的前部端頭處，這樣既可控制速度，又能作為噴氣孔，保證清除的雜物懸浮在清管器的前頭。鋼軸清管器推送污物的抗壓能力強(qiáng)，密封性能好，推出固體、液體雜質(zhì)效果遠(yuǎn)比清管器好，并可在清管器尾部護(hù)罩內(nèi)安裝信號(hào)發(fā)射機(jī)。其不足之處是:更換配件舊成本高，需要專用設(shè)備裝卸清毯器，鋼絲刷上的毛刺有時(shí)會(huì)鉆進(jìn)設(shè)備里，另外小型芯軸清管器無法通過1.5”的彎管。聚氨酯整體清管器采用高強(qiáng)度聚氨酯材料，經(jīng)高溫模壓一次成型。它是經(jīng)濟(jì)的一體結(jié)構(gòu)，沒有昂貴、多余的零部件，既不會(huì)散落在管道中，也不會(huì)卡在管道中，無需維修，具有很好的性價(jià)比。該種清管器具有極高的機(jī)械強(qiáng)度、極強(qiáng)的耐磨性能和優(yōu)越的通過能力。
[0008]不論輸送介質(zhì)為液體或是氣體，管道一般可先選用清管器進(jìn)行初步清洗，而后用機(jī)械清管器進(jìn)一步清除管壁沉積物，進(jìn)而達(dá)到與新管道的摩阻相近為止。若管道內(nèi)有不易清除的積垢，則應(yīng)采用各種強(qiáng)力清管器進(jìn)行清洗。其它考慮因素包括:清管器運(yùn)行的最大距離、最小彎曲半徑和彎角。此外，閥門類型、分支連接和縱剖面都制約著清管器的選擇。要選擇適用的清管器，就必須對清管器的速度、旁通量等進(jìn)行必要的估算，但這樣會(huì)給清管器的設(shè)計(jì)制造帶來很大的不確定性，如何選擇合適的清管器種類目前國內(nèi)外還沒有一個(gè)定量的方法，只是一些經(jīng)驗(yàn)性的定性的方法。
[0009]使用傳統(tǒng)的清管器進(jìn)行清管作業(yè)，當(dāng)海管內(nèi)壁存在較多的淤泥等污垢，清管球所受的阻力大于上游端生產(chǎn)井液提供的推力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)清管器卡管事故。為了克服清管器卡管事故的發(fā)生，保障油氣水混輸管線清管作業(yè)的安全順利進(jìn)行，維持油田較高生產(chǎn)時(shí)效，特發(fā)明了 一種噴射清淤清管球。
[0010]上述論述內(nèi)容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本發(fā)明的各個(gè)方面相關(guān)的技術(shù)的各個(gè)方面，相信該論述內(nèi)容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面，因此，應(yīng)了解是以這個(gè)角度來閱讀這些論述，而不是承認(rèn)現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種噴射清淤清管器，解決海底管道在發(fā)射清管器進(jìn)行清管作業(yè)過程中，清管器受到管道內(nèi)淤泥等阻力出現(xiàn)卡管這一問題。
[0012]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
提供一種噴射清淤清管器，包括外輪廓為圓柱狀的清管器本體，清管器本體的外周上設(shè)置有環(huán)形的清管器刮板，清管器本體貫設(shè)有流體通道，所述流體通道在清管器本體的末端形成噴射口，清管器本體上設(shè)置有可控制所述流體通道通斷的壓力控制閥，所述壓力控制閥在所述清管器本體的首端流體壓強(qiáng)高于預(yù)設(shè)值時(shí)打開，低于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷。
[0013]其中，所述壓力控制閥包括閥孔、閥板和彈性件，所述彈性件使閥板密封在閥孔的一端。
[0014]其中，所述壓力控制閥包括設(shè)置在所述清管器本體上的導(dǎo)向孔，所述閥板上設(shè)置有可在導(dǎo)向孔中活動(dòng)的導(dǎo)向桿，所述彈性件為套設(shè)在導(dǎo)向桿上的彈簧，彈簧一端頂設(shè)在閥板上，另一端頂設(shè)在所述清管器本體上。[0015]其中，所述壓力控制閥包括用于調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓縮量的調(diào)節(jié)件。
[0016]其中，所述噴射口為多個(gè)，分別設(shè)置在清管器本體的末端的端面和周邊上。
[0017]其中，所述噴射口的直徑在0.3-2mm之間。
[0018]其中，所述清管器刮板至少為兩個(gè)，均勻間隔設(shè)置在清管器本體的外周上。
[0019]其中，所述清管器刮板可拆裝地設(shè)置在清管器本體的外周上。
[0020]其中，所述清管器刮板由兩個(gè)半環(huán)形刮板組成，兩個(gè)半環(huán)形刮板的兩端分別通過螺栓夾固在清管器本體上。
[0021]本發(fā)明提供的噴射清淤清管器，清管器本體的首端端面、清管器刮板為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)面，清管器在平臺(tái)外輸壓力的推動(dòng)下，進(jìn)行海管內(nèi)清管作業(yè)。當(dāng)清管器在海管中運(yùn)行受到較大阻力出現(xiàn)停頓卡管時(shí)，發(fā)射端平臺(tái)外輸壓力持續(xù)升高，外輸流體作用在清管器動(dòng)力驅(qū)動(dòng)面上的推力也隨之增大，當(dāng)流體壓強(qiáng)增大到超過壓力控制閥打開預(yù)設(shè)值時(shí)，壓力控制閥打開，流體通道導(dǎo)通，流體經(jīng)流體通道由末端噴射口噴射而出，瞬間產(chǎn)生很大的沖擊力，從而將清管器后端海管內(nèi)壁周圍淤泥等臟物沖走，清管器受到的阻力也隨之減小，并且清管器本體的首端流體壓強(qiáng)也隨之降低，當(dāng)所述清管器本體的首端流體壓強(qiáng)低于預(yù)設(shè)值時(shí)，壓力控制閥關(guān)斷，外輸流體推動(dòng)清管器繼續(xù)運(yùn)行。與利用傳統(tǒng)清管器進(jìn)行清管作業(yè)相比，使用本發(fā)明進(jìn)行清管作業(yè)，大大降低了海管清管作業(yè)中出現(xiàn)海管遇堵的風(fēng)險(xiǎn)性，也降低了海管解堵的成本與解堵的不確定性，并且該清管器較為簡單，易于操作，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0023]圖1是噴射清淤清管器的軸向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0025]本發(fā)明的核心在于提供一種噴射清淤清管器，解決海底管道在發(fā)射清管器進(jìn)行清管作業(yè)過程中，清管器受到管道內(nèi)淤泥等阻力出現(xiàn)卡管這一問題。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明所述的噴射清淤清管器，包括清管器本體1，清管器本體I的外輪廓為圓柱狀，直徑比待清管的管線內(nèi)徑小，清管器本體I可由高密度硬質(zhì)塑料制成，也可采用鋼、鋁合金等強(qiáng)度較好的材料制成。清管器本體I的外周上設(shè)置有環(huán)形的清管器刮板2，清管器刮板2的外徑與待清管的管線內(nèi)徑相匹配，清管器刮板2在清管作業(yè)中起到刮除管道內(nèi)壁污垢的作用，所述清管器刮板2至少為兩個(gè)，均勻間隔設(shè)置在清管器本體I的外周上，圖中為四個(gè)清管器刮板2。清管器本體I起到固定清管器刮板，以及提供部分正向驅(qū)動(dòng)平面的作用。清管器本體I貫設(shè)有流體通道3，流體通道3的橫截面可為環(huán)形。所述流體通道3在清管器本體I的末端形成噴射口 4。清管器本體I上設(shè)置有可控制所述流體通道3通斷的壓力控制閥5，所述壓力控制閥5在所述清管器本體I的首端流體壓強(qiáng)高于預(yù)設(shè)值時(shí)打開，低于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷。
[0027]優(yōu)選的，所述壓力控制閥5包括閥孔51、閥板52和彈性件53，閥孔51由流體通道3形成，閥板52直徑大于閥孔51直徑，所述彈性件53使閥板52密封在閥孔51的一端。彈性件53可為彈簧、彈片等，彈性件53提供彈力，使閥板52與閥孔51形成密封，壓力控制閥5關(guān)斷流體通道3。當(dāng)所述清管器本體I的首端流體壓強(qiáng)高于預(yù)設(shè)值時(shí)，閥板52所受流體推力大于彈簧彈力時(shí)，流體頂開閥板52，進(jìn)入該噴射流道內(nèi)。
[0028]優(yōu)選的，所述壓力控制閥5包括設(shè)置在所述清管器本體I上的導(dǎo)向孔54，所述閥板52上設(shè)置有可在導(dǎo)向孔54中活動(dòng)的導(dǎo)向桿55，所述彈性件53為套設(shè)在導(dǎo)向桿55上的彈簧，彈簧一端頂設(shè)在閥板52上，另一端頂設(shè)在所述清管器本體I上，導(dǎo)向孔54、導(dǎo)向桿55配合，使閥板52的運(yùn)動(dòng)方向受到約束，便于壓力控制閥5的關(guān)斷和打開。
[0029]優(yōu)選的，所述壓力控制閥5包括用于調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓縮量的調(diào)節(jié)件，調(diào)節(jié)件可調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓縮量，使預(yù)設(shè)值變化，以適應(yīng)不同工況。
[0030]優(yōu)選的，所述噴射口 4為多個(gè)，分別設(shè)置在清管器本體I的末端的端面和周邊上，所述噴射口 4的直徑在0.3-2mm之間。端面的噴射口 4沿管線的軸向向前噴射，端面周邊上的噴射口 4向管線的內(nèi)壁面垂直噴射，多個(gè)噴射角度更有利于將管線內(nèi)壁周圍淤泥等臟物沖走。設(shè)置在清管器本體I的端面的噴射口 4的噴射方向優(yōu)選斜向朝向管線的內(nèi)壁。
[0031]優(yōu)選的，所述清管器刮板2可拆裝地設(shè)置在清管器本體I的外周上，這樣，清管作業(yè)在管線終端收到清管器后，可拆卸舊刮板，組裝上新的刮板后，可用于下次清管作業(yè)。
[0032]優(yōu)選的，所述清管器刮板2由兩個(gè)半環(huán)形刮板組成，兩個(gè)半環(huán)形刮板的兩端分別通過螺栓夾固在清管器本體I上。這樣，清管器刮板2拆裝方便，便于更換。
[0033]本發(fā)明用于海上油田實(shí)施清管作業(yè)時(shí)，發(fā)射端將清管器放入海管內(nèi)，用井液為動(dòng)力液來推動(dòng)清管器，清管器本體的首端端面、清管器刮板為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)面，清管器在平臺(tái)外輸壓力的推動(dòng)下，進(jìn)行海管內(nèi)清管作業(yè)。當(dāng)清管器在海管中運(yùn)行受到較大阻力出現(xiàn)停頓卡管時(shí)，發(fā)射端平臺(tái)外輸壓力持續(xù)升高，外輸流體作用在清管器動(dòng)力驅(qū)動(dòng)面上的推力也隨之增大，當(dāng)流體壓強(qiáng)增大到超過壓力控制閥打開預(yù)設(shè)值時(shí)，壓力控制閥打開，流體通道導(dǎo)通，流體經(jīng)流體通道由末端噴射口噴射而出，瞬間產(chǎn)生很大的沖擊力，從而將清管器后端海管內(nèi)壁周圍淤泥等臟物沖走，清管器受到的阻力也隨之減小，并且清管器本體的首端流體壓強(qiáng)也隨之降低，當(dāng)所述清管器本體的首端流體壓強(qiáng)低于預(yù)設(shè)值時(shí)，壓力控制閥關(guān)斷，外輸流體推動(dòng)清管器繼續(xù)運(yùn)行。與利用傳統(tǒng)清管器進(jìn)行清管作業(yè)相比，使用本發(fā)明進(jìn)行清管作業(yè)，大大降低了海管清管作業(yè)中出現(xiàn)海管遇堵的風(fēng)險(xiǎn)性，也降低了海管解堵的成本與解堵的不確定性，提高了清管作業(yè)的成功率，保障了上游端平臺(tái)電潛泵等動(dòng)設(shè)備的正常運(yùn)行，維持了油田較高的生產(chǎn)時(shí)效。并且該清管器較為簡單，易于操作，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0034]文昌油田群目前有7條海管,清管作業(yè)較為頻繁,每年計(jì)劃清管作業(yè)56次。并且若清管作業(yè)后效果不太理想，清管作業(yè)頻率還會(huì)繼續(xù)提高。文昌油田群目前日產(chǎn)油約4690方，每個(gè)平臺(tái)平均產(chǎn)油670方/日，若按照每年清管作業(yè)出現(xiàn)一次清管器遇堵卡管事故，一次海管解堵時(shí)間為3天計(jì)算，即發(fā)清管器端平臺(tái)生產(chǎn)關(guān)停時(shí)間為3天，所造成的原油產(chǎn)量損失為2010方，每桶原油價(jià)格按100美元計(jì)算，直接經(jīng)濟(jì)損失約126.5萬美元，折合人民幣約760萬元。此外，用于海管解堵過程中的人力、物力以及船舶資源的消耗費(fèi)用也很可觀。若由于清管作業(yè)遇堵，平臺(tái)出現(xiàn)非正常生產(chǎn)關(guān)斷，導(dǎo)致平臺(tái)生產(chǎn)井電潛泵出現(xiàn)故障，由此產(chǎn)生的修井成本以及產(chǎn)量損失也將十分巨大。本發(fā)明很大程度上降低了清管作業(yè)中出現(xiàn)的清管器卡管事故，為清管器設(shè)計(jì)方面帶來了新的思路，必將得到廣泛的推廣使用，本發(fā)明技術(shù)將帶來更好的安全效益。
[0035]上面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0036]總之，本發(fā)明雖然例舉了上述優(yōu)選實(shí)施方式，但是應(yīng)該說明，雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本發(fā)明的范圍，否則都應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種噴射清淤清管器，其特征在于:包括外輪廓為圓柱狀的清管器本體(1)，清管器本體(I)的外周上設(shè)置有環(huán)形的清管器刮板(2)，清管器本體(I)貫設(shè)有流體通道(3)，所述流體通道(3 )在清管器本體(I)的末端形成噴射口( 4 )，清管器本體(I)上設(shè)置有可控制所述流體通道(3)通斷的壓力控制閥(5)，所述壓力控制閥(5)在所述清管器本體(I)的首端流體壓強(qiáng)高于預(yù)設(shè)值時(shí)打開，低于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述壓力控制閥(5)包括閥孔(51)、閥板(52 )和彈性件(53 )，所述彈性件(53 )使閥板(52 )密封在閥孔(51)的一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述壓力控制閥(5)包括設(shè)置在所述清管器本體(I)上的導(dǎo)向孔(54)，所述閥板(52)上設(shè)置有可在導(dǎo)向孔(54)中活動(dòng)的導(dǎo)向桿(55 ),所述彈性件(53 )為套設(shè)在導(dǎo)向桿(55 )上的彈簧,彈簧一端頂設(shè)在閥板(52 )上，另一端頂設(shè)在所述清管器本體(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述壓力控制閥(5)包括用于調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓縮量的調(diào)節(jié)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述噴射口(4)為多個(gè)，分別設(shè)置在清管器本體(I)的末端的端面和周邊上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述噴射口(4)的直徑在0.3-2mm 之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述清管器刮板(2)至少為兩個(gè)，均勻間隔設(shè)置在清管器本體(I)的外周上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述清管器刮板(2)可拆裝地設(shè)置在清管器本體(I)的外周上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴射清淤清管器，其特征在于:所述清管器刮板(2)由兩個(gè)半環(huán)形刮板組成，兩個(gè)半環(huán)形刮板的兩端分別通過螺栓夾固在清管器本體(I)上。
【文檔編號(hào)】B08B9/053GK103551351SQ201310516180
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】崔嶸, 張萬兵, 熊永功, 戴毅, 莊凌志, 傅劍峰, 武國營, 楊波, 王文俊, 黃啟宇, 徐鑫, 王成帥, 仵鵬 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油(中國)有限公司湛江分公司