CN101590478A - 清蜡投球机 - Google Patents

Abstract

为了解决现有投球装置存在的投球效率低的问题，本发明提供了一种清蜡投球机，包括投球管，还包括与输油管道连通的活塞缸体及在缸体内设置的活塞，所述投球管与活塞缸体连通，投球管用于向活塞缸体输送清蜡球；所述活塞上设置有在活塞体径向贯通的投球孔，所述投球孔的直径以能容纳至少一个来自投球管的清蜡球为限；所述活塞在活塞缸体内的行程范围使得：所述投球孔在投球管与活塞缸体连通处能够接收至少一个清蜡球，及所述投球孔在输油管道内时能够被输油管内流动的油料带走至少一个清蜡球。本发明可以广泛应用于石油及各种油料输送管线的清理。

Description

清蜡投球机

技术领域

本发明涉及石油输送技术，特别是清理石油输送管路的技术。

背景技术

石油被从地下开采出来后大多数需要通过输油管进行输送，由于开采出来的石油的温度与地表温度有较大差异，当石油在输油管内流动过程中会很快析出蜡，这些析出的蜡就会附着在输油管内壁上。经过一段时间的积累，析出的蜡就会使输油管的输送能力大大降低，甚至发生堵塞输油管的情况。人们常采用的一种清除输油管内蜡的技术是利用清蜡球对输油管壁上的蜡进行物理清除。由于输油管内具有大于常压的压力，因此，如何将清蜡球输送到输油管内是一个繁琐的过程。

申请号为200810232328.0，名称为“定时自动投球装置及方法”的中国专利申请公开了一种向输油管投放清蜡球的投球装置，该装置在球阀的阀芯上开一个可以容纳清蜡球的凹槽，阀芯转动使凹槽朝向投球管(装球筒)接收清蜡球，阀芯转动使凹槽转向输油管方向，清蜡球随石油的流动进入到输油管。这一装置存在的一个问题是当凹槽转向输油管时，由于输油管内的压力大，清蜡球并不容易顺利进入输油管，造成投球效率低。另外，当凹槽从输油管转向投球管时，由于输油管内的压力大，必然会在凹槽内残留有输油管内的油料，残留油料进入到投球管会在寒冷季节造成投球管内清蜡球被粘结，造成投球不便。

发明内容

为了解决现有投球装置存在的投球效率低的问题，本发明提供了一种清蜡投球机，能够顺利将清蜡球投入输油管。

本发明的技术方案如下：

清蜡投球机，包括投球管，还包括与输油管道连通的活塞缸体及在缸体内设置的活塞，所述投球管与活塞缸体连通，投球管用于向活塞缸体输送清蜡球；所述活塞上设置有在活塞体径向贯通的投球孔，所述投球孔的直径以能容纳至少一个来自投球管的清蜡球为限；所述活塞在活塞缸体内的行程范围使得：所述投球孔在投球管与活塞缸体连通处能够接收至少一个清蜡球，及所述投球孔在输油管道内时能够被输油管内流动的油料带走至少一个清蜡球。

在所述活塞上设置有阻止输油管道内油料进入活塞缸体的密封环。

在活塞缸体上设置有贯穿缸体壁的卸压排液孔，卸压排液孔位于投球管与活塞缸体连通处和输油管道之间，且当活塞处于适当位置时卸压排液孔能够与活塞上所述投球孔连通。

所述活塞缸体与输油管道交叉连通，即活塞缸体以输油管道为分界分为投球段与滑行段，活塞的两端分别始终在投球段和滑行段内运动，且在活塞缸体的滑行段上设置有贯通缸体壁的排气孔；活塞上还设置有在活塞体径向贯通的导流孔；当投球孔位于投球管与活塞缸体连通处，导流孔位于输油管道，油料从导流孔流过。

活塞在滑行段内运动的部分上设置有阻止输油管道内油料进入滑行段的密封环。

前述清蜡投球机还包括与投球管连通的储球容器，储球容器存储的清蜡球通过投球管进入到活塞缸体。

投球管的内径略大于清蜡球直径，以使若干聚集于投球管内的清蜡球能够近似排成一列，且该列清蜡球能够在投球管内沿投球管的轴向顺利移动。

投球孔的轴线与活塞的轴线垂直，投球孔朝向投球管一端的部分端口壁倾斜设置，倾斜的方向为由端口开始向远离投球管方向逐渐向投球孔轴线收缩，该倾斜端口壁位于远离输油管道一侧的投球孔孔壁上。

在输油管道内设置有阻挡栅格，在油料传送方向阻挡栅格位于活塞与输油管道连通处的前方。

本发明的技术效果是：

由于是利用活塞将清蜡球输送到输油管内，且利用输油管内油料流动的动力推动清蜡球进入到输油管内，因此输油管内的压力没有对输入清蜡球这一过程造成阻碍，实现了向输油管内顺利投放清蜡球的目的，提高了投球效率。

附图说明

图1为本发明清蜡投球机的原理结构图。

图2为发明清蜡投球机开始进行投球的状态图。

图3为发明清蜡投球机实现投球的状态图。

图中标识说明如下：

1、投球管；2、装球料斗；3、活塞；4、投球段；5、投球孔；6、活塞缸体；7、密封环；8、卸压排液孔；9、阻挡栅格；10、输油管道；11、导流孔；12、滑行段；13、排气孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

图1揭示了本发明清蜡投球机的结构，包括用于投放清蜡球的投球管1，与输油管道10连通的活塞缸体6，及与活塞缸体6相适应的设置在缸体内的活塞3。投球管1一端与活塞缸体6连通，另一端与装球料斗2(即储球容器)连通，装球料斗2可以一次存储较多数量的清蜡球，减少了向投球管1添加清蜡球的次数。投球管1的作用是传输清蜡球，也可以存放一定数量的清蜡球，因此在某些情况下也可以不用设置装球料斗2。清蜡球在自身重力和/或外加压力的作用下向活塞缸体6方向移动。优选的投球管1的内径略大于清蜡球的直径，两个径向尺寸的比例以达成如下目标为好：若干紧密聚集于投球管1内的清蜡球能够近似排成一列，且该列清蜡球能够在投球管1内沿投球管1的轴向顺利移动。例如，清蜡球的直径为4.5厘米，则投球管1的内径为5厘米，这样设置的好处是可以使清蜡球在投球管1内近似以一列纵队的方式排列，这样容易实现控制每次进入活塞缸体一个清蜡球，使得在进行自动控制本发明的清蜡投球机时可以准确控制向输油管投放的清蜡球的数量。投球管1与活塞缸体6的位置关系不限于投球管1的轴线与活塞缸体6的轴线垂直这一种状态，投球管1的轴线与活塞缸体6的轴线的角度可以在一定的范围内变化，只要能够使得清蜡球通过投球管顺利进入活塞缸体6即可。

活塞缸体6与输油管道10连通，图1所示的结构中，活塞缸体6与输油管道10交叉连通，活塞缸体6被输油管道分割成两部分，即投球段4与滑行段12。以输油管道10为分界，与投球管1连通的一侧活塞缸体为投球段4，活塞缸体6的另一侧(图1中输油管道右侧的活塞缸体部分)为滑行段12。活塞缸体6内设置有活塞3，活塞3和活塞缸体6的径向尺寸符合常规意义的活塞与活塞缸体之间的尺寸关系，即图1中活塞3的外径与活塞缸体6的内径相近，活塞3可以在活塞缸体6内沿图1中的左右方向移动，且可以保持一定的气密性。活塞3的一端(图1中活塞的左侧端)始终在投球段4内滑动，活塞3的另一端(图1中活塞的右侧端)始终在滑行段12内滑动。滑行段12的活塞缸体端头上设置有贯通缸体壁的排气孔13，用于在活塞3运动过程中流通气体，使得活塞3能够自如运动。

活塞3上设置有在活塞体径向贯通的投球孔5，投球孔5的一端端口朝向投球管1与活塞缸体6连通处的投球管端口，投球孔5的孔径大小能够容纳一个清蜡球，活塞3的直径要大于清蜡球的直径，且能够保证一定的机械强度。这样在投球孔5内的清蜡球就可以随着活塞3在活塞缸体6内移动。活塞3上还设置有导流孔11，导流孔11也是在活塞体径向贯通活塞3的孔，优选的导流孔11的轴线与输油管道10的轴线平行。投球孔5与导流孔11之间的位置关系符合下列要求：当投球孔5位于投球管1与活塞缸体6连通处(即投球孔5与投球管1连通)时，导流孔11位于输油管道10内，油料能够从导流孔11流过。可以将投球孔5位于投球管1与活塞缸体6连通处作为活塞3在不工作状态下的停放位置，使得输油管道10畅通。随着活塞3在活塞缸体6内的移动，投球孔5会处于不同的位置，活塞3在活塞缸体6内的行程范围应当满足下列条件：投球孔5在投球管1与活塞缸体6连通处(也被称为投球管端口)能够接收至少一个清蜡球，及投球孔5在输油管道10内时能够被输油管内流动的油料带走至少一个清蜡球。就是说本发明是通过活塞运动实现向输油管道10投放清蜡球的目的，因此，活塞的行程范围必须保证活塞3(具体的是投球孔5)能够从投球管处顺利获得清蜡球，及投球孔5进入到输油管道10内，投球孔5内的清蜡球可以被流动的油料顺利带走。

在活塞3上设置若干密封环7用于阻止输油管道10内油料向活塞缸体6内渗透，具体如图1所示，结合图2和图3可以看到，移动范围在滑行段12内的活塞部分设置密封环，移动范围在输油管道10与投球管端口之间的活塞部分设置密封环，移动范围在投球管端口左侧的活塞部分设置密封环，这样的设置最大程度避免了输油管道10内油料向活塞缸体内渗透，进而防止油料流入投球管1造成油料粘滞清蜡球的问题，以使投球机在低温下也能正常工作。密封环7还可以使得投球管1内保持常压而不受输油管道内压力的影响，这样向投球管1或装球料斗2投放清蜡球的步骤会非常简便。

在活塞缸体6上设置有贯穿缸体壁的卸压排液孔8，卸压排液孔8的位置在投球管1与活塞缸体6连通处和输油管道10之间，这样当活塞3移动时，特别是活塞3从输油管道10回撤时(图1中自右向左方向)投球孔5能够与卸压排液孔8连通，由于投球孔5中的压力大于活塞缸体6外的压力，投球孔5中携带的油料可以从卸压排液孔8排出。最好是当投球孔5与卸压排液孔8连通时卸压排液孔在重力方向上投球孔5的下方，这样在重力的作用下，投球孔5中的油料可以排出更为彻底。排出的油料量比较少，为了避免污染环境，可以利用活塞缸体6外连接卸压排液孔8的容器对排出的油料进行回收。图1中显示的卸压排液孔8的数量是2，其中一个位于投球管1下方，由于投球孔5比较长时间会处于投球管1的下方，这样投球孔5就会比较长时间与下方的卸压排液孔8导通，可以长时间在重力或压力作用下排清投球孔5中的油料。

图1显示了投球孔5的结构特征，如图1虚线所示投球孔5，以该虚线所表示投球孔5部分作为剖面图进行观察，如果朝向投球管1的投球孔端口的内壁与活塞表面之间是直角过渡，则当投球孔5容纳清蜡球后向右侧移动时，垂直方向上该清蜡球上一个清蜡球向投球孔5探入的部分会与直角过渡发生顶压，甚至发生锁死导致活塞3无法继续向右侧移动，这显然不是希望发生的情况。为了避免这一情况发生，对投球孔5端口进行如下设置：投球孔5朝向投球管1一端的部分端口壁(投球孔孔壁，即剖面图左上角部分)倾斜设置形成坡面，坡面倾斜的方向为由投球孔端口开始向远离投球管1方向逐渐向投球孔轴线收缩(即剖面图中左上右下倾斜方向)。这样，当投球孔5容纳清蜡球后活塞自图1左侧向右侧移动时，投球孔5容纳清蜡球上方相邻的清蜡球可以顺利地沿着上述坡面向上方运动，给活塞3让出向右侧移动的空间，使得活塞3平顺地移动。

还可以在输油管道10内设置阻挡栅格9，阻挡栅格9可以是十字栅板，阻挡栅格9能够阻止清蜡球通过。阻挡栅格9设置在油料传送方向活塞与输油管道连通处的前方，假定图1中输油管道内油料的流动方向是自上而下的，则在活塞缸体6与输油管道10连通处的上方设置阻挡栅格9。阻挡栅格9的主要作用在于当清蜡球被投放到输油管道10时如果有负压存在，即油料流动方向逆转(例如图1中输油管道内油料的流动方向突变为自下而上)，防止清蜡球随油料流动到不正确方向。

图1所示的清蜡投球机可以是一体成型的，即将投球管1、活塞缸体6(包括投球段4与滑行段12)、输油管道10制成七通缸体，装配时只需将输油管道与其他的输油管连接即可，装配简单。

本发明的关键是利用了活塞及活塞缸体进行投放清蜡球，除了所示的活塞缸体的形式，活塞缸体也可以有其他变形，如活塞缸体没有滑动段，只要各部分尺寸适当，可以在活塞上仅设置投球孔而没有导流管，投球孔在投球管处取清蜡球，活塞移动，投球孔探入到输油管道内投放清蜡球。上述方案也可以实现本发明的目的。

下面结合图2和图3对本发明清蜡投球机的工作过程进行描述。

图2显示的是清蜡投球机开始进行投球的状态图，此时投球孔对准投球管，导流孔位于输油管道内，油料可以通过导流孔顺利流动。首先要使活塞移动的适当位置(使投球孔对准投球管即可)使得投球孔能够从投球管中获得一个清蜡球，然后活塞开始向图2中右侧方向移动，在移动的过程中，投球孔端口的坡面将与投球孔中清蜡球邻近的清蜡球向上方推送，使这个上方的清蜡球不会对活塞向右侧的移动形成障碍。在活塞移动的过程中，导流孔进入到滑动段部分，活塞体对输油管道形成封堵，由于封堵的时间会比较短，所以不会产生不利影响，并且这一封堵会使油料流入方向的输油管道内压力增加，这一增加的压力在投球孔进入到输油管道时会有利于对清蜡球的冲击，使得清蜡球可以顺利地被投放。活塞向右侧移动对滑动段内的气体形成挤压，被挤压的气体可以通过排气孔排出，以免压力进一步增大后会阻止活塞的移动。当清蜡球被投放后，活塞开始向左侧移动，当移动到投球孔与卸压排液孔连通时，投球孔从输油管道携带的油料通过卸压排液孔排出活塞缸体。活塞继续向左侧移动，直到达成图1显示的状态，即投球孔对准投球管，导流孔位于输油管道内，输油管道恢复正常导通。由于密封环的设置使得投球管和装球料斗内可以处于常压状态，也就是说在上述清蜡投球机的工作过程中无须对投球管和装球料斗内压力进行调整，操作简便。

如果需要再次投放清蜡球，可以重复上述步骤。

可以看出本发明的清蜡投球机操作非常简便，人工操作仅需使活塞完成一个行程即可。简便的操作过程也使得自动控制本发明的清蜡投球机变得非常容易实现。

Claims (9)

1、清蜡投球机，包括投球管，其特征在于还包括与输油管道连通的活塞缸体及在缸体内设置的活塞，所述投球管与活塞缸体连通，投球管用于向活塞缸体输送清蜡球；所述活塞上设置有在活塞体径向贯通的投球孔，所述投球孔的直径以能容纳至少一个来自投球管的清蜡球为限；所述活塞在活塞缸体内的行程范围使得：所述投球孔在投球管与活塞缸体连通处能够接收至少一个清蜡球，及所述投球孔在输油管道内时能够被输油管内流动的油料带走至少一个清蜡球。

2、根据权利要求1所述清蜡投球机，其特征在于在所述活塞上设置有阻止输油管道内油料进入活塞缸体的密封环。

3、根据权利要求1或2所述清蜡投球机，其特征在于在活塞缸体上设置有贯穿缸体壁的卸压排液孔，卸压排液孔位于投球管与活塞缸体连通处和输油管道之间，且当活塞处于适当位置时卸压排液孔能够与活塞上所述投球孔连通。

4、根据权利要求1所述清蜡投球机，其特征在于所述活塞缸体与输油管道交叉连通，即活塞缸体以输油管道为分界分为投球段与滑行段，活塞的两端分别始终在投球段和滑行段内运动，且在活塞缸体的滑行段上设置有贯通缸体壁的排气孔；活塞上还设置有在活塞体径向贯通的导流孔；当投球孔位于投球管与活塞缸体连通处，导流孔位于输油管道，油料从导流孔流过。

5、根据权利要求4所述清蜡投球机，其特征在于活塞在滑行段内运动的部分上设置有阻止输油管道内油料进入滑行段的密封环。

6、根据权利要求1所述清蜡投球机，其特征在于还包括与投球管连通的储球容器，储球容器存储的清蜡球通过投球管进入到活塞缸体。

7、根据权利要求1所述清蜡投球机，其特征在于投球管的内径略大于清蜡球直径，以使若干聚集于投球管内的清蜡球能够近似排成一列，且该列清蜡球能够在投球管内沿投球管的轴向顺利移动。

8、根据权利要求7所述清蜡投球机，其特征在于投球孔的轴线与活塞的轴线垂直，投球孔朝向投球管一端的部分端口壁倾斜设置，倾斜的方向为由端口开始向远离投球管方向逐渐向投球孔轴线收缩，该倾斜端口壁位于远离输油管道一侧的投球孔孔壁上。

9、根据权利要求1所述清蜡投球机，其特征在于在输油管道内设置有阻挡栅格，在油料传送方向阻挡栅格位于活塞与输油管道连通处的前方。

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