CN104438252B - 一种叶片式清管器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种叶片式清管器，包括导流筒，导流筒的前端设置有挡板，挡板的中心沿导流筒的轴向在挡板的外表面固定设置有中心轴，中心轴上设置有可绕中心轴转动的叶片；挡板上设置有多个喷嘴，导流筒的内部中空腔体为流体通道，喷嘴与流体通道相通，且导流筒的后端开口。该叶片式清管器能够减小管道中的积液密度，带出积液从而减小清管器推进阻力的清管器装置，将可使清管效果达到最佳状态，从而恢复管线正常输送能力，降低输送成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于天然气管道集输过程中的清除输气管道积液的叶片式清管器。
背景技术
天然气气井在开发生产过程中，矿场管线集输一般为湿天然气管道输送，由于输送过程中流体参数和管线高程的变化，使管道产生积液。随着积液的不断增加，如果不能及时将其清除，往往将降低管线的输送能力和集输效率，严重时会堵塞管线，最终导致管线无法正常运行。
对于目前出现积液的集气管线，通常使用清管器清除管道内的积液，清管器是指由气体、液体或管道输送介质推动，用以清理管道的专用工具。它可以携带无线电发射装置与地面跟踪仪器共同构成电子跟踪系统。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。
但在运用清管器进行清管作业的过程中，普遍存在积液清除不干净，尤其遇到积液严重的管道容易出现清管器无法推进的故障，严重影响了气田的正常生产。且绝大多数产水气井采用泡沫排水采气工艺，气井带出液由于消泡不完善而含发泡剂成分，常规清管工艺中，清管器无法实现管道底部的积液二次发泡，导致清管阻力大，进而降低积液管道清管效率，对于起伏管线这种影响尤为严重。
目前，大部分清管器依靠筒体上的刮板将污垢清除掉，如申请号为“201310516180.4”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，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。利用设置在清管器上的刮板刮除管道内壁的污垢，但过多依靠刮板彻底刮除掉污垢则清洁速度较慢，需提供较大的原动力，能耗较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种清垢效果好、清垢阻力小、能耗小的叶片式清管器。
为此，本发明提供了一种叶片式清管器，包括导流筒，导流筒的前端设置有挡板，挡板的中心沿导流筒的轴向在挡板的外表面固定设置有中心轴，中心轴上设置有可绕中心轴转动的叶片；
挡板上设置有多个喷嘴，导流筒的内部中空腔体为流体通道，喷嘴与流体通道相通，且导流筒的后端开口。
所述中心轴由一端与挡板中心固定连接的第一中心轴和与第一中心轴的另一端连接的第二中心轴组成，第二中心轴上套设有轴承，轴承的外周上设置有可沿轴承转动的叶片。
还包括套设在导流筒外周的齿形密封筒。
还包括沿径向设置在导流筒外周前端的前挡板和沿径向设置在导流筒外周后端的后挡板，所述齿形密封筒设置在前挡板和后挡板之间。
所述齿形密封筒的外表面设有锯齿状凹槽。
所述第一中心轴和轴承之间通过锁紧螺母旋紧固定。
所述齿形密封筒和前挡板之间通过锁紧螺栓A旋紧，齿形密封筒和后挡板之间通过锁紧螺栓B旋紧。
所述流体通道在导流筒的挡板部分沿周向均匀分布3个喷嘴。
本发明的有益效果：（1）在节流压差作用下，高速喷嘴气流驱动叶片旋转并对积液进行搅拌，使积液能够再次发泡，降低清管器内积液密度；
（2）部分从叶片溢流出的高速喷嘴气流，能够辅助叶片对积液进行搅拌，可对积液进行充分的二次发泡甚至将其雾化成小液滴，降低清管器前端流体密度，增大了清管器前后压差，提高了清管器的作用效果；
（2）叶片旋转带出管道中心积液后，使清管器前端处产生负压，进一步增大清管器前后压差，有利于减小清管器运行阻力；
（3）投放安装方便，容易操作，只需将其在管线发球筒侧放入，在收球筒侧接收即可；
（5）使用范围广，本清管器结构简单、重量轻，可广泛用于各种积液管道的清管作业。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是叶片式清管器的结构示意图；
图2是叶片式清管器的剖视图；
图3是叶片式清管器的右视图；
图4是叶片式清管器左视图。
附图标记说明：1、锁紧螺母；2、叶片；3、转子；4、锁紧螺栓A；5、轴承；6、第一中心轴；7、齿形密封筒；8、导流筒；9、喷嘴；10、后挡板；11、锁紧螺栓B；12、弹性垫圈A；13、挡板；14、第二中心轴；15、前挡板；16、弹性垫圈B。
具体实施方式
以下将结合附图对该叶片式清管器进行详细的说明，以下所述的方向均为参照附图1和附图2进行描述。
实施例1：
如图1和图2所示，本发明提供了一种叶片式清管器，包括导流筒8，导流筒8的前端设置有挡板13，挡板13的中心沿导流筒8的轴向在挡板13的外表面固定设置有中心轴，中心轴上设置有可绕中心轴转动的叶片2；
挡板13上设置有多个喷嘴9，导流筒8的内部中空腔体为流体通道，喷嘴9与流体通道相通，且导流筒8的后端开口。
将该叶片式清管器放入积液管道前端的发球筒内，放入前确保清管器带叶片2端先放入，来完成投放工作。清管器在背压动力推动作用下，在管道中不断向前推进，管道内的积液从导流筒8的后端进入，并从喷嘴9喷射出积液，节流动力流体产生的旋转高速气流通过喷嘴9驱动叶片2旋转对积液进行搅拌作用，使得积液能够第二次发泡，降低了积液密度，同时，部分从叶片2溢流出的高速喷嘴气流，能够辅助叶片2对积液进行搅拌，可对积液进行充分的二次发泡甚至将其雾化成小液滴，从而增大了清管器前后压差，提高了清管器的作用效果。
实施例2：
在实施例1的基础上，具体的，所述中心轴由一端与挡板13中心固定连接的第一中心轴6和与第一中心轴6的另一端连接的第二中心轴14组成，第二中心轴14上套设有轴承5，轴承5的外周上设置有可沿轴承5转动的叶片2。需要指出的是，轴承5优选圆柱滚子轴承，第二中心轴14通过微小过盈配合套入圆柱滚子轴承，且圆柱滚子轴承与第一中心轴6紧贴；叶片2可直接套设在轴承5上，也可以通过将叶片2焊接在转子3上，再将转子3套设在轴承5上，如图3所示，轴承5的外周套设有转子3，圆柱滚子轴承通过微小过盈配合套入转子3，转子3外周上固定连接有叶片2。
实施例3：
在实施例1或者实施例2的基础上，如图2所示，为了保护导流筒8，该叶片式清管器还包括套设在导流筒8外周的齿形密封筒7。
实施例4：
在实施例3的基础上，进一步的，该叶片式清管器还包括沿径向设置在导流筒8外周前端的前挡板15和沿径向设置在导流筒8外周后端的后挡板10，为了防止齿形密封筒7在旋转高速气流作用下出现滑脱现象，所述齿形密封筒7设置在前挡板15和后挡板10之间，且述齿形密封筒7的外表面设有锯齿状凹槽。齿形密封筒7的外径与清管器所要清垢的管道的内径大小一致，而导流筒8的外径则略大于齿形密封筒7的内径。
实施例5：
在实施例4的基础上，需要特别说明的是，第一中心轴6和轴承5之间通过锁紧螺母1旋紧固定，所述齿形密封筒7和前挡板15之间通过锁紧螺栓A4旋紧，齿形密封筒7和后挡板10之间通过锁紧螺栓B16旋紧。如图4所示，为了防止齿形密封筒7在旋转高速气流下出现滑脱现象，需要将齿形密封筒7与导流筒8的前挡板15和后挡板10固定连接，因此在所述齿形密封筒7和后挡板10之间通过3~4个锁紧螺栓B11旋紧，锁紧螺栓B11穿过弹性垫圈B16，用螺纹形式旋入齿形密封筒7的后挡板10，齿形密封筒7和前挡板15之间通过3~4个锁紧螺栓A4旋紧，锁紧螺栓A4穿过弹性垫圈A12，用螺纹形式旋入齿形密封筒7的前挡板15。
实施例6：
在实施例5的基础上，具体的，所述流体通道在导流筒8的挡板13部分沿周向均匀分布3个喷嘴9；且所述导流筒8、第一中心轴6、第二中心轴14为一体铸造制成，导流筒8、第一中心轴6、第二中心轴14、轴承5、转子3、锁紧螺母1、挡板13、前挡板15和后挡板10处于同一中心轴线上。
实施例7：
叶片式清管器的安装和工作过程：向管道内投放清管器前，先将导流筒8套入齿形密封筒7，并将导流筒8的前挡板15和后挡板10分别用锁紧螺栓A4、弹性垫圈A12和锁紧螺栓B11、弹性垫圈B16固定连接在齿形密封筒7上；
再将第二中心轴14通过微小过盈配合套入圆柱滚子轴承，使圆柱滚子轴承与第一中心轴6紧贴，将锁紧螺母1与第二中心轴14用螺纹形式旋紧，并与圆柱滚子轴承紧贴；
然后将3张相同的叶片2沿周向等间距均匀焊接在转子3上，圆柱滚子轴承通过微小的过盈配合套入转子3。
将该叶片式清管器放入积液管道前端的发球筒内，放入前确保清管器带叶片端先放入，来完成投放工作。清管器在背压动力推动作用下，在管道中不断向前推进，节流动力流体产生的旋转高速气流通过喷嘴驱动叶片旋转对积液进行搅拌作用，使得积液能够第二次发泡，降低了积液密度，同时，部分从叶片溢流出的高速喷嘴气流，能够辅助叶片对积液进行搅拌，可对积液进行充分的二次发泡甚至将其雾化成小液滴，从而增大了清管器前后压差，提高了清管器的作用效果；再加上叶片产生的强大风力带走其前端积液后，使得其前端处产生负压，进一步增大清管器前后压差，减小了清管器运行阻力，提高了其运行效率。最终得以将残液、污水排出管外，使得管内的积液得以清除。最后，从管道中回收清管器装置时，只需将清管器运行到管道收球筒端，清管器便会在背压动力压差推力的作用下运送自己到达。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种叶片式清管器，其特征在于：包括导流筒（8），导流筒（8）的前端设置有挡板（13），套设在导流筒（8）外周的齿形密封筒（7）；挡板（13）的中心沿导流筒（8）的轴向在挡板（13）的外表面固定设置有中心轴，中心轴上设置有可绕中心轴转动的叶片（2）；
挡板（13）上设置有多个喷嘴（9），导流筒（8）的内部中空腔体为流体通道，喷嘴（9）与流体通道相通，且导流筒（8）的后端开口；
所述中心轴由一端与挡板（13）中心固定连接的第一中心轴（6）和与第一中心轴（6）的另一端连接的第二中心轴（14）组成，第二中心轴（14）上套设有轴承（5），轴承（5）的外周上设置有可沿轴承（5）转动的叶片（2）。
2.如权利要求1所述的一种叶片式清管器，其特征在于：还包括沿径向设置在导流筒（8）外周前端的前挡板（15）和沿径向设置在导流筒（8）外周后端的后挡板（10），所述齿形密封筒（7）设置在前挡板（15）和后挡板（10）之间。
3.如权利要求2所述的一种叶片式清管器，其特征在于：所述齿形密封筒（7）的外表面设有锯齿状凹槽。
4.如权利要求3所述的一种叶片式清管器，其特征在于：所述第一中心轴（6）和轴承（5）之间通过锁紧螺母（1）旋紧固定。
5.如权利要求4所述的一种叶片式清管器，其特征在于：所述齿形密封筒（7）和前挡板（15）之间通过锁紧螺栓A（4）旋紧，齿形密封筒（7）和后挡板（10）之间通过锁紧螺栓B（16）旋紧。
6.如权利要求5所述的一种叶片式清管器，其特征在于：所述流体通道在导流筒（8）的挡板（13）部分沿周向均匀分布3个喷嘴（9）。
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