CN105499219A - 一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置，主要包括混合射流清洗装置和清洗残渣回收装置；所述的清洗装置包括控制模块、水泵、空化装置、输水管道、清洗喷嘴、运动控制流道、清洗腔、图片采集器、对接装置；回收装置包括控制模块、水泵、输水管道、运动控制流道、回收腔、图片采集器、过滤网。清洗过程如下：装置到待清洗部位后，先检测待清洗部位的污浊度，将参数反馈给控制模块，控制模块根据反馈信息调节清洗参数，清洗完污水到回收腔，经过滤排出，清洗完后控制模块控制装置移动到下个待清洗部位，实现了清洗全自动化。本发明方法和装置与现有方法相比，具有结构简单，方便快捷，节约能源，清洁环保，效率高的优点。

Description

一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置

技术领域

本发明涉及空化射流和振荡射流领域，具体而言涉及一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置。

背景技术

随着能源消费需求及海洋工程技术的发展，全球都加大了对海底油气田的开发。海底油气资源的输送大多采用管道运输的方式，随着时间推移，海底管道外壁锈蚀，附生物等，如果不及时清理会降低管道寿命、造成管道结构失稳甚至海管破裂等海洋环境事故。海底油气运输管道外壁的清洗就成了问题，传统方法就是人工使用大量化学试剂清洗，这样既大大提高了清洗成本，化学试剂的残留又会对海洋生态系统产生污染，而且化学清洗方法在深水区实施的工序更复杂、成本更高不方便。因此，要高效环保地清洗海底输油管道，必须综合考虑各方面的因素，设计一种高效环保又方便移动的清洗方法和装置。近年来，空化射流、振荡射流等新型水射流清洗技术凭借其环保、高效的优点在清洗领域展现出良好的应用前景。空化射流技术就是人为地在水射流流束内产生大量的空泡，当射流冲击到物体表面时，这些空泡达到高压区时会崩溃，同时产生的压缩波或微射流，在物体表面及附近区域产生极高的应力集中，对物体表面的污垢产生震荡作用，从而达到清洗目的。振荡射流技术就是将高压水射流通过特定的振荡喷嘴，形成一束带有振荡作用的高压水射流，利用振荡过程中的压力脉冲来提高水射流打击力和效率的技术。将空化射流通过振荡喷嘴喷出就形成了空化振荡射流，综合利用空化气泡破裂的瞬间打击力和振荡射流压力脉冲的高峰值的方式来大大提高水射流的清洗效率。

发明内容

为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置。

本发明所采取的技术方案是：一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置，主要包括混合射流清洗装置和清洗残渣回收装置；所述的混合射流清洗装置包括控制模块、高压水泵、回水泵、空化装置、输水管道、振荡清洗喷嘴、轴向运动控制流道、旋转运动控制流道、清洗腔、图片采集器、对接装置、所述的清洗残渣回收装置包括高压水泵、输水管道、轴向运动控制流道、旋转运动控制流道、控制模块、回收腔、对接装置、过滤网；装置移动到待清洗位置时，清洗腔内的表面粗糙度检测仪先检测出输油管道外壁的粗糙度并反馈给控制模块，控制模块根据反馈回来的粗糙度来调节振荡清洗喷嘴阀门的大小从而控制喷嘴喷射水压，高压水在经由空化装置后从振荡清洗喷嘴射入清洗腔内对输油管道外壁进行清洗，同时控制模块打开旋转运动控制流道的阀门，利用喷出高压水射流的反作用力来推动装置绕管道旋转，清洗后的浑水经回水泵吸入回收腔内，再经过滤网过滤后排进海内，清洗腔和回收腔内的图片采集器通过采集腔内图像并反馈给地面控制中心，以此来监测清洗和回收状态，待到回水管道口处的液体浑浊度检测仪检测到回水管道中水的浑浊度达正常海水标准时，检测仪传出信号给控制模块，控制模块打开轴向运动控制流道阀门来移动装置到其他地方进行清洗，循环往复，直到清洗残渣充满回收腔，断开回收装置和清洗装置中间的连接装置，更换或清空回收装置后再继续清洗。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明采用空化振荡射流技术来清洗管道外壁，相比于普通的射流或单独空化射流和振荡射流具有更高的清洗效率，同时本发明在清洗过程中不使用任何清洁剂，不用担心清洁剂带来的环境污染问题。

2.本发明还设计了清洗残渣回收装置，解决了清洗残渣的去向问题；且清洗装置和残渣回收装置设计成可分开式的，可通过更换回收装置来实现清洗的长久持续性；同时本装置设计成可移动的，解决了较长较深管道的清洗问题，大大提高了清洗的方便快捷性。

3.本发明设计的装置中设置了粗糙度检测仪和液体浑浊度检测仪，通过粗糙度检测仪检测并反馈数据来实现对特定部位的特殊清洗要求，通过液体浑浊度检测仪检测数据来监测清洗状态；同时设置有控制模块，通过检测仪反馈来的信号来自主调节清洗参数，实现了清洗过程的自动化。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为清洗装置清洗腔内部俯视图。

图3为振荡喷嘴的结构图。

图中1为清洗残渣回收腔，2为回收装置输水管道，3为回收装置轴向运动控制流道，4为回收腔图片采集器，5为回收腔过滤网，6为清洗装置回水管道，7为清洗腔，8为清洗腔图片采集器，9为清洗装置轴向运动控制流道，10为清洗装置输水管道，11为清洗装置入水口过滤网，12为振荡清洗喷嘴，13为清洗装置和回收装置的连接装置，14为回水管道回收口，15为海底输油管道，16为回收装置旋转运动控制流道，17为清洗装置旋转运动控制流道，18为表面粗糙度检测仪，19为液体浑浊度检测仪

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1-3，一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置，主要包括混合射流清洗装置和清洗残渣回收装置。所述的混合射流清洗装置包括控制模块、高压水泵、回水泵、空化装置、输水管道10、振荡清洗喷嘴12、轴向运动控制流道9、旋转运动控制流道17、清洗腔7、图片采集器8、对接装置13；所述的清洗残渣回收装置包括高压水泵、输水管道2、轴向运动控制流道3、旋转运动控制流道16、控制模块、回收腔1、对接装置13、过滤网5、回水管道回收口14；清洗过程如下：装置移动到待清洗位置时，清洗腔内的表面粗糙度检测仪先检测出输油管道外壁的粗糙度并反馈给控制模块，控制模块根据反馈回来的粗糙度来调节振荡清洗喷嘴阀门的大小从而控制喷嘴喷射水压，高压水在经由空化装置后从振荡清洗喷嘴射入清洗腔内对输油管道外壁进行清洗，同时控制模块打开旋转运动控制流道的阀门，利用喷出高压水射流的反作用力来推动装置绕管道旋转，清洗后的浑水经回水泵吸入回收腔内，再经过滤网过滤后排进海内，清洗腔和回收腔内的图片采集器通过采集腔内图像并反馈给地面控制中心，以此来监测清洗和回收状态，待到回水管道口处的液体浑浊度检测仪检测到回水管道中水的浑浊度达正常海水标准时，检测仪传出信号给控制模块，控制模块打开轴向运动控制流道阀门来移动装置到其他地方进行清洗，循环往复，直到清洗残渣充满回收腔，断开回收装置和清洗装置中间的连接装置，更换或清空回收装置后再继续清洗。

以上所述为本发明的较佳实施案例，并不用以限制本发明，在不脱离本发明精神和范围和前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进应包含在本发明的保护范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及同等物界定。

Claims (4)

1.一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置，主要包括混合射流清洗装置和清洗残渣回收装置；所述混合射流清洗装置包括遥控装置、高压水泵、回水泵、空化装置、输水管道、振荡清洗喷嘴、轴向运动控制流道、旋转运动控制流道、清洗腔、图片采集器、对接装置；所述清洗残渣回收装置包括高压水泵、输水管道、轴向运动控制流道、旋转运动控制流道、遥控装置、回收腔、对接装置、过滤网；其特征在于：

(a)所述振荡清洗喷嘴采用带有振荡腔室的振荡喷嘴，振荡清洗喷嘴分5排共120个均匀分布在清洗腔的内壁，每排24个；

(b)所述轴向运动控制流道呈45°角对称分布在清洗腔和回收腔输水管道的两侧，每边一排，每排12个，每两个间以30°角间隔；所述的旋转运动控制流道呈一排分布在清洗腔和回收腔的外部中圈位置，每两个间以30度均匀间隔，共12个；

(c)所述混合射流清洗装置和清洗残渣回收装置整体设计成胶囊式，大大减小其在海水中移动时的阻力；所述混合射流清洗装置和清洗残渣回收装置可分开，在长时间清洗过程中方便回收系统的更换；同时所述混合射流清洗装置和清洗残渣回收装置设计成两半式，即其可以中间打开，使其能够清洗竖状管道和横状管道；

(d)所述图片采集器以120°角均匀分布在清洗腔和回收腔上方；

(e)所述清洗腔内设置有表面粗糙度检测仪，通过检测待清洗管道的表面粗糙度来控制清洗水压；所述清洗腔内装有图片采集器，回水管道的管口处装有液体浑浊度检测仪，利用图片采集器在清洗腔内采集的图片和检测仪检测清洗废水的浑浊度来判断是否清洗干净；所述表面粗糙度检测仪和浑浊度检测仪上都装有传感器，可以把检测到的结果反馈给遥控装置。

2.根据权利要求书1中所述的一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置，其特征在于所述混合射流清洗装置的水源是由高压水泵直接从海水中抽取。

3.根据权利要求书1中所述的一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置，其特征在于所述遥控装置可控制振荡清洗喷嘴，轴向运动控制流道和旋转运动控制流道的阀门，以便达到全面清洗和局部清洗以及控制装置的移动和旋转。

4.根据权利要求书1中所述的一种移动式海底管道外壁的清洗方法和装置，其特征在于所述清洗残渣回收装置的过滤网设于胶囊状腔室的底层圈处和中层圈处，以便在竖向和横向清洗中都可以起到过滤效果。