CN106424033A - 一种旋转射流型清管器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转射流型清管器，用于管道清管、检测、管道涂敷等管道施工。其技术方案：筒体两安装前端盖和后端盖，筒体两端设置皮碗并在皮碗边缘设置过流孔，前端盖内安装旋转套，旋转套由电机驱动，旋转套前端安装转盘和锥套，转盘四周设置刷头，蓄电池设置在筒体内并连接电机。本发明前端设置锥形套和刮板，能够对前端堆积物进行破碎，方便后端喷射的介质与细小的固相颗粒混合向前流动，清管器不易卡死。

Description

一种旋转射流型清管器
技术领域
本发明涉及一种旋转射流型清管器，用于管道清管、检测、管道涂敷等管道施工。
背景技术
石油、天然气管道在运行一段时间后，管道内壁会粘附大量蜡、沉淀、析出物、污垢等附着物，或者出现锈斑。这些附着物会影响管道输送能力，严重时会堵塞管道，甚至引发事故。所以，必须对管道进行定期清管。此外，由于受电化腐蚀、疲劳破坏、流体冲刷以及管道本身缺陷和第三方施工的破坏，加之山洪、泥石流、地震等自然灾害影响，管道在运行一段时间后会不可避免的出现腐蚀穿孔、机械裂纹、管道变形等问题，导致管道输送能力、效率降低和管道泄漏，甚至引发火灾、爆炸等恶性事故，不仅会造成巨大经济损失、影响正常生产生活秩序、损害政府公信度，还会对生态环境、人民生命财产安全构成巨大威胁，必须对管道进行定期检测。对管道进行检测前，同样需要对管道进行清管，提高检测器检测质量。
管道清管和管内检测都要用到不同类型的清管器，清管器种类繁多分别为芯棒形清管器(Mandrel Pig)、泡沫型清管器(Foam Pig)、一体化清管器(Solid-cast Pig)以及球形清管器(Sphere Pig)。以上所有类型清管器在管道内工作都类似于一个活塞，在管内介质的推动下前进，并且完成清管、管道检测、管道涂敷等工作。
专利CN201620200620.4公布了一种高速旋转刷清管器，该方案采用清管器后端速度采集轮驱动前端清管刷。该方案依靠清管器自身运动来驱动前端刷头，在前端堆积物多、管内有硬垢等情况下难以正常工作。
化学清管难以彻底清洗管道，而且清管成本高，甚至可能影响管道输送量、造成环境污染，所以工程中常常采用物理清管，即使用清管器清管。物理清管依靠清管器上的皮碗、刮板对管道内壁上的附着物摩擦、刮削，清管效果不佳，需要多次清管，清管效率低而且无法清洗到管道裂纹、凹陷处的附着物。在清管上安装清洗刷后，从管道内壁上清洗下来的附着物更加细小，裂纹、凹陷内的附着物也能清洗掉部分，清管效果有提高但是仍然不理想。
另一方面，油气管道内沉积物过多，会在清管器前端堆积，增加清管阻力，同时容易造成清管器卡死。目前只能通过增加清管器后端介质压力来强行推送清管器和前端沉积物。这样往往造成清管器前端皮碗严重变形，管内残留物过多等问题。
基于以上背景，设计刮削效率更高，同时解决清管器前端沉积物输送困难问题的清管器，具有现实意义和应用前景。
发明内容
本发明的目的：为了克服现有清管器刮削效率低的问题，同时解决清管器前端沉积物输送困难的问题，特提供一种旋转射流型清管器。
一种旋转射流型清管器，包括连接头、后端盖、皮碗、筒体、蓄电池、电机、心轴、刷头、卡环、转盘、锥套、旋转套、连接环、前端盖，其特征在于：前端盖和旋转套为带底座的圆筒形，旋转套扣在前端盖内；旋转套外侧设置台阶，卡环安装到所述台阶位置，卡环与前端盖连接；旋转套外端设置转盘，转盘整体为圆盘形，转盘边沿部位固定刷头；锥套整体呈圆锥形并扣在转盘中间；锥套的锥顶部位安装连接环，锥套外侧设置刮板，所述刮板呈螺旋形；前端盖中心位置设置心轴，心轴与旋转套连接；前端盖连接筒体，电机设置在筒体内并通过支架安装到前端盖中心位置，电机的输出轴与心轴连接；筒体后端安装后端盖，后端盖外侧中心位置设置连接头，所述连接头用于连接后端清管器或检测器等设备；蓄电池设置在筒体内并连接电机；筒体后端设置皮碗，前端盖外侧设置皮碗，所述皮碗边沿位置设置过流孔。
前端盖和旋转套之间设置轴套和推力轴承。
所述连接头包括连接杆、半环和底座；底座用螺栓固定到后端盖中间位置，底座中心设置球坑；连接杆一端设置为球形并安装到底座的球坑内，连接杆另一端设置连接法兰；半环固定连接杆端部球体，半环与底座螺栓连接。
包括扭力架，特征在于：扭力架设置在心轴和旋转套之间，扭力架中心部位与心轴连接；旋转套内部靠近前端盖一侧设置卡槽，扭力架安装到旋转套的卡槽内。
更为优化的，电机与心轴之间设置变速机构。
所述电机为减速电机。
本发明具有的有益效果是：（1）清管器前端刷头持续旋转，与常规清管器相比具有更长的清洗路径，相当于用普通清管器进行多次清管。同时清洗刷高速转动，对清洗下来的附着物进行搅拌，使清洗下来的附着物颗粒更加细小，与流体混合更加充分，更容易随流体排出，从而达到提高清管质量与效率的目的。（2）前端设置锥形套和刮板，能够对前端堆积物进行破碎，方便后端喷射的介质与细小的固相颗粒混合向前流动。同时，锥形套的设计，能够将堆积物向清管器四周推送，方便破碎后的堆积物与流体混合，清管器不易卡死。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为本发明所述锥套和刮板的结构简图。
图中：1.连接头；2.连接杆；3.半环；4.底座；5.后端盖；6.后压盖；7.皮碗；8.筒体；9.固定环；10.蓄电池；11.安装环；12.减速电机；13.支架；14.联轴器；15.轴承压盖；16.心轴；17.扭力架；18.刷头；19.卡环；20.转盘；21.锥形套；22.旋转套；23.连接环；24.刮板；25.前端盖；26.轴套；27.前压盖。
具体实施方式
本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面结合图1对本发明作以下描述。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。
前端盖25整体为带底座的圆筒形，旋转套22整体为带底座的圆筒形，旋转套22扣在前端盖25内。前端盖25和旋转套22之间设置轴套26，前端盖25和旋转套22之间设置推力轴承。旋转套22内部靠近前端盖25一侧设置卡槽，扭力架17设在在旋转套22内并安装到旋转套22的卡槽内。旋转套22外侧设置台阶，卡环19安装到所述台阶位置，卡环19与前端25盖螺栓连接。旋转套22外端设置转盘20，转盘20整体为圆盘形，转盘20边沿部位设置刷头18。锥套21整体呈圆锥形并扣在转盘20中间，锥套21和转盘20之间螺栓连接。锥套21的锥顶部位安装连接环23，所述连接环23用于安装挂钩，当清管器从收球筒内取出时候，用挂钩勾住连接环23并拖出清管器。锥套21外侧设置刮板24，所述刮板24呈螺旋形，刮板24用于刮削清管器前端堆积物并将中间的堆积物输送到锥套21边缘，方便刮削下来的前端堆积物和清管器前端喷射出来的介质混合。
前端盖25中心位置设置心轴16，心轴16和前端盖25之间设置轴承，轴承压盖15与心轴16螺纹连接并轴向固定心轴16，心轴16位于旋转套22内的端部安装扭力架17并用锁紧螺母固定。扭力架17中心部位与心轴16连接。前端盖25在旋转套22的另一侧安装筒体8并用螺栓连接，减速电机12设置在筒体8内并通过支架13安装到前端盖25中心位置。所述减速电机12的输出轴与心轴16用联轴器14连接。
筒体8后端安装后端盖5并用螺栓连接，后端盖5外侧中心位置设置连接头1，所述连接头1用于连接后端清管器或检测器等设备。所述连接头1包括连接杆2、半环3和底座4；底座4用螺栓固定到后端盖5中间位置，底座4中心设置球坑；连接杆2一端设置为球形并安装到底座4的球坑内，连接杆2另一端设置连接法兰；半环3固定连接杆2端部球体，半环3与底座4螺栓连接。
安装环11设置在筒体8内并与筒体8之间螺钉连接，蓄电池10固定到安装环11上，蓄电池10连接减速电机12，并驱动减速电机12转动。筒体8靠近后端的位置设置固定环9并采用焊接方式固定，皮碗7安装到所述固定环9上并用后压盖6固定，螺栓连接后压盖6和固定环9。前端盖25外侧安装皮碗7并用前盖板固定，螺栓连接前盖板和前端盖25。皮碗7边沿位置设置过流孔，管内介质从皮碗7所述过流孔通过并冲刷持续旋转的刷头18。
本发明的原理是：置蓄电池10驱动减速电机12转动，减速电机12通过心轴16、扭力架17驱动旋转套22转动，旋转套22带动刷头18旋转并刮擦管道内壁，有利于清除管壁污垢。同时，锥套21转动并通过固定在锥套21上的刮板24刮削前端堆积物，刮削下来的堆积物混合清管器后端介质向前推送。这样，清管器在清除管道污垢的同时，不容易因为前端堆积物累积过多而卡死。

Claims (6)

1.一种旋转射流型清管器，包括连接头、后端盖、皮碗、筒体、蓄电池、电机、心轴、刷头、卡环、转盘、锥套、旋转套、连接环、前端盖，其特征在于：
前端盖和旋转套为带底座的圆筒形，旋转套扣在前端盖内；旋转套外侧设置台阶，卡环安装到所述台阶位置，卡环与前端盖连接；旋转套外端设置转盘，转盘整体为圆盘形，转盘边沿部位固定刷头；锥套整体呈圆锥形并扣在转盘中间；锥套的锥顶部位安装连接环，锥套外侧设置刮板，所述刮板呈螺旋形；
前端盖中心位置设置心轴，心轴与旋转套连接；前端盖连接筒体，电机设置在筒体内并通过支架安装到前端盖中心位置，电机的输出轴与心轴连接；
筒体后端安装后端盖，后端盖外侧中心位置设置连接头，所述连接头用于连接后端清管器或检测器等设备；
蓄电池设置在筒体内并连接电机；筒体后端设置皮碗，前端盖外侧设置皮碗，所述皮碗边沿位置设置过流孔。
2.根据权利要求1所述一种旋转射流型清管器，特征在于：前端盖和旋转套之间设置轴套和推力轴承。
3.根据权利要求1所述一种旋转射流型清管器，特征在于：所述连接头包括连接杆、半环和底座；底座用螺栓固定到后端盖中间位置，底座中心设置球坑；连接杆一端设置为球形并安装到底座的球坑内，连接杆另一端设置连接法兰；半环固定连接杆端部球体，半环与底座螺栓连接。
4.根据权利要求1所述一种旋转射流型清管器，包括扭力架，特征在于：扭力架设置在心轴和旋转套之间，扭力架中心部位与心轴连接；旋转套内部靠近前端盖一侧设置卡槽，扭力架安装到旋转套的卡槽内。
5.根据权利要求1所述一种旋转射流型清管器，特征在于：更为优化的，电机与心轴之间设置变速机构。
6.根据权利要求1所述一种旋转射流型清管器，特征在于：所述电机为减速电机。
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