CN109731867A - 一种电磁制动的清管器减速收球方法 - Google Patents
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Abstract
本发明型属于油气输送管道清理领域，具体涉及一种电磁制动的清管器减速收球方法。包括清管器上设有电磁铁、电机、信号收发器和控制系统。管道减速区域前端100m处设有弱磁检测仪，减速区域前后端设有通球指示器，收球筒内设有压力传感器和橡胶轮胎，上位机调控各阀门通断和电磁铁工作。本发明型相比于现有技术具有以下优点：可以实现清管器减速时的无级变速，去除了清管器对收球筒的物理冲击，同时保护了清管器和收球筒；无需通过实时调节清管器前后压差便可实现减速，避免了清管器停滞或减速失效的事故；操作方便，实现了清管器的自动化收球。
Description
技术领域
本发明型属于油气输送管道清理领域，具体涉及一种电磁制动的清管器减速收球方法。
背景技术
管道投入使用前需要进行清管、试压等一系列工序；为保证管道的安全作业，管道日常运作时，需要经常对管线进行清管及检测，这些作业都涉及管道收发球装置的使用。传统的收球方法是在收球筒内提前装好1～2个废旧轮胎或其他物体，作为清管器的缓冲物，而压气站在收球操作时，采取球进站前停运压缩机的方法，但这样会对清管器造成冲击，从而损坏清管器。目前国内常用的间接收球工艺可以避免对清管器冲击，但工艺流程较为复杂，需要人为的开关各个阀门，十分依赖操作人员的经验，容易造成油液推力不足的清管器停滞和推力过大的超速，而且成本较高。因此寻找一种经济、高效、安全且能够自动检测清管器进站情况并及时使其减速的方法对大型埋地油气输送管道运营维护有着重要意义。
发明型内容
本发明型的目的是针对现有问题，提供了一种电磁制动的清管器减速收球方法。
本发明型通过以下技术方案实现：
当弱磁检测仪检测到磁场波动时，上位机向清管器发射信号，使清管器上的电磁铁工作；清管器上运动的电磁铁使得管道产生感应电流，感应电流与变化的磁通量相互作用，产生洛伦兹力，从而达到减速效果，减速的方法包括以下内容：
(1)弱磁检测仪安装在减速区域的前端100m处，检测实时磁场信号；
(2)减速区域的管道应为导电材料，非导电材料制成的管道应为其绕上固定的铜线圈；
(3)由上位机设定程序，处理来自弱磁检测仪的数据，判断清管器是否进入减速区域；
(4)上位机程序判断清管器进入减速区域后，会通过信号发射器会向清管器上的信号接收器发射信号；
(5)清管器上的控制系统接收到来自信号接收器的信息后，接通电机电源，从而使电磁铁工作，产生定向稳定磁场；
(6)感应电流与电磁铁变化磁通量相互作用，产生洛伦兹力，达到减速效果；
(7)减速区域末端的通球指示器检测到清管器通过时，上位机调控断开电磁铁的电流，使其停止工作；
(8)清管器完全进入收球筒后，关闭进站阀，打开放空阀，当压力大小为1Mpa时，再关闭放空阀；
(9)打开排污阀，进行排污；
(10)打开发空阀泄压，当其压力为零时，打开盲板，完成收球工作。
作为对上述方案的进一步改进，所述上位机设置无清管器通过时的平静磁场作为检测阈值，将高于平静磁场100nT的磁场波动作为检测到的有效信号用于判断清管器是否通过监测点。
作为对上述方案的进一步改进，所述上位机与电磁铁控制系统间的信号传输需要时间，会产生一定的延迟，所以需要在减速区域前端100m处设置弱磁检测仪，用以提前控制电磁铁工作。
作为对上述方案的进一步改进，所述输油管道本身由铁磁性材料制成，所以在电磁铁工作后，清管器在进入减速区域前便会有一定的减速；当清管器进入管道材料电导率更大的减速区域后，其速度便会骤减至安全的低速匀速状态，简称安全速度。
作为对上述方案的进一步改进，所述安全速度可以通过改变电磁铁剩余磁通密度值、减速区域管道电导率、减速区域管道壁厚和线圈匝数来调控。其核心技术是基于电磁感应产生的洛伦兹力来达到减速。
作为对上述方案的进一步改进，所述收球筒与减速区域相连处为过渡区域，过渡区域仍处在减速区域，其直径逐渐增大。
作为对上述方案的进一步改进，所述清管器通过过渡区域期间，油液会从清管器旁侧涌入收球筒，从而平衡清管器前后压差；所以当清管器离开减速区域，进入收球筒后，其前后压差基本为零；同时，涌入收球筒的油液也会对清管器起到缓冲的作用。
作为对上述方案的进一步改进，所述收球筒末端设有橡胶轮胎，进一步保护清管器。
本发明型相比于现有技术具有以下优点：
(1)上位机接收弱磁检测仪和通球指示器的实时监测数据，对各个阀门的通断和各个设备的工作进行调控；整个过程无需人工干预，实现了高度的自动化，便于操作。
(2)清管器速度骤减后的安全速度可以通过改变电磁铁剩余磁通密度值、减速区域管道电导率、减速区域管道壁厚和线圈匝数来调控；其中，改变电磁铁剩余磁通密度值最为方便；综合分析管道材质和管道内油气压力，然后计算得出理想低速对应的电磁铁励磁电流，然后通过控制系统调控，来控制电磁铁磁场大小，从而达到调速效果。
(3)无论油压如何，都可以通过调节电磁铁励磁电流来控制清管器速度，所以收球过程中无需对油压进行二次调节，极大地简化了操作。
附图说明
图1是本发明型专利的收球工艺流程图；
图2是本发明型专利减速区域设备布局图；
图3是本发明型专利清管器速度变化曲线；
上述附图中，01:越站阀，02:进站阀，03:收球筒进站阀，04:阀门，05:阀门，06:放空阀，07:排污阀，08:阀门，09:固定基座，10:线圈，11:输油管道，12:弱磁检测仪，13:通球指示器，14:上位机，15:信号接收器，16:控制系统，17:清管器，18:电磁铁，19:减速区域，20:过渡区域，21:收球筒，22:盲板，23:电机，24:橡胶轮胎
具体实施方式
下面结合附图对本发明型进一步说明。
实施例1
如图1、2所示，一种电磁制动的清管器减速收球方法通过以下技术方案实现：当弱磁检测仪检12测到磁场波动时，上位机14向清管器17发射信号，使清管器17上的电磁铁18工作；清管器上运动的电磁铁18使得管道11产生感应电流，感应电流与变化的磁通量相互作用，产生洛伦兹力，从而达到减速效果。
所述弱磁检测仪12安装在减速区域的前端100m处，检测实时磁场信号。
所述减速区域19包括输油管道11部分和过渡区域20，所述减速区域长度15m，所述过渡区域5m。
所述上位机14设置无清管器通过时，弱磁检测仪12检测到的平静磁场作为检测阈值，将高于平静磁场100nT的磁场波动作为检测到的有效信号用于判断清管器是否即将进入减速区域。
所述减速区域的管道应为导电材料，非导电材料制成的管道应为其绕上固定的铜线圈。
收球工艺的流程为：首先确定越站阀01和进站阀03分别处于关闭和打开的状态，然后对上位机14报告，上位机14发出指令，告诉首站进行发球；当减速区域19前端100m处的弱磁检测仪12检测到磁异常波动大于100nT时，说明清管器17即将进入减速区域19；此时，上位机14向清管器17上的信号接收器15发射信号，信号接收器15传输信号至控制系统16，从而使电磁铁18开始工作。
输油管道11本身由铁磁性材料制成，所以在电磁铁18工作后，电磁铁18工作后，清管器17在进入减速区域19前便会有一定的减速；当清管器17进入由管道材料电导率更大的减速区域19后，便会速度骤减至安全的低速匀速状态，简称安全速度。
收球筒21与减速区域19相连处为过渡区域20，过渡区域20仍处在减速区域19内，其直径逐渐增大；清管器17通过过渡区域20期间，油液会从清管器17旁侧涌入收球筒21，从而平衡清管器17前后压差；所以当清管器17离开减速区域19，进入收球筒21后，其前后压差基本为零，同时，涌入收球筒21的油液也会对清管器17起到缓冲的作用。
当减速区域19末端的通球指示器13监测到清管器通过时，上位机14向清管器17上的信号接收器15发射信号，信号接收器15传输信号至控制系统16，从而使电磁铁18停止工作；与此同时，关闭进站阀03，打开放空阀06，当压力大小为1Mpa时，再关闭放空阀06。
打开排污阀07，在排污阀07完全打开后，打开阀门08进行排污。
打开发空阀06泄压，当其压力为零时，打开盲板22，完成收球工作。
在直径1m、壁厚0.01m、相对磁导率300、油压为1Mpa、电阻率为1.786×10-7的输油管道中，初始速度为10m/s，剩余磁通密度分别为0.4～2T(编号为1～5)的电磁铁进入减速区域后时，其减速规律如图3所示。
以上所述实施例仅代表了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本申请保护范围的限制；清管器减速还可以通过改变电磁铁剩余磁通密度值、减速区域管道电导率、减速区域管道壁厚和线圈匝数来调控；本方法核心技术是基于电磁感应产生的洛伦兹力来达到减速；应当指出的是，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，当弱磁检测仪检测到磁场波动时，上位机向清管器发射信号，使清管器上的电磁铁工作；清管器上运动的电磁铁使得管道产生感应电流，感应电流与变化的磁通量相互作用，产生洛伦兹力，从而达到减速效果，减速的方法包括以下内容：
(1)弱磁检测仪安装在减速区域的前端100m处，检测实时磁场信号；
(2)减速区域的管道应为导电材料，非导电材料制成的管道应为其绕上固定的铜线圈；
(3)由上位机设定程序，处理来自弱磁检测仪的数据，判断清管器是否进入减速区域；
(4)上位机程序判断清管器进入减速区域后，会通过信号发射器会向清管器上的信号接收器发射信号；
(5)清管器上的控制系统接收到来自信号接收器的信息后，接通电机电源，从而使电磁铁工作，产生定向稳定磁场；
(6)感应电流与电磁铁变化磁通量相互作用，产生洛伦兹力，达到减速效果；
(7)减速区域末端的通球指示器检测到清管器通过时，上位机调控断开电磁铁的电流，使其停止工作；
(8)清管器完全进入收球筒后，关闭进站阀，打开放空阀，当压力大小为1Mpa时，再关闭放空阀；
(9)打开排污阀，进行排污；
(10)打开发空阀泄压，当其压力为零时，打开盲板，完成收球工作。
2.如权利要求1所述一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，所述步骤(2)中，上位机设置无清管器通过时的平静磁场作为检测阈值，将高于平静磁场100nT的磁场波动作为检测到的有效信号用于判断清管器是否通过监测点。
3.如权利要求1所述一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，上位机与电磁铁控制系统间的信号传输需要时间，会产生一定的延迟，所以需要在减速区域前端100m处设置弱磁检测仪，用以提前控制电磁铁工作。
4.如权利要求1所述一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，输油管道本身由铁磁性材料制成，所以在电磁铁工作后，清管器进入减速区域前便会有一定的减速；当清管器进入管道材料电导率更大的减速区域后，其速度便会骤减至安全的低速匀速状态，简称安全速度。
5.如权利要求4所述一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，安全速度可以通过改变电磁铁剩余磁通密度值、减速区域管道电导率、减速区域管道壁厚、线圈匝数来调控；同时，也可以给减速区域线圈通电，使其产生与电磁铁相反的磁场，再通过改变线圈励磁电流来调控安全速度；其核心技术是基于电磁感应产生的洛伦兹力来达到减速。
6.如权利要求1所述一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，收球筒与减速区域相连处为过渡区域，过渡区域仍处在减速区域，其直径逐渐增大。
7.如权利要求6所述一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，清管器通过过渡区域期间，油液会从清管器旁侧涌入收球筒，从而平衡清管器前后压差；当清管器离开减速区域，进入收球筒后，其前后压差基本为零；同时，涌入收球筒的油液也会对清管器起到缓冲的作用。
8.如权利要求1所述一种电磁制动的清管器减速收球方法，其特征在于，收球筒末端设有橡胶轮胎，进一步保护清管器。
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|---|---|
| CN (1) | CN109731867A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112484771A (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 清管器的监测方法 |
| CN113695320A (zh) * | 2020-05-20 | 2021-11-26 | 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 | 一种液态食品输送管路用无菌柱头顶料系统及顶料方法 |
| CN114472395A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 中国石油大学(华东) | 一种管道机器人及其清管方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR699856A (fr) * | 1929-07-25 | 1931-02-20 | Perfectionnements aux appareils de commande électriques | |
| CN102179386A (zh) * | 2011-01-17 | 2011-09-14 | 中国石油大学(北京) | 具有高梯度磁分离器的清管器收球装置及粉末分离方法 |
| CN103792105A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-05-14 | 中国石油大学(北京) | 模拟清管过程水力脉冲的实验装置 |
| CN105618439A (zh) * | 2016-01-31 | 2016-06-01 | 李志强 | 一种原油管道清理系统以及原油管道清理施工方法 |
| CN105953025A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-09-21 | 西南石油大学 | 一种清管器接收防撞装置 |
| CN207012917U (zh) * | 2017-02-17 | 2018-02-16 | 无锡唯勒科技有限公司 | 锂电池浆料输送系统 |
| CN108672424A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-19 | 中国石油大学(华东) | 一种顺序输送自动越泵清管装置 |
| CN109013586A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-18 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种集输管道分段清管系统及方法 |
-
2019
- 2019-03-16 CN CN201910199830.4A patent/CN109731867A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR699856A (fr) * | 1929-07-25 | 1931-02-20 | Perfectionnements aux appareils de commande électriques | |
| CN102179386A (zh) * | 2011-01-17 | 2011-09-14 | 中国石油大学(北京) | 具有高梯度磁分离器的清管器收球装置及粉末分离方法 |
| CN103792105A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-05-14 | 中国石油大学(北京) | 模拟清管过程水力脉冲的实验装置 |
| CN105618439A (zh) * | 2016-01-31 | 2016-06-01 | 李志强 | 一种原油管道清理系统以及原油管道清理施工方法 |
| CN105953025A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-09-21 | 西南石油大学 | 一种清管器接收防撞装置 |
| CN207012917U (zh) * | 2017-02-17 | 2018-02-16 | 无锡唯勒科技有限公司 | 锂电池浆料输送系统 |
| CN108672424A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-10-19 | 中国石油大学(华东) | 一种顺序输送自动越泵清管装置 |
| CN109013586A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-18 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种集输管道分段清管系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 薛润斌;赵文峰;刘远东;赵凯华;: "清管器在线监测预警装置研制与应用" * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112484771A (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 清管器的监测方法 |
| CN113695320A (zh) * | 2020-05-20 | 2021-11-26 | 内蒙古伊利实业集团股份有限公司 | 一种液态食品输送管路用无菌柱头顶料系统及顶料方法 |
| CN114472395A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-05-13 | 中国石油大学(华东) | 一种管道机器人及其清管方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
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Effective date of abandoning: 20231215 |