CN112113039B - 一种节段自洁型石油管道 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节段自洁型石油管道，属于石油管道领域，一种节段自洁型石油管道，包括石油管道主体，石油管道主体的两端均固定连接有连接端，两个连接端相对的一端均固定连接有外导管，两个外导管之间连接有清洁环，且清洁环固定连接在石油管道主体的中部，清洁环上固定连接有一对循环水泵，清洁环内开凿有与循环水泵相通的导流腔，连接端与循环水泵之间连接有连接管，外导管内滑动连接有电磁装置，可以实现通过内清洁环对管道内壁进行清洁，清洁过程中内清洁环间断受热，使内清洁环上的相变金属板与石油管道主体间断性贴合，使内清洁环运动过程中可不断刮除石油管道主体内壁上附着的污垢。

Description

一种节段自洁型石油管道
技术领域
本发明涉及石油管道领域，更具体地说，涉及一种节段自洁型石油管道。
背景技术
在石油开采中，随着石油从地下几百米乃至几千米处提升到地面的过程中，随着压力、温度的不断降低，原来溶解在石油中的“蜡”和Ca、Mg离子就会依附在石油管内壁逐步结晶出来，结晶产物通称为“垢”。刚从地下开采出来的原油，温度和压力都比较高，且气体中含有腐蚀性气体(如HS)，水中富含Ca、Mg离子，具有强烈的腐蚀和结垢倾向。附着在管壁表面的“垢”很难清理，导致石油管线产生一种“缩颈”现象，单位时间内液体流通能力下降。结蜡、结垢会严重影响到石油生产的节奏与效率，有时不得不停产来处理管线中的“蜡”与“垢”；更严重地，会造成整条管线提前报废，经济损失巨大。如何有效、经济的解决这一问题，直接关系到石油生产的成本、效率以及环保化运作。
现有的防蜡、防垢的方法主要有：化学方法：通过加入一定量的阻垢剂或缓释胶囊，改变流体介质中微观粒子的物理化学特性，从而减少结垢。但该方法成本较高，易造成二次污染，易腐蚀管道阀门。物理方法：有超声波、磁化、共振、量子能量环等方式。这些物理装置一般都是附敷在石油管线外部，对管道维护时，不便对管道的内壁进行清洁。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种节段自洁型石油管道，可以实现通过内清洁环对管道内壁进行清洁，清洁过程中内清洁环间断受热，使内清洁环上的相变金属板与石油管道主体间断性贴合，使内清洁环运动过程中可不断刮除石油管道主体内壁上附着的污垢。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种节段自洁型石油管道，包括石油管道主体，所述石油管道主体的两端均固定连接有连接端，两个所述连接端相对的一端均固定连接有外导管，两个所述外导管之间连接有清洁环，且清洁环固定连接在石油管道主体的中部，所述清洁环上固定连接有一对循环水泵，所述清洁环内开凿有与循环水泵相通的导流腔，所述外导管通过清洁环与循环水泵连接，所述连接端与循环水泵之间连接有连接管，所述连接管与外导管之间连接有加热装置，所述外导管内滑动连接有电磁装置，所述电磁装置的两端均固定连接有活塞，所述石油管道主体的内壁上滑动连接有一对内清洁环，所述内清洁环包括环主体，所述环主体的外壁上开凿有环形槽，所述环形槽内固定连接有两对与外导管相匹配的永磁体，相邻两个所述永磁体之间连接有海绵环，可以实现通过内清洁环对管道内壁进行清洁，清洁过程中内清洁环间断受热，使内清洁环上的相变金属板与石油管道主体间断性贴合，使内清洁环运动过程中可不断刮除石油管道主体内壁上附着的污垢。
进一步的，相邻两个所述外导管之间连接有与石油管道主体相匹配的隔热网，通过隔热网的作用，减少石油管道主体的热量散失，使石油管道主体内温度保持稳定。
进一步的，所述电磁装置包括密封壳，所述密封壳的的下端固定连接有电磁铁，所述密封壳内安装有无线充电装置，通过电磁装置吸引并驱动内清洁环移动，且电磁装置通过无线充电，以便装置长时间工作。
进一步的，所述连接端内开凿有储液腔，所述连接端的内壁底端插接有插杆，所述插杆与连接端的内壁之间连接有压缩弹簧，所述插杆位于连接端内的一端上固定连接有密封板，所述连接端的内壁上开凿有与储液腔相通的排液孔，且排液孔被密封板封闭，可以实现在内清洁环移动至插杆处后，插杆被按压，使密封板将排液孔开启，从而使清洁剂进入内清洁环上的海绵环中，使内清洁环壳通过海绵环使用清洁剂对石油管道主体进行清洁。
进一步的，所述石油管道主体的内壁上包覆有导热膜，通过导热膜将外导管的热量快速传递至内清洁环上。
进一步的，一对所述内清洁环之间设有限位环，所述限位环与石油管道主体固定连接，通过限位环限位，防止内清洁环被气流吹动而脱离外导管的铺设范围。
进一步的，所述连接管上固定连接有多个均匀分布的散热翅片，通过散热翅片将连接管内的液体降温，从而使外导管内的液体温度变化。
进一步的，所述内清洁环的外壁上包覆有相变金属板，且相变金属板与石油管道主体内壁之间的间距为2-3mm，内清洁环外壁使用相变金属板包覆，从而使内清洁环受热后，外壁可快速膨胀，实现内清洁环与石油管道主体内壁挤压贴合，使内清洁环在石油管道主体内运动时，可刮下石油管道主体内壁上附着的污垢。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现通过内清洁环对管道内壁进行清洁，清洁过程中内清洁环间断受热，使内清洁环上的相变金属板与石油管道主体间断性贴合，使内清洁环运动过程中可不断刮除石油管道主体内壁上附着的污垢。
(2)邻两个外导管之间连接有与石油管道主体相匹配的隔热网，通过隔热网的作用，减少石油管道主体的热量散失，使石油管道主体内温度保持稳定，石油管道主体的内壁上包覆有导热膜，通过导热膜将外导管的热量快速传递至内清洁环上，连接管上固定连接有多个均匀分布的散热翅片，通过散热翅片将连接管内的液体降温，从而使外导管内的液体温度变化。
(3)连接端内开凿有储液腔，连接端的内壁底端插接有插杆，插杆与连接端的内壁之间连接有压缩弹簧，插杆位于连接端内的一端上固定连接有密封板，连接端的内壁上开凿有与储液腔相通的排液孔，且排液孔被密封板封闭，可以实现在内清洁环移动至插杆处后，插杆被按压，使密封板将排液孔开启，从而使清洁剂进入内清洁环上的海绵环中，使内清洁环壳通过海绵环使用清洁剂对石油管道主体进行清洁。
(4)一对内清洁环之间设有限位环，限位环与石油管道主体固定连接，通过限位环限位，防止内清洁环被气流吹动而脱离外导管的铺设范围。
(5)内清洁环的外壁上包覆有相变金属板，且相变金属板与石油管道主体内壁之间的间距为2-3mm，内清洁环外壁使用相变金属板包覆，从而使内清洁环受热后，外壁可快速膨胀，实现内清洁环与石油管道主体内壁挤压贴合，使内清洁环在石油管道主体内运动时，可刮下石油管道主体内壁上附着的污垢
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的剖视图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为本发明的内清洁环剖视图；
图5为本发明的内清洁环截面图；
图6为本发明的内清洁环工作时部分剖视图。
图中标号说明：
1石油管道主体、2连接端、3清洁环、4外导管、401电磁铁、402活塞、5内清洁环、501环主体、502永磁体、503海绵环、6循环水泵、7金属导热网、8加热装置、9隔热网、10插杆、11密封板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-4，一种节段自洁型石油管道，包括石油管道主体1，石油管道主体1的两端均固定连接有连接端2，两个连接端2相对的一端均固定连接有外导管4，两个外导管4之间连接有清洁环3，且清洁环3固定连接在石油管道主体1的中部，清洁环3上固定连接有一对循环水泵6，清洁环3内开凿有与循环水泵6相通的导流腔，外导管4通过清洁环3与循环水泵6连接，连接端2与循环水泵6之间连接有连接管7，连接管7上固定连接有多个均匀分布的散热翅片，通过散热翅片将连接管7内的液体降温，从而使外导管4内的液体温度变化，连接管7与外导管4之间连接有加热装置8，相邻两个外导管4之间连接有与石油管道主体1相匹配的隔热网9，通过隔热网9的作用，减少石油管道主体1的热量散失，使石油管道主体1内温度保持稳定。
请参阅图3-5，外导管4内滑动连接有电磁装置401，电磁装置401包括密封壳，密封壳的的下端固定连接有电磁铁，密封壳内安装有无线充电装置，通过电磁装置401吸引并驱动内清洁环5移动，且电磁装置401通过无线充电，以便装置长时间工作，电磁装置401的两端均固定连接有活塞402，活塞402讲电磁装置的两端密封，防止电磁装置401进水受损，且在循环水泵6工作时，可实现液压对电磁装置401的施加强推力，石油管道主体1的内壁上滑动连接有一对内清洁环5，石油管道主体1的内壁上包覆有导热膜，通过导热膜将外导管4的热量快速传递至内清洁环5上，内清洁环5包括环主体501，环主体501的外壁上包覆有相变金属板。环主体501的外壁上开凿有环形槽，环形槽内固定连接有两对与外导管4相匹配的永磁体502，相邻两个永磁体502之间连接有海绵环503，所述内清洁环5的外壁上包覆有相变金属板，且相变金属板与石油管道主体1内壁之间的间距为2-3mm，内清洁环5外壁使用相变金属板包覆，从而使内清洁环5受热后，外壁可快速膨胀，实现内清洁环5与石油管道主体1内壁挤压贴合，使内清洁环5在石油管道主体1内运动时，可刮下石油管道主体1内壁上附着的污垢，且外导管4内的液体间歇性流入被加热装置8加热后液体和被连接管7冷却后的液体，以此实现内清洁环5间歇受热和冷却，防止内清洁环5过度膨胀而卡在石油管道主体1内，一对内清洁环5之间设有限位环，限位环与石油管道主体1固定连接，通过限位环限位，防止内清洁环5被气流吹动而脱离外导管4的铺设范围。
请参阅图3，连接端2内开凿有储液腔，连接端2的内壁底端插接有插杆10，插杆10的长度由本领域技术人员根据需要设计，设计标准为：保证内清洁环5运动至可运动行程底端时，清洁环5正好讲插杆10推至连接端2内壁上；插杆10与连接端2的内壁之间连接有压缩弹簧，插杆10位于连接端2内的一端上固定连接有密封板11，连接端2的内壁上开凿有与储液腔相通的排液孔，且排液孔被密封板11封闭，可以实现在内清洁环5移动至插杆10处后，插杆10被按压，使密封板11将排液孔开启，从而使清洁剂进入内清洁环5上的海绵环503中，使内清洁环5壳通过海绵环503使用清洁剂对石油管道主体1进行清洁。
本方案通过循环水泵6驱动外导管4内的电磁装置401进行往返运动，通过循环水泵6的正转和反转，使外导管4内的液体流动方向改变，从而改变电磁装置401被液体推动时的运动方向，以此实现电磁装置401的往返运动，电磁装置401运动过程中，驱动石油管道主体1内的内清洁环5运动，内清洁环5运动过程中，内清洁环5对石油管道主体1的内壁进行清洁。
且外导管4内的液体流动过程中被加热装置8加热，外导管4内液体中所携带的热量再流动过程中通过密封板11传递至内清洁环5上，内清洁环5表面的相变金属板膨胀，从而使内清洁环5与石油管道主体1的内壁贴紧，使海绵环503完全贴附在石油管道主体1的内壁上，从而使内清洁环5在移动过程中将石油管道主体1的内壁清洁完全，内清洁环5上的热量在石油运输过程中会与石油换热，从而使内清洁环5上的相变金属复位，加热装置8可间歇性开启，使冷水和热水间歇性流入外导管4中，防止内清洁环5上相变金属一直处于膨胀状态，而使内清洁环5卡在石油管道主体1内。
当内清洁环5运动至连接端2内时，内清洁环5对插杆10挤压，从而使插杆10上的密封板11被推动，从而使连接端2下端的出液口开启，使连接端2内储存的清洁液喷入石油管道主体1的内壁上，并随清洁环5运动来讲石油管道主体1的内壁涂覆清洁液，内清洁环5复位后密封板11同时复位，讲出液口封闭。
本方案可以实现通过内清洁环对管道内壁进行清洁，清洁过程中内清洁环5间断受热，使内清洁环上的相变金属板与石油管道主体1间断性贴合，使内清洁环运动过程中可不断刮除石油管道主体1内壁上附着的污垢，且装置还可根据需要自动向管道内注入清洁剂来辅助清洁。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种节段自洁型石油管道，包括石油管道主体（1），其特征在于：所述石油管道主体（1）的两端均固定连接有连接端（2），两个所述连接端（2）相对的一端均固定连接有外导管（4），两个所述外导管（4）之间连接有清洁环（3），且清洁环（3）固定连接在石油管道主体（1）的中部，所述清洁环（3）上固定连接有一对循环水泵（6），所述清洁环（3）内开凿有与循环水泵（6）相通的导流腔，所述外导管（4）通过清洁环（3）与循环水泵（6）连接，所述连接端（2）与循环水泵（6）之间连接有连接管（7），所述连接管（7）与外导管（4）之间连接有加热装置（8），所述外导管（4）内滑动连接有电磁装置（401），所述电磁装置（401）的两端均固定连接有活塞（402），所述石油管道主体（1）的内壁上滑动连接有一对内清洁环（5），所述内清洁环（5）包括环主体（501），所述环主体（501）的外壁上开凿有环形槽，所述环形槽内固定连接有两对与外导管（4）相匹配的永磁体（502），相邻两个所述永磁体（502）之间连接有海绵环（503）；
所述连接端（2）内开凿有储液腔，所述连接端（2）的内壁底端插接有插杆（10），所述插杆（10）与连接端（2）的内壁之间连接有压缩弹簧，所述插杆（10）位于连接端（2）内的一端上固定连接有密封板（11），所述连接端（2）的内壁上开凿有与储液腔相通的排液孔，且排液孔被密封板（11）封闭；所述石油管道主体（1）的内壁上包覆有导热膜；所述连接管（7）上固定连接有多个均匀分布的散热翅片；所述内清洁环（5）的外壁上包覆有相变金属板，且相变金属板与石油管道主体（1）内壁之间的间距为2-3mm。
2.根据权利要求1所述的一种节段自洁型石油管道，其特征在于：相邻两个所述外导管（4）之间连接有与石油管道主体（1）相匹配的隔热网（9）。
3.根据权利要求1所述的一种节段自洁型石油管道，其特征在于：所述电磁装置（401）包括密封壳，所述密封壳的的下端固定连接有电磁铁，所述密封壳内安装有无线充电装置。
4.根据权利要求1所述的一种节段自洁型石油管道，其特征在于：一对所述内清洁环（5）之间设有限位环，所述限位环与石油管道主体（1）固定连接。
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