CN112718722A - 海上油田管道用解堵装置及解堵方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上油田管道用解堵装置，包括：能够沿管道移动的主体，所述主体两端外壁设置有环状的允许张缩的凸出部，凸出部向外扩张时紧贴管道内壁，将主体外壁与管道内壁之间围成封闭空间，凸出部向内收缩后不抵触管道内壁；流量计量部，其抽取封闭空间内流体并计算流量；解堵剂注入部，其向封闭空间注入解堵剂；空化发生部，其至少促使封闭空间产生空化效应。本发明通过流量计量部抽取封闭空间内的流体，精确判断需要进行解堵处理的部位；解堵剂结合空化发生部促使封闭空间和所对应的堵塞部位产生空化效应，加快解堵剂与垢体反应，并促进堵塞部位畅通，有效的提高了解堵速度和效果。

Description

海上油田管道用解堵装置及解堵方法

技术领域

本发明涉及油气生产技术领域，更具体地说，本发明涉及一种海上油田管道用解堵装置及解堵方法。

背景技术

现有生产实际中，如图4所示，海上油田管道是指在各个生产平台之间铺设在海底的油气水输送管线。由于其特殊性，后期生产过程遇到的各类问题通常都无法像陆地油田一样能快速简单的更换、维修等作业，通常采取两个平台端的在线处理方式解决海上油田管道中的各类问题。。

而海上油田管道最常见的问题是输送介质带来的各类垢的生成或堆积，现有各种处理措施较单一，准确性差，解堵速度慢，解堵效果不佳。因此，亟需设计一种能够解决上述问题的海上油田管道用解堵装置。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的另一个目的是提供一种海上油田管道用解堵装置，在沿管道移动过程中，分析海上油田管道的流量，确定需要解堵的部位，提高解堵位置准确性，利用空化技术进行解堵处理，提高解堵速度和效果。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种海上油田管道用解堵装置，包括：

能够沿管道移动的主体，所述主体两端外壁设置有环状的允许张缩的凸出部，凸出部向外扩张时紧贴管道内壁，将主体外壁与管道内壁之间围成封闭空间，凸出部向内收缩后不抵触管道内壁；

流量计量部，其抽取封闭空间内流体并计算流量；

解堵剂注入部，其向封闭空间注入解堵剂；

空化发生部，其至少促使封闭空间产生空化效应。

上述技术方案中，设计能够沿管道移动作业的主体，主体与管道内壁构件形成封闭空间，通过流量计量部抽取封闭空间内的流体，计算流量即可知道封闭空间所覆盖的部分的流量，即可判断堵塞情况，进而精确判断需要进行解堵处理的部位；进行解堵作业时，直接在封闭空间内注入解堵剂，并结合空化发生部促使封闭空间和所对应的堵塞部分产生空化效应，加快解堵剂与垢体反应，并促进管道内的垢体或其他堵塞物排出，有效的提高了解堵速度和效果，并减少了解堵剂使用量。

优选的是，所述的海上油田管道用解堵装置中，所述流量计量部包括设置在主体内部的流量泵，流量泵连通至封闭空间，流量泵抽吸封闭空间内的流体并计算单位时间内的流量。

优选的是，所述的海上油田管道用解堵装置中，所述空化发生部包括设置在主体内的空化器，空化器为超声波空化器或射流空化器或两者的组合，空化器朝向封闭空间和封闭空间所对应的部位。

空化器产生的空化效应一方面促使解堵剂与垢体剧烈反应，提高垢体分解速度，提高解堵效果，另一方面空化效应产生的冲击波向堵塞部位传递，促使堵塞部位中的垢体或其他堵塞物剧烈分解并促进排出，使得堵塞部位快速畅通，达到解堵的目的。

优选的是，所述的海上油田管道用解堵装置中，所述解堵剂注入部包括注入泵，注入泵连通至封闭空间。容纳解堵剂的容器可以设置在主体内部，也可以设置主体外部如地面，然后通过管道与注入泵连通。

优选的是，所述的海上油田管道用解堵装置中，还包括微波发生部，微波发生部设置在主体内，并朝向封闭空间和封闭空间所对应部位发生微波。

优选的是，所述的海上油田管道用解堵装置中，还包括气体补充部，气体补充部向封闭空间注入气体以提高空化效应。

上述技术方案中，管道深处的压力很大，液体中的气体含量较少，因此补充注入气体可以促使空化效应发生，空化效果更好。

优选的是，所述的海上油田管道用解堵装置中，所述主体包括：

位于主体外壁的轮体，轮体通过伸缩杆支撑以贴紧或远离管道内壁，轮体至少设置3个，并在不同方位支撑主体；

驱动部，其设置在主体内并驱动轮体以使得主体移动。

上述技术方案为方便遥控而设计，通过遥控器即可控制驱动部运行，达到遥控主体运行的目的，同时结合设置在主体上的定位装置，方便主体的位置调控。

优选的是，所述的海上油田管道用解堵装置中，所述凸出部具体包括：

平行且同心设置的两块环形板，两块环形板之间形成环形容纳槽；环形板的直径小于管道的直径；

环状囊体，其套设在所述环形容纳槽内，环状囊体膨胀时填充环形板与管道内壁之间的间隙；

泵体，其向环状囊体内泵入流体以促使环状囊体膨胀。

上述技术方案中，囊体收缩后，主体与管道之间形成间隔，方便主体的移动，囊体膨胀后，填充主体与管道之间的间隔，构建形成封闭空间，且囊体膨胀后紧贴管道内壁，起到固定主体的作用；环形板能够限定囊体膨胀的方向。

利用海上油田管道用解堵装置进行解堵的方法，包括：

步骤一、操控主体沿管道移动至堵塞部位所对应的深度附近；

步骤二、控制凸出部扩张使得主体与管道之间形成封闭空间；

步骤三、控制流量计量部抽取封闭空间内的流体，并计算流量，如果流量过小，则说明封闭空间所覆盖的堵塞部位堵塞严重，需要解堵；

步骤四、停止流量计量部抽取流体，并控制解堵剂注入部向封闭空间注入解堵剂；

步骤五、控制空化发生部作业。

上述技术方案中，通过遥控或是设计主体与轨道配合来达到操控主体运动的目的，一般直接操控主体运动到解堵部位，管道的内径是已知的，那么容积也是已知的，如果所在部位畅通，则油水通过装置孔眼进入到管道中，如果某部位堵塞，则流量会减少；如果流量正常，则说明堵塞部位畅通，通过流量的大小判断堵塞的程度。根据需要生产需要来判断是否需要进行解堵处理。

优选的是，所述的方法中，在空化发生部作业时，向封闭空间注入气体以提高空化效应；

在空化发生部作业之前，先利用微波发生部发射微波作用于封闭空间和所对应的部位；

空化发生部作业时或作业后，控制流量计量部间隙性抽取封闭空间的流体，并注入解堵剂作为补充。

上述技术方案中，注入气体能够提高空化效果，微波发生部可以利用微波促进解堵；而流量计量局部的间隙性作用一方面可以抽出解堵后的残液，促使分解物或堵塞物的排出，另一方面能够方便补充解堵剂。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明设计能够沿管道移动作业的主体，主体与管道内壁构件形成封闭空间，通过流量计量部抽取封闭空间内的流体，计算流量即可知道封闭空间所覆盖的堵塞部位的出油水量，即可判断堵塞情况，进而精确判断需要进行解堵处理的部位；进行解堵作业时，直接在封闭空间内注入解堵剂，并结合空化发生部促使封闭空间和所对应的堵塞部位产生空化效应，加快解堵剂与垢体反应，并促进堵塞部位中的垢体或其他堵塞物排出，有效的提高了解堵速度和效果，并减少了解堵剂使用量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述海上油田管道用解堵装置与管道配合时的结构示意图；

图2为本发明所述海上油田管道用解堵装置的结构示意图；

图3为图2中A位置的局部剖视结构示意图

图4为海上油田海底管道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

如图1和2所示，一种海上油田管道用解堵装置，包括：

能够沿管道9移动的主体1，所述主体1两端外壁设置有环状的允许张缩的凸出部2，凸出部2向外扩张时紧贴管道9内壁，将主体1外壁与管道9内壁之间围成封闭空间3，凸出部2向内收缩后不抵触管道9内壁；

流量计量部4，其抽取封闭空间3内流体并计算流量；

解堵剂注入部，其向封闭空间3注入解堵剂；

空化发生部5，其至少促使封闭空间3产生空化效应。

本实施例1设计能够沿管道9移动作业的主体1，主体1与管道9内壁构件形成封闭空间3，通过流量计量部4抽取封闭空间3内的流体，计算流量即可知道封闭空间4所覆盖的堵塞部位的出油水量，即可判断堵塞情况，进而精确判断需要进行解堵处理的部位；进行解堵作业时，直接在封闭空间3内注入解堵剂，并结合空化发生部5促使封闭空间3和所对应的堵塞部位产生空化效应，加快解堵剂与垢体反应，并促进堵塞部位中的垢体或其他堵塞物排出，有效的提高了解堵速度和效果，并减少了解堵剂使用量。

实施例2

在实施例1的基础上，进一步，如图1和2所示，所述流量计量部4包括设置在主体1内部的流量泵401，流量泵401通过抽吸管403和抽吸口404连通至封闭空间3，抽吸口设置在主体1外壁上，抽吸管串联有流量计402，外接管道7与流量泵401连接，工作时，流量泵401抽吸封闭空间3内的流体，流量计计算单位时间内的流量，进而可以确定该部位的出油水量。

进一步，在另一种实施方式中，所述空化发生部5包括设置在主体1内的空化器，空化器为超声波空化器或射流空化器或两者的组合，空化器朝向封闭空间3和封闭空间3所对应的部位，空化器向外发生超声波或射流或两者的结合。

作业时，空化器产生的空化效应一方面促使解堵剂与垢体剧烈反应，提高垢体分解速度，提高解堵效果，另一方面空化效应产生的冲击波堵塞部位传递，促使堵塞部位中的垢体或其他堵塞物剧烈破解并促进排出，使得堵塞部位快速畅通，达到解堵的目的。

进一步，在另一种实施方式中，所述解堵剂注入部包括注入泵，注入泵连通至封闭空间。容纳解堵剂的容器可以设置在主体内部，也可以设置主体外部如地面，然后通过管道与注入泵连通。

另外，在另一种实施方式中，解堵剂注入部可以使用流量泵401作为注入泵，注入管8与注入泵连接，注入管连接至抽吸口404或直接连通至封闭空间3.

进一步，在另一种实施方式中，还包括微波发生部，微波发生部设置在主体内，并朝向封闭空间和封闭空间所对应部位发生微波。

进一步，在另一种实施方式中，还包括气体补充部，气体补充部向封闭空间注入气体以提高空化效应。

管道深处的压力很大，液体中的气体含量较少，因此补充注入气体可以促使空化效应发生，空化效果更好。

在另一种实施方式中，可以使用解堵剂注入部或流量计量部充当气体补充部，直接通过流量计量部向封闭空间注入气体。

进一步，在另一种实施方式中，所述主体包括：

位于主体外壁的轮体，轮体通过伸缩杆支撑以贴紧或远离管道内壁，轮体至少设置3个，并在不同方位支撑主体；优选得是，轮体设置在封闭空间对应的主体外壁上较为合适，避免与凸出部在空间上发生冲突，伸缩杆可以调节轮体的伸出长度，达到支撑轮体贴紧管道和远离管道内壁的目的；

驱动部，其设置在主体内并驱动轮体以使得主体移动。

上述实施方案为方便遥控而设计，通过遥控器即可控制驱动部运行，达到遥控主体运行的目的，同时结合设置在主体上的定位装置，方便主体的位置调控。

进一步，在另一种实施方式中，如图1～3所示，所述凸出部2具体包括：

平行且同心设置的两块环形板(201，202)，两块环形板(201，202)之间形成环形容纳槽；环形板(201，202)的直径小于管道9的直径；

环状囊体203，其套设在所述环形容纳槽内，环状囊体203膨胀时填充环形板(201，202)与管道9内壁之间的间隙；

泵体，其向环状囊体内泵入流体以促使环状囊体膨胀。泵体可以独立设计，也可以共用流量泵。

实施时，环状囊体203收缩后，主体1与管道9之间形成间隔，方便主体的移动，环状囊体203膨胀后，填充主体1与管道9之间的间隔，构建形成封闭空间3，且环状囊体203膨胀后紧贴管道9内壁，起到固定主体的作用；环形板(201，202)能够限定囊体膨胀的方向。

实施例3

利用实施例1的海上油田管道用解堵装置进行解堵的方法，包括：

步骤一、操控主体沿管道移动至堵塞部位所对应的深度附近；

步骤二、控制凸出部扩张使得主体与管道之间形成封闭空间；

步骤三、控制流量计量部抽取封闭空间内的流体，并计算流量，如果流量过小，则说明封闭空间所覆盖的堵塞部位堵塞严重，需要解堵；

步骤四、停止流量计量部抽取流体，并控制解堵剂注入部向封闭空间注入解堵剂；

步骤五、控制空化发生部作业。

本实施例通过遥控或是设计主体与轨道配合来达到操控主体运动的目的，一般直接操控主体运动到解堵部位，管道的内径是已知的，那么容积也是已知的，如果所在部位畅通，则油水通过装置孔眼进入到管道中，如果某部位堵塞，则流量会减少；如果流量正常，则说明堵塞部位畅通，通过流量的大小判断堵塞的程度。根据需要生产需要来判断是否需要进行解堵处理。

实施例4

利用实施例2的海上油田管道用解堵装置进行解堵的方法，在实施例3的基础上，在空化发生部作业时，向封闭空间注入气体以提高空化效应；

在空化发生部作业之前，先利用微波发生部发射微波作用于封闭空间和所对应的部位；

空化发生部作业时或作业后，控制流量计量部间隙性抽取封闭空间的流体，并注入解堵剂作为补充。

本实施例中注入气体能够提高空化效果，微波发生部可以利用微波促进解堵；而流量计量局部的间隙性作用一方面可以抽出分解的垢体，促使分解物或堵塞物的排出，另一方面能够方便补充解堵剂。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。

Claims (10)

1.海上油田管道用解堵装置，其特征在于，包括：

能够沿管道移动的主体，所述主体两端外壁设置有环状的允许张缩的凸出部，凸出部向外扩张时紧贴管道内壁，将主体外壁与管道内壁之间围成封闭空间，凸出部向内收缩后不抵触管道内壁；

流量计量部，其抽取封闭空间内流体并计算流量；

解堵剂注入部，其向封闭空间注入解堵剂；

空化发生部，其至少促使封闭空间产生空化效应。

2.如权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置，其特征在于，所述流量计量部包括设置在主体内部的流量泵，流量泵连通至封闭空间，流量泵抽吸封闭空间内的流体并计算单位时间内的流量。

3.如权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置，其特征在于，所述空化发生部包括设置在主体内的空化器，空化器为超声波空化器或射流空化器或两者的组合，空化器朝向封闭空间和封闭空间所对应的部位。

4.如权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置，其特征在于，所述解堵剂注入部包括注入泵，注入泵连通至封闭空间。

5.如权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置，其特征在于，还包括微波发生部，微波发生部设置在主体内，并朝向封闭空间和封闭空间所对应部位发生微波。

6.如权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置，其特征在于，还包括气体补充部，气体补充部向封闭空间注入气体以提高空化效应。

7.如权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置，其特征在于，所述主体包括：

位于主体外壁的轮体，轮体通过伸缩杆支撑以贴紧或远离管道内壁，轮体至少设置3个，并在不同方位支撑主体；

驱动部，其设置在主体内并驱动轮体以使得主体移动。

8.如权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置，其特征在于，所述凸出部具体包括：

平行且同心设置的两块环形板，两块环形板之间形成环形容纳槽；环形板的直径小于管道的直径；

环状囊体，其套设在所述环形容纳槽内，环状囊体膨胀时填充环形板与管道内壁之间的间隙；

泵体，其向环状囊体内泵入流体以促使环状囊体膨胀。

9.利用权利要求1所述的海上油田管道用解堵装置进行解堵的方法，其特征在于，包括：

步骤一、操控主体沿管道移动至堵塞部位所对应的深度附近；

步骤二、控制凸出部扩张使得主体与管道之间形成封闭空间；

步骤三、控制流量计量部抽取封闭空间内的流体，并计算流量，如果流量过小，则说明封闭空间所覆盖的部位堵塞严重，需要解堵；

步骤四、停止流量计量部抽取流体，并控制解堵剂注入部向封闭空间注入解堵剂；

步骤五、控制空化发生部作业。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在空化发生部作业时，向封闭空间注入气体以提高空化效应；

在空化发生部作业之前，先利用微波发生部发射微波作用于封闭空间和所对应的部位；

空化发生部作业时或作业后，控制流量计量部间隙性抽取封闭空间的流体，并注入解堵剂作为补充。

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