CN115365239A - 清管器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及管道清洗技术领域，特别涉及一种清管器。该清管器包括导向冲刷头、清管器本体、刮削片和皮碗；该导向冲刷头的外壁设有刮削槽，该刮削槽适于对管道内壁沉积物进行刮削，导向冲刷头与清管器本体连接，且可绕清管器本体的轴线相对于清管器本体转动，刮削片和皮碗安装于清管器本体的外壁。该清管器能够对管道内壁的沉积物进行有效的切削以及清理，有效提高管道清理效果。

Description

清管器

技术领域

本申请涉及管道清洗技术领域，特别涉及一种清管器。

背景技术

随着近年输油管道安全事故的频发，如何治理输油管道安全隐患已经成为了人们关注的焦点。我国开采出的部分原油存在高含蜡的特点，这会导致在原油输送过程中，原油中的石蜡结晶析出，沉积管壁，降低管道有效过流面积，使得原油管道输送能力下降，严重时甚至堵塞管道，还会加速管道腐蚀，导致安全事故。加之一些油田地面管网系统的地层来液复杂，地层注水水质较硬，在集输管网中容易结垢、堵塞管网，降低管网系统效率、并造成安全隐患和环境污染隐患。

为提高管道的输运效率，减少输运管道的腐蚀，一般采用清管器来对管道进行清理。目前，按照清理机理，可将清管器分为两种。一种清管器是直接利用外设的刮板来对管道内壁进行摩擦和刮削，使管道中的结垢被剥离和破碎，这种清管器能够有效清除管道内较为松软的沉积物。另一种清管器则进一步在其前端开设多个喷嘴，利用从喷嘴喷出的射流配合外设刮板来对管道进行清污。

然而，即使结合射流和外设刮板，清管器对管道内沉积物的清理效果仍有不足，尤其对于粘性沉积物或硬蜡垢等的清除效果欠佳。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种清管器，该清管器能够有效清除管道内的粘性沉积物和硬蜡垢等。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种清管器，包括导向冲刷头、清管器本体、刮削片和皮碗；

导向冲刷头外壁设有刮削槽，刮削槽适于对管道内壁沉积物进行刮削，

导向冲刷头与清管器本体连接，且可绕清管器本体的轴线相对于清管器本体转动，

刮削片和皮碗安装于清管器本体的外壁。

可选的，导向冲刷头内部中空，远离清管器本体的一端设有喷嘴，靠近清管器本体的一端与清管器本体连接，

清管器本体内部中空且两端开口，且远离导向冲刷头的一端适于被注入流体，

所述清管器本体的靠近所述导向冲刷头的一端的开口位于所述导向冲刷头的内部空腔内。

可选的，喷嘴的数量为至少两个，且绕导向冲刷头的轴线沿圆周方向均匀分布。

可选的，导向冲刷头远离清管器本体的一端为顶点远离清管器本体的圆锥体。

可选的，清管器本体包括第一管段和第四管段，

第一管段外壁安装有刮削片，第四管段外壁安装有皮碗，

第一管段靠近导向冲刷头的一端与导向冲刷头连接，第四管段远离导向冲刷头的一端适于被注入流体。

可选的，清管器本体还包括至少一个第二管段和至少一个第三管段，

每个第二管段外壁安装有刮削片，每个第三管段外壁安装有皮碗，

靠近第一管段的第二管段与第一管段连接，靠近第四管段的第三管段与第四管段连接。

可选的，清管器还包括过滤器，过滤器与清管器本体远离导向冲刷头的一端连接，适于对注入清管器本体的液体进行过滤。

可选的，清管器本体的外壁具有安装凸台，刮削片和皮碗通过螺栓固定在安装凸台上。

可选的，导向冲刷头靠近清管器本体的一端的内壁与清管器本体的外壁通过轴承连接。

可选的，刮削片的刮削端沿清管器的径向向外翘起。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本申请实施例提供一种清管器。该清管器一端为导向冲刷头，该导向冲刷头与清管器本体连接，可相对于清管器本体绕轴线转动，且外壁设有刮削槽，从而能够对管道内壁的粘性沉淀物或硬蜡垢等进行有效刮削。在清管器本体的外壁还安装有刮削片和皮碗，刮削片和皮碗能够进一步对管道内壁进行刮削，以及对管道中的碎屑进行汇聚，皮碗还可以在管道输送介质的作用下推动清管器前进，直至将管道中的碎屑排出管道。也就是说，本申请实施例提供的清管器能够对管道内的顽固沉积物进行有效的刮削和清理，极大的提高了管道清理效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种清管器的剖视图。

图2为本申请实施例提供的一种确定喷嘴在清管器上位置的方法示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1-导向冲刷头，101-喷嘴，102-刮削槽，

2-防松螺母，3-轴承，4-压盖螺母，

5-清管器本体，501-第一管段，502-第二管段，503-第三管段，504-第四管段，505-安装凸台，

6-螺栓，7-刮削片，8-皮碗，9-固定压板，10-过滤器，11-衬套。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中所涉及的方位名词，如“上”、“下”、“侧”等，一般以图中所示方位或产品习惯摆设时结构之间的相对方位关系为基准，且采用这些方位名词仅仅是为了更清楚地描述结构和结构之间的关系，并不是为了描述绝对的方位。在产品以不同姿态摆放时，方位可能发生变化，例如“上”、“下”可能互换。

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

参照图1，本申请实施例提供了一种清管器。该清管器包括导向冲刷头1、清管器本体5、刮削片7和皮碗8。

其中，导向冲刷头1外壁设有刮削槽102，刮削槽102适于对管道内壁沉积物进行刮削。导向冲刷头1与清管器本体5连接，且可绕清管器本体5的轴线相对于清管器本体5转动。刮削片7和皮碗8安装于清管器本体5的外壁。

在使用时，该清管器的导向冲刷头所在的一端为先进入管道内的一端。该导向冲刷头与清管器本体连接，且可绕清管器本体的轴线相对于清管器本体转动，从而控制导向冲刷头绕清管器本体的轴线转动时，导向冲刷头外壁的刮削槽便可以对管道内壁的沉积物进行刮削。同时，在清管器外壁还安装有刮削片和皮碗。该刮削片可以对管道内壁进一步刮削，并对管道内的碎屑进行汇聚。皮碗的边缘适于与管道内壁贴合，其可以在管道输送介质的推动下，带动整个清管器向前运动，同时还可以对刮削下来的碎屑进行汇聚和推动。当清管器在需要清理的管道内运行完毕后，管道内壁的粘性沉积物或硬蜡垢等便可以被有效的刮削和汇聚。刮削下来的垢渣可以通过管道的排污口被排出。其中，管道输送介质可以为加压液体或加压气体等。

综上所述，本申请实施例提供的清管器能够依靠导向冲刷头外壁的刮削槽对管道内壁的粘性沉积物或硬蜡垢等进行有效切削，并结合刮削片的刮削作用以及皮碗的推动作用，实现对管道的有效清理。相对于现有技术，本申请实施例提供的清管器能够更有效的实现对管道内粘性沉积物或硬蜡垢等的清理。

在一个实施例中，参考图1，导向冲刷头1外壁的刮削槽102的数量可以为多个，且绕导向冲刷头1的轴线沿圆周方向均匀分布。刮削槽102可以为以导向冲刷头1的轴线为中心轴的螺旋槽，螺旋槽的螺旋角可根据实际需求设置。刮削槽102还可以为沿清管器的轴向的条形槽。在此仅描述了刮削槽102的示例性设计，本领域技术人员还可以基于实际设置不同形状的刮削槽，本申请实施例在此不做具体限定。

在一个实施例中，继续参考图1，该清管器的导向冲刷头1内部中空，且远离清管器本体5的一端设有喷嘴101。导向冲刷头1的靠近清管器本体5的一端与清管器本体5连接。

清管器本体5内部中空且两端开口，且远离导向冲刷头1的一端适于被注入流体。清管器本体5的靠近导向冲刷头1的一端的开口位于导向冲刷头1的内部空腔内。注入清管器本体5的流体可以为液体。

在实施中，液体被注入到清管器本体的远离导向冲刷头的一端。由于清管器本体内部中空，且靠近导向冲刷头的一端的开口位于导向冲刷头的内部空腔内，所以液体可以流经清管器本体的内部腔室后进入导向冲刷头的内部空腔内，并从导向冲刷头上设置的喷嘴射出。

需要理解的是，导向冲刷头上设置的喷嘴的直径较小，从清管器本体流入导向冲刷头的内部空腔内的液体，在进入喷嘴形成的微小缝隙内时，液体所受到的压力降低，当该压力降低至蒸汽压甚至负压时，溶解在液体中的气体会被释放出来，形成大量细微细泡。这些细微气泡和液体一起从喷嘴被射出后，由于所受到的压力增加，流速降低，气泡会发生塌陷和爆裂，气泡破裂所产生的强大冲击力会引爆液体，显著的增强射流的冲击力度，从而在喷嘴前方散射出强力的冲击射流。这些冲击射流能够强力击打管道内壁的沉积物，使得管道内壁的沉积物被有效破碎。

本申请实施例中，不仅清管器的导向冲刷头外壁的刮削槽能够对管道内壁进行有效刮削，导向冲刷头上设置的喷嘴还能喷出强力冲击性射流，对管道内壁的沉积物进行强力击打，有效提高管道的清理效率和清理效果。

在一个实施例中，喷嘴101的数量为至少两个，如4～6个，且绕导向冲刷头1的轴线沿圆周方向均匀分布。

以下示例性介绍一种喷嘴位置的设定方法：参考图2，设清管器的轴线为a，以清管器的轴线a为基准，先偏转一定角度得到线b，将偏转角度大小设定为α，α的范围可以取15～55°，用e表示轴线a与线b的交点；将线b与清管器的轴线a所处的平面定义为平面A，将与平面A垂直且交线为线b的平面定义为平面B，然后将线b在平面B内再偏转一定的角度β，设置角度β为15～55°，偏转后的位置定义为线c，用h表示线c与线b的交点，使点e和点h不重合。此时，喷嘴可以沿线c的方位开设。

在确定多个喷嘴的开设方位时，线b在设定的平面B内均朝向同一侧偏转，且控制喷嘴沿导向冲刷头的前端面上在圆周方向均匀分布。在此仅示例性展示一个喷嘴的设定位置的确定方式，本领域技术人员可以根据所需的喷嘴的数量，按照喷嘴在导向冲刷头前端面上沿圆周方向均匀分布的原则，确定其余喷嘴的位置。其中，导向冲刷头的前端面即导向冲刷头远离清管器本体的一端的端面。

通过以上方法确定喷嘴的位置，可以保证喷嘴的轴线与导向冲刷头的轴线异面。基于以上设置，可以保证当液体从喷嘴被喷出后，液体对喷嘴的反作用力会使导向冲刷头绕其轴线旋转，从而使得导向冲刷头外壁设置的切削槽对管道内壁的沉积物进行切削。这样，导向冲刷头就可以借助射流的反作用力实现旋转，而无需专门为其设置转动驱动装置，简化了清管器的设计，减小了清管器的体积。

在一个实施例中，参考图1，导向冲刷头1远离清管器本体5的一端为顶点远离清管器本体5的圆锥体。相应的，喷嘴101被设置在圆锥体的侧面。该圆锥体内部为空腔，喷嘴101贯穿该圆锥体的侧壁。

在管道内沉积物较多时，管道的有效通行面积可能有限。通过将导向冲刷头远离清管器本体的一端设置为圆锥体，可以保证清管器的导向冲刷头能够先进入管道内。然后在导向冲刷头的喷嘴射出的强力射流以及其外壁设置的刮削槽的共同作用下，管道内壁的沉积物可以被有效的刮削，以增大管道的通行面积，使得清管器的刮削片以及皮碗可以顺利进入管道内，提高对管道的清理效率和清理效果。

在一个实施例中，参考图1，清管器本体5包括第一管段501和第四管段504。第一管段501外壁安装有刮削片7，第四管段504外壁安装有皮碗8。第一管段501靠近导向冲刷头1的一端与导向冲刷头1连接，第四管段504远离导向冲刷头1的一端适于被注入流体。

本申请实施例中，清管器本体可以包括多段。第一管段外壁安装有刮削片，第四管段外壁安装有皮碗。通过将第一管段与导向冲刷头连接，便可以实现清管器本体与导向冲刷头的组装。在无需使用清管器时，通过将导向冲刷头、第一管段和第二管段拆卸为多个零部件，可以减少存储或运输清管器所需的体积，同时便于各个零部件的分别清洗和维修。

在另一个实施例中，继续参考图1，清管器本体5还包括至少一个第二管段502和至少一个第三管段503。

每个第二管段502外壁安装有刮削片7，每个第三管段503外壁安装有皮碗8。靠近第一管段501的第二管段502与第一管段501连接，靠近第四管段504的第三管段503与第四管段504连接。

本申请实施例中，清管器本体不仅包括第一管段和第四管段，还可以包括至少一个第二管段和至少一个第三管段。在执行不同的管道清理任务时，可以基于管道内沉积物的体积和沉积物的清理难易程度等确定是否在第一管段和第四管段上增加第二管段或第三管段。当管道内粘性沉积物或硬蜡垢等物质较多时，可以在第一管段和第四管段之间增加至少一个第二管段，以提高清管器对管壁的刮削效果，还可以在第一管段和第四管段之间增加至少一个第三管段，以保证对清管器整体的驱动效果，同时增强对管道内壁的摩擦清理效果。此外，还可以通过设置清管器本体的各个管段的直径等，实现适用于不同管径的管道的清管器。

也就是说，本申请实施例中，技术人员可以根据管道清理任务的实际情况，组装具有不同清理效果的清管器，保证对不同管道均达到有效的清理效果，使得清管器的实用性和灵活性得到显著提高。

在另一个实施例中，继续参考图1，清管器还包括过滤器10。过滤器10与清管器本体5远离导向冲刷头1的一端连接，适于对注入清管器本体5的液体进行过滤。在实施中，过滤器10可以通过螺纹与清管器本体5连接。

当清管器本体5包括第一管段501和第四管段504时，过滤器10与第四管段504的远离导向冲刷头1的一端连接。过滤器10可以对注入清管器本体5的液体进行过滤，避免液体中的杂质对清管器的运行造成影响，提高清管器的工作寿命。过滤器10的形状可以设置为圆柱形，其直径可以接近于第四管段的管径，以使其对皮碗的遮挡面积最小，保证清管器被有效推动。

在另一个实施例中，参考图1，清管器本体5的外壁具有安装凸台505，刮削片7和皮碗8通过螺栓6固定在安装凸台505上。

当清管器本体5包括第一管段501、第二管段502、第三管段503和第四管段504时，刮削片7可以通过第一管段501外壁的安装凸台505安装在第一管段501外壁，通过第二管段502外壁的安装凸台505安装在第二管段502的外壁，皮碗8可以通过第三管段503外壁的安装凸台安装在第三管段503的外壁，通过第四管段504外壁的安装凸台安装在第四管段504的外壁。具体的，刮削片7和皮碗8可以通过螺栓6固定在清管器本体5外壁的安装凸台505上。

在一个实施例中，刮削片7可以由弹簧钢材料制备，且刮削片7以一定的角度相对于清管器本体5的外壁张开。根据所要清理的管道的直径，可以选用不同张开角度的刮削片。还可以在清管器本体5的外壁安装多组刮削片7，以加强清管器对管道内壁的刮削效果。在安装多组刮削片7的情况下，可以调整多组刮削片7的周向位置，使多组刮削片7的刮削端在周向上彼此错开，以实现对管道内壁的全面刮削。其中，刮削片的刮削端是指与管道内壁直接接触的一端。

在一个实施例中，参考图1，导向冲刷头1靠近清管器本体5的一端的内壁与清管器本体5的外壁通过轴承3连接。轴承3的数量可以为至少一个，例如可以为两个。轴承3可以为滚动轴承或滑动轴承等，本申请实施例不做具体限定。

以轴承3为滚动轴承进行举例说明，轴承3的内圈与清管器本体5的外壁固定在一起，导向冲刷头1与轴承3的外圈固定连接，从而实现导向冲刷头1与清管器本体5之间的连接。基于该轴承3，当清管器内被注入加压液体时，导向冲刷头1在喷嘴101喷出的射流的反作用下绕清管器本体5的轴线发生旋转，实现对管道内壁沉积物的切削。

当清管器本体5至少包括第一管段501和第二管段502时，导向冲刷头1靠近清管器本体5的一端的内壁与第一管段501的外壁通过轴承3连接。为了避免第一管段501的靠近导向冲刷头1的一端的外壁与导向冲刷头1之间存在较大空隙，可以在第一管段501的外壁安装防松螺母2。防松螺母2的数量至少为一个，例如可以为两个。防松螺母2与轴承3之间还可以根据实际设置至少一个衬套11。

导向冲刷头1的远离喷嘴101的一端的内壁还可以安装压盖螺母4。该压盖螺母4和防松螺母2以及衬套11可以对轴承3起到限位作用，使轴承3被准确定位在清管器本体5上，保证清管器的稳定工作。

其中，防松螺母2与清管器本体5之间可以通过螺纹连接，压盖螺母4与导向冲刷头1之间可以通过螺纹连接。

在一个实施例中，皮碗8可以为蝶形皮碗。皮碗8内还设置有固定压板9，固定压板9和皮碗8通过螺栓6固定在清管器本体5外壁的安装凸台505上，皮碗8和固定压板9可以在加压液体作用下，推动清管器整体向前运动。皮碗8可以由聚氨酯材料制备。皮碗8的外径需要根据所要清理的管道的内径来确定，为保证皮碗8与管道内壁更好的贴合，可以设置皮碗8与管道为过盈配合，且皮碗8的外径比管道内径大2％～5％。

在一个实施例中，参考图1，刮削片7的刮削端沿清管器的径向向外翘起。

通过设置刮削片的刮削端沿清管器的径向向外翘起，能够保证刮削片的刮削端对管道内壁的沉积物进行有效的刮削，进一步保证清管器对管道内沉积物的刮削效果。

综上所述，本申请实施例提供的清管器，可以结合强力射流和刮削槽对管道内壁进行有效的冲击和刮削，使管道内壁的粘性沉积物或硬蜡垢等物质被切削成为碎屑，清管器本体外壁设置的刮削片还可以对管壁进行进一步的刮削，对刮削下来的碎屑进行汇聚推动，皮碗则可以在为清管器提供推动力的同时，对管道内壁的碎屑进行汇聚，直至达到管道排污口进行排污处理。基于本申请实施例提供的清管器，能够实现对管道内顽固沉积物的有效清理，提高对管道的清理效果和清理效率。同时，还可以基于实际的管道清理任务，组装具有不同管道清理效果或适用于具有不同管径的管道的清管器，提高了清管器的适用性，而在不使用清管器时，还可以将清管器拆分为多个零件，便于清管器各个部件的单独清洗和维修，也利于减少存储和运输清管器所需占用的空间。

在本申请中，术语“第一”和“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。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种清管器，其特征在于，包括导向冲刷头(1)、清管器本体(5)、刮削片(7)和皮碗(8)；

所述导向冲刷头(1)外壁设有刮削槽(102)，所述刮削槽(102)适于对管道内壁沉积物进行刮削，

所述导向冲刷头(1)与所述清管器本体(5)连接，且可绕所述清管器本体(5)的轴线相对于所述清管器本体(5)转动，

所述刮削片(7)和所述皮碗(8)安装于所述清管器本体(5)的外壁。

2.根据权利要求1所述的清管器，其特征在于，所述导向冲刷头(1)内部中空，远离所述清管器本体(5)的一端设有喷嘴(101)，靠近所述清管器本体(5)的一端与所述清管器本体(5)连接，

所述清管器本体(5)内部中空且两端开口，且远离所述导向冲刷头(1)的一端适于被注入流体，

所述清管器本体(5)的靠近所述导向冲刷头(1)的一端的开口位于所述导向冲刷头(1)的内部空腔内。

3.根据权利要求2所述的清管器，其特征在于，所述喷嘴(101)的数量为至少两个，且绕所述导向冲刷头(1)的轴线沿圆周方向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的清管器，其特征在于，所述导向冲刷头(1)远离所述清管器本体(5)的一端为顶点远离所述清管器本体(5)的圆锥体。

5.根据权利要求1所述的清管器，其特征在于，所述清管器本体(5)包括第一管段(501)和第四管段(504)，

第一管段(501)外壁安装有所述刮削片(7)，所述第四管段(504)外壁安装有所述皮碗(8)，

所述第一管段(501)靠近所述导向冲刷头(1)的一端与所述导向冲刷头(1)连接，所述第四管段(504)远离所述导向冲刷头(1)的一端适于被注入流体。

6.根据权利要求5所述的清管器，其特征在于，所述清管器本体(5)还包括至少一个第二管段(502)和至少一个第三管段(503)，

每个所述第二管段(502)外壁安装有所述刮削片(7)，每个所述第三管段(503)外壁安装有所述皮碗(8)，

靠近所述第一管段(501)的第二管段(502)与所述第一管段(501)连接，靠近所述第四管段(504)的第三管段(503)与所述第四管段(504)连接。

7.根据权利要求1所述的清管器，其特征在于，所述清管器还包括过滤器(10)，所述过滤器(10)与所述清管器本体(5)远离所述导向冲刷头(1)的一端连接，适于对注入所述清管器本体(5)的液体进行过滤。

8.根据权利要求1所述的清管器，其特征在于，所述清管器本体(5)的外壁具有安装凸台(505)，所述刮削片(7)和所述皮碗(8)通过螺栓(6)固定在所述安装凸台(505)上。

9.根据权利要求1所述的清管器，其特征在于，所述导向冲刷头(1)靠近所述清管器本体(5)的一端的内壁与所述清管器本体(5)的外壁通过轴承(3)连接。

10.根据权利要求1所述的清管器，其特征在于，所述刮削片(7)的刮削端沿所述清管器的径向向外翘起。

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