CN202028590U - 一种自旋转式石油天然气管道用清管器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自旋转式石油天然气管道用清管器，涉及管道清洁装置，所述清洁器包括筒体，设于筒体前端的防撞头，所述清管器还包括分别设于所述筒体前、后端的前皮碗和后皮碗，所述前皮碗和所述后皮碗通过各自的固定盘连接着至少三个支承装置和至少三个支承轮，所述支承轮连接在所述支承装置上并与之相配，所述支承轮的轴线与所述天然气管道的轴线相倾斜。本实用新型结构设计合理，能够摩擦力减小，增加运行距离；该清管器在管道中以螺旋方式前进，使得清除管内污物的有效面积增大，清管效果更好；本实用新型对前后皮碗磨损均匀，可以避免偏磨，从而延长清管器的寿命，增加使用次数，为用户节约成本带来了经济效益。

Description

一种自旋转式石油天然气管道用清管器

技术领域

本实用新型涉及管道清理领域，特别涉及一种自旋转式石油天然气管道用清管器。 

背景技术

清管器清管技术是国际上近几十年来崛起的一项新兴管道清管技术，其基本原理是：依靠被清管管道内流体的自身压力，或通过其他设备提供的水压或气压，作为动力推动清管器在管道内向前移动，刮削管壁污垢，将堆积在管道内的污垢及杂物推出管外。该清管器清管技术与化学清管等技术相比，具有清管管径范围大，可清管管道距离长；对管道金属本体无腐蚀，对环境无化学性污染；清垢均匀、彻底；清管费用低的优点，并且可实现不停产清管。故目前已被世界发达国家广泛用于各种管道的清管、维护及保养。 

目前，国内外针对大口径天然气管道清管一般采用八直板清管器，如图1所示，所述八直板清管器包括筒体2′，设于筒体2′前端的防撞头1′，通过骨架连接于筒体2′两端皮碗组件，所述皮碗组件由前至后分别包括直皮碗压盘3′、导向皮碗4′、隔离皮碗5′及密封皮碗6′，所述皮碗组件中的各皮碗通过六角头螺栓7′固定。 

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题： 

此结构的清洁器，由于皮碗数量较多，使得清管器自身重量较大，清管器运行过程中受到的摩擦力就要大一些，这样就降低了皮碗的使用寿命和清管器的运行距离。 

实用新型内容

为了解决现有技术中的清管器，存在的运行距离短、易出现皮碗偏磨的问题，本实用新型实施例提供了一种适自旋转式石油天然气管道用清管器，能够使管道清管更加彻底、安全，所述技术方案如下： 

一种自旋转式石油天然气管道用清管器，包括筒体，设于筒体前端的防撞头，所述清管器还包括分别设于所述筒体前、后端的前皮碗和后皮碗，所述前皮碗和所述后皮碗通过各自的固定盘连接着至少三个支承装置和至少三个支承轮，所述支承轮连接在所述支承装置上并与之相配，所述支承轮的轴线与所述天然气管道的轴线相倾斜。 

具体地，所述支承装置主要包括底座、限位块、摆动臂、球座及压簧；所述固定盘固定连接着所述底座；所述底座安装着所述摆动臂、所述球座及所述限位块；所述摆动臂的一端通过摆臂轴安装在所述底座上，另一端贯穿着轴，所述轴上安装着所述支承轮，所述支承轮可相对所述轴转动；所述限位块与所述底座固定连接，所述限位块用于限制所述摆动臂的位置；所述球座的中心安装有伸缩筒及压簧，所述球座通过所述伸缩筒固定在所述底座上，所述伸缩筒内设有伸缩杆，所述伸缩杆和所述压簧的顶端设有公共的固定盖，所述固定盖中设有弹簧轴，所述摆动臂的中部穿过所述弹簧轴。 

进一步地，所述前皮碗上设有多个射流孔，所述射流孔的轴线与所述天然气管道的轴线相倾斜。 

具体地，所述射流孔为十六个，并沿所述前皮碗外缘均布设置。 

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是： 

1)相比现有技术，本实用新型所述清管器将现有技术的八直皮碗变为两个碗型前后皮碗，减轻了总体重量，加装支承轮后，使所述清管器重心与管道同轴，同时变滑动摩擦为滚动摩擦，摩擦力减小，增加了运行距离； 

2)相比现有技术单纯前进的清管器，由于支承轮的轴线与天然气管道轴线相倾斜，使得支承轮能够产生轴向推力推动整个清管器前进，并产生周向分力使所述清管器旋转，使得所述清管器在管道中运行时以螺旋方式前进，因此本实用新型使得清除管内污物的有效面积增大，清管效果更好，故可以减少清管次数，节省资金和能源； 

3)此外，本实用新型对前后皮碗磨损均匀，可以避免偏磨，从而延长清管器的寿命，增加使用次数，为用户节约成本带来经济效益。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用 的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是现有技术中所述的八直板清管器； 

图2本实用新型实施例所述自旋转式石油天然气管道用清管器的主视图； 

图3是图2的左视图； 

图4是图2的旋转右视图； 

图5是所述支承装置的主视图； 

图6是图5的俯视图； 

图7是图5中所述支承轮位于最高点位时的左视图； 

图8是本实用新型所述支承轮受力分析图。 

附图中，各标号所代表的组件列表如下： 

图1中，1′防撞头，2′筒体，3′直皮碗压盘，4′导向皮碗，5′隔离皮碗，6′密封皮碗，7′六角头螺栓。 

图2-图7中：1防撞头，2天然气管道，3前皮碗，3.1射流孔，4支承轮，5筒体，6后皮碗，10支承装置，11底座，12固定盘，13限位块，14压簧，16轴，17摆动臂，18伸缩杆，19伸缩筒，20球座，21摆臂轴，22固定盖，23弹簧轴。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。 

如图2所示，本实用新型实施例所述的一种自旋转式石油天然气管道用清管器，所述清管器包括筒体5，设于筒体5前端的防撞头1，所述清管器还包括分别设于所述筒体5前、后端的前皮碗3和后皮碗6，所述前皮碗3和所述后皮碗6通过各自的固定盘12连接着至少三个支承装置10和至少三个支承轮4，所述支承轮4连接在所述支承装置10上并与之相配，所述支承轮4的轴线与所述天然气管道2的轴线相倾斜，并形成夹角α。 

具体地，本例中，如图4所示，所述后皮碗6处的支承装置10优选为五个，与之对应的所述支承轮4为五个。同理，前皮碗3处的支承装置10也优选为五 个，与之对应的所述支承轮4也为五个。即支承轮4与支承装置10共同形成两排支承轮系统，每排五个，沿筒体5圆周均匀分布。 

具体地，如图5、图6及图7所示，所述支承装置10主要包括底座11、限位块13、摆动臂17、球座20及压簧14；所述固定盘12固定连接着所述底座11；所述底座11安装着所述摆动臂17、所述球座20及所述限位块13；所述摆动臂17的一端通过摆臂轴21安装在所述底座11上，另一端贯穿着轴16，所述轴16上安装着所述支承轮4，所述支承轮4可相对所述轴16转动；所述限位块13与所述底座11固定连接，所述限位块13用于限制所述摆动臂17的位置；所述球座20的中心安装有伸缩筒19及压簧14，所述球座20通过所述伸缩筒19固定在所述底座11上，所述伸缩筒19内设有伸缩杆18，所述伸缩杆18和所述压簧14的顶端设有公共的固定盖22，所述固定盖22中设有弹簧轴23，所述摆动臂17的中部穿过所述弹簧轴23。 

本例中，如图2所示，通过支承轮4带有强力压簧14，使清管器的运行由滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦力变小，可延长清管器的运行距离。在给清管器提供足够支撑力的同时，能够使检测器与管道同轴运行，防止偏磨。 

进一步地，考虑到前、后皮碗的过盈量，会使清管器移动时有较大的摩擦力，为了减少皮碗磨损，如图3所示，所述前皮碗3上设有多个射流孔3.1，射流孔3.1的轴线与所述天然气管道2的轴线相倾斜，本例中，所述射流孔3.1优选为十六个，并沿所述前皮碗3外缘均布设置。这样当有气流或油流通过射流孔3.1时，也将产生一个切向力，即周向的分力，推动所述清管器旋转，同时，清管器运行时，其后的高压气体从射流孔中喷射而出，将清管器前的粉末吹起，使其不能聚集，从而降低了清管器偏磨的可能性。 

如图2所示，本实用新型所述自旋转式石油天然气管道用清管器，其支撑轮前进方向与天然气管道轴线方向有一个角度α，如图8所示，所述清管器沿轴向前进时支撑轮的受力，可以分解成两个分量，即轴向分量和周向分量，轴向分量推动清管器前进，周向分量使清管器旋转。 

参见图2，清管器的旋转量与清管器支撑轮前进方向和天然气管道轴向的夹角有关，可按下列方法计算， 

计算公式：n＝tanα1000×L/π(D-2t) 

公式中各符号代表的参数： 

D：天然气管道外径(mm)， 

t：天然气管道壁厚(mm)， 

L：天然气管道长度(m)， 

α：天然气管道轴线与支承轮前进方向的夹角的角度， 

n：自旋转圈数。 

计算公式应用举例： 

参见图2，例如φ660管道：已知：天然气管道壁厚为10mm，天然气管道外径为660mm，天然气管道长度为115m； 

求解：α 

解： 

α＝tan-1[π(D-2t)/1000L] 

  ＝tan-1[π(660-2×10)/1000×115] 

  ≈1° 

上述计算表明：支撑轮前进方向与天然气管道轴线夹角的角度为：1°时，在天然气管道中运行的φ660自旋转式石油天然气管道用清管器，每前进115米，所述清管器将旋转一圈。故所述清管器在管道中运行时是以螺旋方式前进的，通过调节支撑轮轴线与天然气管道轴向的夹角可以改变所述清管器自旋转的速度。 

由此可知，相比现有技术单纯前进的清管器，本实用新型自旋转式石油天然气管道用清管器，使得清除管内污物的有效面积增大，清管效果更好，这样，可以减少清管次数，节省资金和能源；另外，自旋转式石油天然气管道用清管器对前后皮碗磨损均匀，可以避免偏磨，从而延长清管器的寿命，增加使用次数。为用户节约成本带来效益；此外，本实用新型所述清管器将现有技术的八直皮碗变为两个碗型前后皮碗，减轻了总体重量，加装支承轮后，使所述清管器重心与管道同轴，同时变滑动摩擦为滚动摩擦，摩擦力减小，增加了运行距离。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种自旋转式石油天然气管道用清管器，包括筒体，设于筒体前端的防撞头，其特征在于，所述清管器还包括分别设于所述筒体前、后端的前皮碗和后皮碗，所述前皮碗和所述后皮碗通过各自的固定盘连接着至少三个支承装置和至少三个支承轮，所述支承轮连接在所述支承装置上并与之相配，所述支承轮的轴线与所述天然气管道的轴线相倾斜。

2.如权利要求1所述的射流清管器，其特征在于，所述支承装置主要包括底座、限位块、摆动臂、球座及压簧；所述固定盘固定连接着所述底座；所述底座安装着所述摆动臂、所述球座及所述限位块；所述摆动臂的一端通过摆臂轴安装在所述底座上，另一端贯穿着轴，所述轴上安装着所述支承轮，所述支承轮可相对所述轴转动；所述限位块与所述底座固定连接，所述限位块用于限制所述摆动臂的位置；所述球座的中心安装有伸缩筒及压簧，所述球座通过所述伸缩筒固定在所述底座上，所述伸缩筒内设有伸缩杆，所述伸缩杆和所述压簧的顶端设有公共的固定盖，所述固定盖中设有弹簧轴，所述摆动臂的中部穿过所述弹簧轴。

3.如权利要求1所述的射流清管器，其特征在于，所述前皮碗上设有多个射流孔，所述射流孔的轴线与所述天然气管道的轴线相倾斜。

4.如权利要求1-3任一项权利要求所述的射流清管器，其特征在于，所述射流孔为十六个，并沿所述前皮碗外缘均布设置。

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