[发明专利]喷射清淤清管器

说明书

技术领域

本发明属于海上油气田及终端进行的油气水混输海底管道清管作业领域，具体是指一种喷射清淤清管器。

背景技术

目前，为了保证油气田管道通畅，提高管道输送效率，需定期进行清管作业。油田在正常生产过程中对海底管线的运行压力进行跟踪监测，根据监测的结果对海底管线泄漏和堵塞的运行情况进行分析。如果发现海管压力异常波动，就应该对管道进行清管作业。清管作业的目的：1）、提高管道的输送效率：管道的输送效率下降会导致输量的下降，对于输油管道，原油中的固体杂质和蜡在一定条件下可能聚集在管道内壁上，对于气体管道和多相流管道，管道中有可能有水化物出现，这些都会降低管道的效率，增加压能的损耗。通过清管作业，可以提高管道的效率。2）、减少对管道的腐蚀：通过清管可以提高管道防腐效果，它可以与防腐剂和脱水剂等方法一起使用，减少对管道内壁的腐蚀。使用清管器对管道清洗时，利用动力流体推动使清管器在管道中运行，以清除管内结垢。

由于清管器具有清洗管径范围大、管道线路长、对管线金属本体无腐蚀、对环境无化学性污染、清垢均匀彻底、清洗费用低、可实现不停产清洗等诸多优点，从而成为目前最常用的清管工具。清管器清垢机理主要有两种，一是清管器的磨擦、刮削作用，使结垢剥离、破碎；二是清管器四周泄漏的流体产生的冲力，对附着于管壁上的结垢及剥离的污垢产生冲刷、粉化作用，并产生搅拌力将清洗下来的污垢悬浮分散排送出去。除管道清洗外，清管器还可用于投放防腐剂、在线检测、批处理和管道维修等；从简单的清管器到复杂的智能清管器，目前清管器已发展到300多个种类。

传统清管器按制作材料可分为：泡沫清管器、橡胶清管器、钢轴清管器、聚氨酯清管器。

泡沫清管器是用开孔聚氨酯泡沫制成的．其长度通常是其直径的两倍．泡沫分低密度(2lb／3ft)、中密度(5～8lbl3ft)和高密度(9～10lb／3ft)。这种清管器通常为锥形体，但也可以根据要求作成平头、双锥头或双凹头的，其表面可以是棵面．也可以在表面上涂一层硬质聚氨酯泡沫材料．带涂层的清管器上可涂螺旋形聚氨酯涂层、各种涂刷材料或碳化硅涂料，裸面清管器上只涂底漆即可。这种价格低廉的清管器可膨胀、可收缩、柔性好、重量轻，可以通过各种管径的管线，包括斜弯头和90弯头，可通过T型管和60％开口的阀门。其不足之处是：只能一次性使用，运行距离短，在某些酸类集中的管段中运行时会缩短使用寿命。

橡胶清管器由氯丁橡胶材料制成，公称直径不超过100mm的清管器一般采用实心球，大于100mm时采用内腔注水的空心球。橡胶清管器是软质球体，变形大、通过性能好、不易被卡，但清除块状物的能力较差，易被硬物垫抬而翻滚，此外，清管器在注水不足或管道内污物较多的情况下容易出现卡阻或破损。

钢轴清管器，其机体是用钢材或铝材制成的，外部装设密封盘，用于加压和推动清管器前进，清理工具为钢丝刷。该清管器有清理和密封双功能。密封盘和钢丝刷可随时可以换。可装配钢丝刷和尿烷刮刀。能清除坚硬的沉积物，旁通孔设在清管器的前部端头处，这样既可控制速度，又能作为喷气孔，保证清除的杂物悬浮在清管器的前头。钢轴清管器推送污物的抗压能力强，密封性能好，推出固体、液体杂质效果远比清管器好，并可在清管器尾部护罩内安装信号发射机。其不足之处是：更换配件旧成本高，需要专用设备装卸清毯器，钢丝刷上的毛刺有时会钻进设备里，另外小型芯轴清管器无法通过1．5”的弯管。聚氨酯整体清管器采用高强度聚氨酯材料，经高温模压一次成型。它是经济的一体结构，没有昂贵、多余的零部件，既不会散落在管道中，也不会卡在管道中，无需维修，具有很好的性价比。该种清管器具有极高的机械强度、极强的耐磨性能和优越的通过能力。

不论输送介质为液体或是气体，管道一般可先选用清管器进行初步清洗，而后用机械清管器进一步清除管壁沉积物，进而达到与新管道的摩阻相近为止。若管道内有不易清除的积垢，则应采用各种强力清管器进行清洗。其它考虑因素包括：清管器运行的最大距离、最小弯曲半径和弯角。此外，阀门类型、分支连接和纵剖面都制约着清管器的选择。要选择适用的清管器，就必须对清管器的速度、旁通量等进行必要的估算，但这样会给清管器的设计制造带来很大的不确定性，如何选择合适的清管器种类目前国内外还没有一个定量的方法，只是一些经验性的定性的方法。

使用传统的清管器进行清管作业，当海管内壁存在较多的淤泥等污垢，清管球所受的阻力大于上游端生产井液提供的推力时，就会出现清管器卡管事故。为了克服清管器卡管事故的发生，保障油气水混输管线清管作业的安全顺利进行，维持油田较高生产时效，特发明了一种喷射清淤清管球。