一种油田管道用清垢清蜡装置及方法

技术领域

本发明属于管道清洁技术领域，具体涉及一种油田管道用清垢清蜡装置及方法。

背景技术

现有油田管清蜡技术有：1）通橡胶球：受温度影响大，冬季温度降低，结蜡严重，通过性低，仅适用于结蜡不严重情况；2）热洗：成本高，操作压力高、温度高对管线尤其是增强塑料管线损害严重；3）高压解堵：一般用于结蜡严重情况，压力高，对管线破坏严重，甚至导致管线爆破。现有的油田管清垢技术有：1）通带有刀片的橡胶球：通过性低，仅适用于结垢不严重情况；2）酸洗：成本高、污染环境，对钢质管线腐蚀严重。钙盐、锶盐、钡盐等垢物强度大、密实、粘附力强，现有方法无法清除。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种油田管道用清垢清蜡装置及方法。

为达到上述目的，提出以下技术方案：

一种油田管道用清垢清蜡装置，包括钻头，所述的钻头内部设有加热装置，钻头与电装置柔性连接，电装置与超声波发射装置柔性连接，超声波发射装置与刚性盘管连接，刚性盘管缠绕在缠绕盘上，由电源控制电装置，超声波发生装置控制超声波发射装置。

进一步地，电装置包括电机和设于电机外部的电机保护套，电机保护套的一端设有柔性连接密封装置，钻头通过柔性连接密封装置与电机保护套柔性连接，电机保护套的另一端设有柔性连接装置，柔性连接装置用于连接连接杆和电机保护套，连接杆穿过超声波发射装置后通过连接接头与刚性盘管连接，超声波发射装置固定在连接杆上，柔性连接装置的设置，使本装置可用于弯管的清洁。

进一步地，电源和超声波发生装置通过接触式电刷和接触式连接器分别与电源线和连接连接，电源线依次穿过刚性盘管、连接杆和通电机保护套分别与电机和加热装置连接；连接线依次穿过刚性盘管和连接杆与超声波发射装置连接。

进一步地，柔性连接密封装置包括柔性连接装置和设于外部的密封橡胶，柔性连接密封装置内设有压力传感器，压力传感器用于检测钻头带来的压力。

进一步地，钻头外径小于需要清理管道的通径3mm~5mm。

进一步地，所述的接触式电刷和接触式连接器设于缠绕盘的一端，缠绕盘的另一端设有旋转电机，缠绕盘架设在支撑架上。

进一步地，所述的电机保护套和超声波发射装置为圆柱型，横截面直径小于钻头横截面直径，保证本装置在过弯管时更加顺畅。

进一步地，缠绕盘上的刚性盘管的前端和末端内设有固定装置，用于固定电源线和连接线。

一种油田管道用清垢清蜡的方法，包括如下步骤：

1）将钻头置于需要清洁的管道的端部，通电将钻头加热到设定温度；

2）打开超声波发生装置，超声波发射装置发射超声波，旋转电机旋转带动缠绕盘旋转，刚性盘管推动钻头沿管线内部前进，钻头融化蜡质，超声波将融化的蜡质乳化，使其短时间不再凝固堵塞管道；

3）在清垢过程中，由压力传感器检测钻头处的压力，当感应压力大于设定值时，电机带动钻头旋转工作，清除管线内垢物，随着垢物被逐渐清除，压力传感器感应压力降低，当感应压力降低到设定压力值以下，钻头停止工作，同时超声波发射装置会把钻头清除的垢物进一步粉碎以防止其堵塞管道；由于钻头外径小于管线通经，钻头和管线之间未清除部分垢物在超声波作用下被进一步清除粉碎；

4）当缠绕盘上的刚性盘管使用完而管道仍未清洁完毕，则通过接头来连接另一根刚性盘管；

5）在清垢过程中，清垢装置发生故障无法继续工作，设置旋转电机反向旋转，通过带动缠绕盘，进而盘绕刚性盘管，带出清垢装置以进行维修。

进一步地，所述的钻头加热设定温度高于蜡质熔点5℃~10℃，但低于管道芯管基体的熔融温度，由于超声波装置和加热装置的同时运行清洁，因此对钻头加热设定温度相对于纯钻头加热设定温度有所降低。

进一步地，电机可通过压力传感器进行控制，当压力传感器感应到的轴向压力大于60N时电机开始工作，带动钻头旋转从而粉碎管道内的污垢，在轴向压力较小的时候，钻头可以直接通过。

管道清理完毕后，可在管道末端设置缠绕盘和支撑架以收集刚性盘管。

钻头外径、电机保护套外径、超声波发射装置外径小于管道内径，可避免钻头伤害管道内壁。

缠绕盘可一次盘绕刚性盘管的长度为2000m~3000m，可通过续接的方式新接刚性盘管。

本发明的有益效果在于：

本发明通过加热钻头和超声波同时进行清垢和清蜡，在钻头初步清垢的基础上，超声波进一步清垢，不损伤管道的同时，达到较好的清洁效果，同时适用于弯管清洁操作，适用性广。

附图说明

图1为本发明的装置的剖视图；

图2为细节A处的放大图；

图3为细节B处的放大图；

图4为本发明的立体结构示意图；

图5为本发明的刚性盘管与刚性盘管之间的续接方式示意图。

图中：1、钻头；2、加热装置；3、电机；4、柔性连接密封装置；5、电机保护套；6、柔性连接装置；7、连接杆；8、超声波发射装置；9、连接接头；10、刚性盘管；11、缠绕盘；12、支撑架；13、接触式电刷；14、接触式连接器；15、电源；16、超声波发生装置；17、连接线；18、电源线；19、固定装置；20、接头；21、密封橡胶；22、旋转电机。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步地说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。

如图1至图4所示，一种油田管道用清垢清蜡装置，包括钻头1、加热装置2、电机3、超声波发射装置8、刚性盘管10、缠绕盘11、支撑架12、接触式电刷13、接触式连接器14、电源15、超声波发生装置16和旋转电机22；钻头1为圆锥形结构，头部为光滑圆头，钻头1内设有加热装置2，电机3的外部设有电机保护套5，所述的电机保护套5为圆柱型，电机保护套5和超声波发射装置8的横截面小于钻头1横截面的大小，电机保护套5的一端设有柔性连接密封装置4，柔性连接密封装置4包括柔性连接装置6和设于外部的密封橡胶21，柔性连接密封装置4内设有压力传感器，钻头1通过柔性连接密封装置4与电机保护套5柔性连接，另一端设有柔性连接装置6，柔性连接装置6用于连接电机保护套5和连接杆7，连接杆7的另一端穿过超声波发射装置8，通过连接接头9与刚性盘管10连接，刚性盘管10缠绕在缠绕盘11上，缠绕盘11的一端设有接触式电刷13和接触式连接器14，另一端设有旋转电机22，缠绕盘11架设在支撑架12上，电源15和超声波发生装置16通过接触式电刷13和接触式连接器14分别与电源线18和连接线17通过扫刷碰触通电的方式实现连接，电源线18依次穿过刚性盘管10、连接杆7和电机保护套5分别与电机3和加热装置2连接，电源线18与加热装置2的连接方式同样采取扫刷碰触通电的方式实现连接，在此连接方式下，电机3可以带动钻头1旋转，同时钻头1又能加热，而加热的电源线18不发生旋转；连接线17依次穿过刚性盘管10和连接杆7与超声波发射装置8连接。

如图5所示，缠绕盘11上的刚性盘管10的前端和末端内设有固定装置19，用于固定电源线18和连接线17，当缠绕在缠绕盘11上的刚性盘管10使用完后，续接方式为：通过接头20胶粘的方式来连接另一根刚性盘管10。

一种油田管道用清垢清蜡的方法，包括如下步骤：1）将钻头1置于需要清洁的管道的端部，通电将钻头1加热到60℃温度（所需清洁的管道内的蜡质融化温度为50℃，管道的熔化温度是115℃）；2）打开超声波发生装置16，超声波发射装置8发射超声波，旋转电机22旋转带动缠绕盘11旋转，刚性盘管10推动钻头1沿管线内部前进，钻头1融化蜡质，超声波将融化的蜡质乳化，使其不再堵塞管道；3）清垢：由压力传感器检测钻头1处的压力，当感应压力为65N时，电机3带动钻头1旋转工作，清除管线内垢物，随着垢物被逐渐清除，压力传感器感应压力降低，当感应压力小于65时，钻头1停止工作，同时超声波发射装置8会把钻头1清除的垢物进一步粉碎以防止其堵塞管道； 4）缠绕盘11上的刚性盘管10使用完而管道仍未清洁完毕，通过接头20来连接另一根刚性盘管10；完成清蜡清垢后，管道内被粉碎的杂质在输送流体推动下可以轻易的被带出管道。