CN105736896B - 热含蜡原油管道辅助启动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道安全技术领域，公开了一种热含蜡原油管道辅助启动装置，包括：车架、储液箱、反应箱、控制***和推进***，推进***安装在车架上，用于推动车架移动；储液箱和反应箱分别安装在车架上，且储液箱高于反应箱，储液箱与反应箱通过导管连通；导管上设有截断阀门；储液箱和反应箱分别装有用于反应生成气体的反应物；反应箱设有供气体流出的出气孔；控制***分别与推进***和截断阀门连接。本发明在车架上安装装有反应生成气体的反应物的储液箱和反应箱，使用截断阀门隔开，启动原油管道时，打开截断阀门，使储液箱和反应箱连通，反应物反应生成气体，迅速提高管道的压力，使管道内的胶凝原油破裂，管道重新导通，提高管道重启的成功率。

Description

热含蜡原油管道辅助启动装置

技术领域

本发明涉及管道安全技术领域，特别是涉及一种热含蜡原油管道辅助启动装置。

背景技术

计划停输和事故停输是热含蜡原油管道运行中不可避免的生产过程。若停输后管道抢修时间过长，管内油品温度降幅较大，则可能导致“凝管”事故发生，造成重大经济损失。因此，有必要设计一种管道辅助启动装置，以提高管线启动成功率，保障管道运行安全，减少事故所造成的经济损失。

热油管道的温度分布规律为：从首端(出站)至末端(进站)，管内温度逐渐降低，在正常情况下，热油进入下一热泵站时，温度一般会高于所输油品的凝点2～3℃。因此，一旦出现停输时，靠近管道末端的油品温度容易降至凝点以下，形成较强的胶凝结构，而靠近管道首端的油品温度则通常高于油品凝点。因此，需要辅助启动的管道长度较短。

中国专利公开CN 102836848 A，公开了一种输油管道疏通设备，包括有车体，车体前端设有螺旋刀片，螺旋刀片与设在车体内的电机相连，电机还通过与齿轮与车轮相啮合，电机还与控制***相连，当发现输油管道堵塞时，将车体开进管道中，启动电机带动螺旋刀片旋转，将堵塞物解碎，疏通管道。使用机械式排堵的方式，螺旋刀容易粘上胶凝的原油，不仅无法使原油管道重启，还成为新的障碍。

虽然胶凝原油具有较大的结构强度，但具有较显著的触变特性。一旦达到临界的压力梯度，其结构会迅速屈服并裂解。在输油管线启动过程中，采用启动泵向原油管道做功，使原油管道具有启动的压力，使胶凝原油裂解，从而实现启动。但是现有技术的启动泵提供的压力在传过较长距离之后，压力经常不足以使胶凝原油裂解，管道重启成功率低。

因此，需要一种能够提高启动成功率的热含蜡原油管道辅助启动装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种能够提高启动成功率的热含蜡原油管道辅助启动装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种热含蜡原油管道辅助启动装置，包括：车架、储液箱、反应箱、控制***和推进***，所述推进***安装在所述车架上，用于推动所述车架移动；所述储液箱和反应箱分别安装在所述车架上，且所述储液箱高于所述反应箱，所述储液箱与反应箱通过导管连通；所述储液箱和反应箱分别装有用于反应生成气体的反应物；所述导管上设有截断阀门；所述反应箱设有供气体流出的出气孔；所述控制***分别与所述推进***和截断阀门连接。

其中，所述出气孔上设有泄压阀。

其中，所述储液箱设有压力控制阀，所述压力控制阀与所述控制***连接。

其中，所述推进***包括蓄电池、螺旋驱动器和车轮机构，所述车轮机构安装在所述车架上；所述螺旋驱动器安装在所述车架的后端；所述蓄电池与所述螺旋驱动器连接，用于提供动力。

其中，所述螺旋驱动器包括两个螺旋桨，两个所述螺旋桨对称设置在所述车架后端的两侧位置，且两个所述螺旋桨的转动方向相反。

其中，所述车轮机构包括分别安装在车架前部和后部的两组卡位滑轮，每组所述卡位滑轮均为3个，3个卡位滑轮之间呈120°夹角布置。

其中，所述卡位滑轮包括滚轮、轮架和弹性架，所述轮架的一端固定在所述车架上，另一端安装所述弹性架；所述滚轮安装在所述弹性架上。

其中，所述弹性架包括矩形框架和弹簧，所述矩形框架由4根直板依次相铰接而成，所述弹簧安装在矩形框架的一对对角位置；所述矩形框架的另一对对角分别安装所述滚轮和轮架。

其中，所述控制***包括***、无线信号收发器和压力传感器，所述无线信号收发器分别与所述***、压力传感器连接。

其中，所述车架的前端设有整流罩。

(三)有益效果

本发明提供的热含蜡原油管道辅助启动装置，在车架上安装装有反应生成气体的反应物的储液箱和反应箱，并使用截断阀门隔开，当需要启动原油管道时，启动泵工作时，使管道内的压力增大，此时，打开辅助启动装置的截断阀门，使储液箱和反应箱连通，反应物反应生成气体，气体排到管道内，迅速提高管道的压力，使管道内的胶凝原油破裂，管道重新导通，提高管道重启的成功率。

附图说明

图1为本发明热含蜡原油管道辅助启动装置实施例1的左端视图；

图2为图1中沿A-A方向的剖视图。

图中，1：管道；2：车架；3：储液箱；4：反应箱；5：卡位滑轮；6：导管；7：截断阀门；8：控制***；9：中心轴；10：螺旋驱动器；101：螺旋桨；11：蓄电池；12：整流罩。31：压力控制阀；41：泄压阀；51：轮架；52：弹性架；53：滚轮；521：弹簧；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

参照图1至2所示，本发明的热含蜡原油管道辅助启动装置，包括：车架2、储液箱3、反应箱4、控制***8和推进***，推进***安装在车架2上，用于推动车架2移动。储液箱3和反应箱4分别装有用于反应生成气体的反应物，即储液箱3用于装有液态的第一反应物，反应箱4用于装有第二反应物，第一反应物和第二反应物能够反应生成气体。储液箱3和反应箱4分别安装在车架2上，且储液箱3高于反应箱4，储液箱3与反应箱4通过导管6连通，导管6的一端连接在储液箱3的底部，另一端连接在反应箱4上，使储液箱3中储存的液体能够顺利地流到反应箱4中。反应箱4设有供气体流出的出气孔；出气孔上设有泄压阀41。设置泄压阀41的阀值，反应箱4中的压力达到设定值时，气体从泄压阀41流出。导管6上设有截断阀门7；控制***8分别与推进***和截断阀门7连接。

进一步的，推进***包括蓄电池11、螺旋驱动器10和车轮机构，车轮机构安装在车架2上；螺旋驱动器10安装在车架2的后端；车架2的前端设有整流罩12。蓄电池11安装在车架2上，位于储液器3的下方，蓄电池11与螺旋驱动器10连接，用于向螺旋驱动器10提供动力。

进一步的，螺旋驱动器10包括两个螺旋桨101，两个所述螺旋桨101对称设置在车架2后端两侧位置，且两个螺旋桨101的转动方向相反。两个螺旋桨101的型号相同并对称布置，在推进车架2移动的同时，相互抵消各自产生的反向扭转力矩作用，以防辅助启动装置翻转或刮擦管道内壁，提高辅助启动装置的使用稳定性。

本实施例中，车轮机构包括分别安装在车架2前部和后部的两组卡位滑轮5，每组卡位滑轮5均为3个，3个卡位滑轮5沿圆周布置，与管道1相配合，且3个卡位滑轮5之间呈120°夹角。卡位滑轮5包括滚轮53、轮架51和弹性架52，轮架51的一端固定在车架2上，另一端安装弹性架52；滚轮53安装在弹性架52上。弹性架52包括矩形框架和弹簧521，矩形框架由4根直板依次相铰接而成，矩形框架的一对对角分别安装滚轮53和轮架51，弹簧521安装在矩形框架的另一对对角位置。相铰接的矩形框架通过弹簧521的拉伸力，使矩形框架具有弹性力，因此，滚轮53具有自动伸缩功能，确保辅助启动装置能够始终紧抵管道内壁，防止辅助启动装置与管道发生碰撞，同时可减小辅助启动装置行进过程中的摩擦阻力。

在车架2上设有一个中心轴9，中心轴9位于整个辅助启动装置的圆心位置，即中心轴9位于每组卡位滑轮5的中心位置。当辅助启动装置推进支管道1中时，中心轴9的位置恰好与管道1的轴心相同。通过中心轴9，使辅助启动装置在管道1中行进时具有较好的稳定性。

进一步的，储液箱3的上方设有压力控制阀31，压力控制阀31与控制***8连接，控制***8发送控制指令给压力控制阀31，使压力控制阀31开闭，从而控制储液箱3中的压力，控制第一反应物是否从导管6流出。当管内压力超出限定值，则外部控制中心通过控制***8向截断阀门7发送控制指令，截断阀门7隔离两种溶液，化学反应停止。当截断阀门7失灵时，管道1内的高压可使压力控制阀31关闭，储液箱3中的第一反应物无法流到反应箱4中，使反应停止。通过压力控制阀可以双重保证管道内的压力在控制范围内。

进一步的，控制***8包括***、无线信号收发器和压力传感器，无线信号收发器分别与***、压力传感器、推进***、压力控制阀31和截断阀门7连接。具体的，无线信号收发器与螺旋驱动器连接，控制螺旋驱动器的工作。压力传感器检测管道1内的压力，并通过无线信号收发器发送给外部控制中心，外部控制中心通过对信号进行计算，发送指令给无线信号收发器，无线信号收发器将信号发送给推进装置、压力控制阀31和截断阀门7。***检测到辅助启动装置的位置信号，并将位置信号通过无线信号收发器发送给外部控制中心，从而确定辅助启动装置的位置，并控制推进***工作或者停止。

在储液箱3中装入第一反应物，在反应箱4中装入第二反应物。本实施例中，第一反应物为硫酸铝，第二反应物为碳酸氢钠；或者第一反应物为碳酸氢钠，第二反应物为硫酸铝。当管道1停输后，将辅助启动装置置于管道末端，外部控制中心发出启动指令给控制***。控制***8接到该启动指令后，接通蓄电池电路，启动螺旋驱动器，辅助启动装置向管道上游推进。辅助启动装置推进过程中，控制***8的***不断检测位置，并发射定位信号给外部控制中心，由外部控制中心接收分析。当装置抵达指定位置后，外部控制中心发出停车指令，辅助启动装置在预定位置停车。

管道再启动时，控制***上的压力传感器向外部控制中心发送“当地”压力信号，当压力出现增长时说明启动压力前锋已经推进至该位置。此时，外部控制中心发出“起爆”指令。辅助启动装置的控制***接到“起爆”指令后，打开后备压力控制阀及截断阀门，储液箱中的第一反应物经导管流入反应箱中。两种物质接触发生化学反应，产生大量气体。化学反应式为：

Al₂(SO₄)₃+6NaHCO₃＝3Na₂SO₄+2Al(OH)₃↓+6CO₂↑。

反应气体经泄压阀排入管道1，从而使管道产生高压，辅助启动泵破坏管内油品的胶凝结构，使管道恢复流动。

需要说明的是，第一反应物和第二反应物不限于本实施例的两种化学反应物，任何两种可以产生不溶于原油的气体均能够作为本发明辅助启动装置使用的化学反应物。第二反应物不需要为液体物质，可以为固体物质。具体要求为：(1)反应过程不吸收热量,也即不会增加油品结构强度；(2)反应生成物质酸性不强，也即不会腐蚀管道；(3)形成的固体不成块状，也即不会堵塞管道；(4)生成气体量多且不易溶于原油，也即不会造成过多的压力损失。

优选的，控制***8也可以包括CPU(中央处理器)，CPU分别与无线信号收发器、***、压力传感器、推进***、压力控制阀31和截断阀门7连接。当压力传感器检测到压力增长时，将信号发送给CPU，CPU对信号进行处理，发出控制指令控制截断阀门7、压力控制阀31和推进***工作。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，所不同之处在于：本实施例的车轮机构采用4个车轮，4个车轮呈矩形布置在车架的下方位置。

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

Claims (10)

1.一种热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，包括：车架、储液箱、反应箱、控制***和推进***，所述推进***安装在所述车架上，用于推动所述车架移动；所述储液箱和反应箱分别安装在所述车架上，且所述储液箱高于所述反应箱，所述储液箱与反应箱通过导管连通；所述储液箱和反应箱分别装有用于反应生成气体的反应物；所述导管上设有截断阀门；所述反应箱设有供气体流出的出气孔；所述控制***分别与所述推进***和截断阀门连接。

2.如权利要求1所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述出气孔上设有泄压阀。

3.如权利要求1所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述储液箱设有压力控制阀，所述压力控制阀与所述控制***连接。

4.如权利要求1所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述推进***包括蓄电池、螺旋驱动器和车轮机构，所述车轮机构安装在所述车架上；所述螺旋驱动器安装在所述车架的后端；所述蓄电池与所述螺旋驱动器连接，用于提供动力。

5.如权利要求4所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述螺旋驱动器包括两个螺旋桨，两个所述螺旋桨对称设置在所述车架后端的两侧位置，且两个所述螺旋桨的转动方向相反。

6.如权利要求5所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述车轮机构包括分别安装在车架前部和后部的两组卡位滑轮，每组所述卡位滑轮均为3个，3个卡位滑轮之间呈120°夹角布置。

7.如权利要求6所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述卡位滑轮包括滚轮、轮架和弹性架，所述轮架的一端固定在所述车架上，另一端安装所述弹性架；所述滚轮安装在所述弹性架上。

8.如权利要求7所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述弹性架包括矩形框架和弹簧，所述矩形框架由4根直板依次相铰接而成，所述弹簧安装在矩形框架的一对对角位置；所述矩形框架的另一对对角分别安装所述滚轮和轮架。

9.如权利要求1所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述控制***包括***、无线信号收发器和压力传感器，所述无线信号收发器分别与所述***、压力传感器连接。

10.如权利要求1所述的热含蜡原油管道辅助启动装置，其特征在于，所述车架的前端设有整流罩。