CN114769241A - 一种液压助力的压力感应清管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液压助力的压力感应清管装置,用于管道排液、泡沫排液等清管施工。其技术方案:清管器筒体内设置缸体,缸体内安装大活塞和小活塞,小活塞连接活塞杆,活塞杆穿过筒体底座中心孔向前端伸出并端安装支座,支座边缘位置设置锥头,筒体的底座在锥头对应位置设置通孔;导杆穿过筒体的底座,导杆一端安装到支座另一端安装挡环,挡环和筒体底座之间设置弹簧。本发明通过大小油缸配合,放大清管器前后端压差,清管器压力感应更加灵敏。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压助力的压力感应清管装置,用于管道排液、泡沫排液等清管施工。
背景技术
天然气开采中难免遇到气井出水的问题,即便是通过站场设备的分离,天然气输送管线仍然面临积液问题。另一方面,长距离管道输气过程中,由于弯头、管道起伏、阀门等的影响,气体状态产生显著变化,从而导致管内天然气产生凝液。管内液体会逐渐聚居在低洼区段,造成半管、满管的堵塞,降低管线输送能力,严重时甚至会封堵管线,导致管线无法正常运营。
目前管线运营方通常根据管道压降变化来安排清管作业,即管线压降增加到一定程度后,采用清管器将管内液体推扫出管道。清管器在后端气体的推动下向前运行,在起伏管道等复杂工况下,清管器前后端压差波动剧烈,清管器前端积液容易泄流到清管器后端。经过长距离的磨损,清管器皮碗难以达到较好的密封效果,加速了前端液体的回流。这样造成常规清管器排液效果欠佳,往往需要多次清管才能达到管道压降控制的目的。另一方面,对于大量积液的管道,常规清扫型清管器进行排液作业容易发生清管器卡顿和水击等故障,极大的影响气田正常生产和运营。
基于以上背景,相关学者提出了管内泡沫排水的施工工艺,即在管内注入一定量的发泡剂,清管器开设过流孔,气体从清管器前端喷射而出,将添加了发泡剂的液体转化为泡沫向前输送。在清管器遇到大量积液的低洼地段,气体持续喷射而出,将其前端积液逐渐排出。
对于清管器泡沫排液施工,过去采用在清管器骨架或皮碗上开设过流孔的方式,清管器后端气体向前喷射并与液体混合产生泡沫。另外,专利CN2013201672736公布了一种清除集气管道积液的水力旋流清管器,该方案在清管器前端设置多个倾斜的射流喷嘴。
清管器前后端压差主要由皮碗与管道的接触力决定,在相对清洁的管道内运行时,其前后端压差通常在0.3~0.7bar范围之内。在积液量较少的情况下,后端气体能够轻松的推动清管器和前端积液向前运行。由于管内气体的可压缩性,清管器及其前端液体运行状态复杂多变,会产生速度波动和压差波动。这样,清管器前端液体容易从顶部位置的过流孔回流到清管器后端。另一方面,由于清管器前后端压差相对较小,在前端积液静压作用下,清管器底部位置的过流孔/射流孔难以正常工作,气流主要从清管器顶部位置的过流孔/射流孔流向前端;这样造成泡排作业过程中发泡效果不好,同时对管道底部冲刷效果不好。
专利CN2019106639929、CN2019106639312、CN2019106639327等,公开了定向射流型清管器,通过不倒翁原理,将清管器前端位于低部的射流孔打开,实现定向朝着管道低部喷射的目的。但是上述方案中,射流通道始终保持打开状态,管内复杂工况下,清管器前端射流孔堵塞会直接影响射流效果;并且,由于流道始终打开,再清管器卡堵时,难以有效建立压差驱动清管器越障。
专利US 20040194809Al公开了一种带单向阀的清管器,该方案中射流通道和单向阀压力传递通道相同,射流喷嘴位于清管器前端中心位置。专利US 20040194809Al存在以下问题:(1)管内复杂工况下,清管器前端射流孔堵塞会直接影响单向阀的开启动作;(2)由于单向阀压力采集通道和射流通道合二为一,射流通道不能单独设计,射流通道过小;(3)单向阀打开状态,射流通道及喷嘴的节流效应,会引起单向阀前后端压差变化,造成单向阀振动及射流不规律等问题。
基于以上背景,将射流清管器的压力采集和射流两个部分分开设计,用于管道泡沫排液施工,解决介质回流问题,解决单向阀式清管器压力感应通道容易堵塞的问题、流道过小、节流效应引起单向阀振动及射流不规律等问题,具有现实意义和应用前景。
发明内容
本发明的目的:解决流道常开的射流清管器介质回流问题,解决单向阀式射流清管器压力感应通道容易堵塞、流道过小、节流效应引起单向阀振动及射流不规律等问题。
其技术方案如下。
一种液压助力的压力感应清管装置,包括皮碗、筒体、缸体、大活塞、小活塞、活塞杆、支座、锥头、导杆,其特征在于:
筒体整体为带底座的圆筒形,筒体两端设置皮碗;筒体内设置缸体,所述缸体为圆筒形并安装到筒体底座中间位置;缸体内部设置台阶并安装大活塞和小活塞,大活塞的外径大于小活塞的外径,大活塞安装在远离筒体底座的一端,小活塞安装在靠近筒体底座的一端;大活塞和小活塞之间充入液压油;
小活塞连接活塞杆,活塞杆穿过筒体底座中心孔向前端伸出,所述筒体底座中心孔直径大于活塞杆直径;
活塞杆伸出端安装支座,支座边缘位置设置锥头;锥头靠近筒体的底座,筒体的底座在锥头对应位置设置通孔;
导杆穿过筒体的底座,导杆一端安装到支座上,另一端安装挡环,挡环和筒体底座之间设置弹簧。
单个导杆圆周方向均匀布置至少2个锥头。
清管器前后端设置挂钩,所述挂钩位于清管器中心位置。
缸盖整体为圆环形,缸盖安装到大活塞一侧的缸体端部。
所述支座整体为圆盘型。
本发明具有的有益效果是:(1)射流通道通过压力开启,压力可调;(2)压力感应通道和射流通道分开设计,互不干扰,避免喷嘴节流效应引起单向阀压力波动,造成抖动和射流不规律等问题;(3)压力感应通道和射流通道分开,两者尺寸可以灵活设计,有利于提高射流通道截面积,提高射流流量;(4)通过大小油缸配合,大油缸驱动小油缸工作,能够放大清管器前后端压差,清管器压力感应更加灵敏。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图中:1.挂钩;2.挡板;3.隔板;4.皮碗;5.筒体;6.缸盖;7.大活塞;8.缸体;9.挡环;10.导杆;11.弹簧;12.小活塞;13.活塞杆;14.锥头;15.支座。
具体实施方式
本发明不受下述实施实例的限制,可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。
本发明所述清管装置设置在管道内,清管器通过皮碗4与管道接触。筒体5整体为带底座的圆筒形,筒体5两端设置皮碗4并用挡板2固定,挡板2和筒体5通过螺栓连接;相邻皮碗4之间设置隔板3。
筒体5底座设置在前端,筒体5内设置缸体8,所述缸体8为圆筒形并安装到筒体5底座中间位置。
缸体8内部设置台阶并安装大活塞7和小活塞12,大活塞7的外径大于小活塞12的外径,大活塞7安装在远离筒体5底座的一端,小活塞12安装在靠近筒体5底座的一端。
缸盖6整体为圆环形,缸盖6安装到大活塞7一侧的缸体8端部。
小活塞12连接活塞杆13,所述活塞杆13穿过筒体5底座并向外伸出。筒体5底座中间位置设置通孔,所述通孔直径大于活塞杆13直径,以便将清管器前端压力引入到小活塞12前端。大活塞7和小活塞12之间充入液压油。
活塞杆13伸出端安装支座15,所述支座15整体为圆盘型,支座15边缘位置设置锥头14;所述锥头14一端安装到支座15,另一端设置为圆锥形,锥头14靠近筒体5的底座,筒体5的底座在锥头14对应位置设置通孔。
支座15整体为圆盘型,支座15边缘位置安装导杆10,所述导杆10穿过筒体5的底座,筒体5的底座在导杆10对应位置设置通孔;导杆10靠近筒体5一侧的端部设置为锥形。导杆10起到导引作用,保持锥头14与其过流孔对齐。
导杆10一端安装到支座15上,另一端安装挡环9,所述挡环9为圆环形结构,挡环9与导杆10螺纹连接。挡环9和筒体5底座之间设置弹簧11,以便清管器正常运行时锥头14保持关闭状态。
单个导杆10圆周方向均匀布置至少2个锥头14。
为方便清管器前后端连接其他部件,或者方便清管器收发球施工,在清管器前后端设置挂钩1,所述挂钩1位于清管器中心位置,挂钩1连接到清管器前后端的挡板2上。
本发明的原理是:清管器在天然气管道内运行,管内积液聚集在清管器前端,当清管器阻力增大,其前后端驱动压差增加,大活塞7在压差推动下驱动小活塞12向右移动,小活塞12通过活塞杆13、支座15带动锥头14向右移动,从而打开锥头14控制的过流通道。清管器后端气体从锥头14位置喷出,起到发泡作用。导杆10起到导引作用,保持锥头14与其过流孔对齐。这样,压力感应通道和射流通道分开设计,互不干扰,避免喷嘴节流效应引起单向阀压力波动,造成抖动和射流不规律等问题;两者尺寸可以灵活设计,引压孔可靠,同时有利于提高射流通道截面积,提高射流流量;大活塞7驱动小活塞12运动,其驱动压力小,清管器压力感应灵敏。
Claims (5)
1.一种液压助力的压力感应清管装置,包括皮碗、筒体、缸体、大活塞、小活塞、活塞杆、支座、锥头、导杆,其特征在于:
筒体整体为带底座的圆筒形,筒体两端设置皮碗;筒体内设置缸体,所述缸体为圆筒形并安装到筒体底座中间位置;
缸体内部设置台阶并安装大活塞和小活塞,大活塞的外径大于小活塞的外径,大活塞安装在远离筒体底座的一端,小活塞安装在靠近筒体底座的一端;大活塞和小活塞之间充入液压油;
小活塞连接活塞杆,活塞杆穿过筒体底座中心孔向前端伸出,所述筒体底座中心孔直径大于活塞杆直径;
活塞杆伸出端安装支座,支座边缘位置设置锥头;锥头靠近筒体的底座,筒体的底座在锥头对应位置设置通孔;
导杆穿过筒体的底座,导杆一端安装到支座上,另一端安装挡环,挡环和筒体底座之间设置弹簧。
2.根据权利要求1所述一种液压助力的压力感应清管装置,其特征在于:单个导杆圆周方向均匀布置至少2个锥头。
3.根据权利要求1所述一种液压助力的压力感应清管装置,还包括挂钩,其特征在于:清管器前后端设置挂钩,所述挂钩位于清管器中心位置。
4.根据权利要求1所述一种液压助力的压力感应清管装置,其特征在于:缸盖整体为圆环形,缸盖安装到大活塞一侧的缸体端部。
5.根据权利要求1所述一种液压助力的压力感应清管装置,其特征在于:所述支座整体为圆盘型。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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