一种用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器 |
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| 申请号 | CN201610809441.5 | 申请日 | 2016-09-08 | 公开(公告)号 | CN106439381A | 公开(公告)日 | 2017-02-22 |
| 申请人 | 中海石油(中国)有限公司; 中海石油(中国)有限公司北京研究中心; | 发明人 | 王国栋; 王春升; 张明; 平朝春; 孙婧; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于特稠油输送管道在线清管的自发热 清管器 ，自发热清管器能够在用于进行特稠油输送的双层保温管内进行轴向运动，其特征在于，该自发热清管器包括两端开口的空心圆柱承载体，承载体后端开口处固定设置与双层保温管道保持 过盈配合 的皮碗，承载体的前端固定套设与双层保温管道保持过盈配合的环形直板；承载体内固定设置有高效 电池 模 块 和数据存储模块，承载体前端开口处固定设置加热模块，加热模块上设置有用于固定 粘度 和 温度 传感器 的绝热孔，数据存储模块用于存储粘度和温度传感器记录的特稠油粘度和温度数据；高效电池模块用于为数据存储模块和加热模块进行供电；加热模块用于与特稠油进行热交换。本发明可以广泛应用于特稠油管道的在线清管过程中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器，自发热清管器能够在用于进行特稠油输送的双层保温管内进行轴向运动，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 一种用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器技术领域[0001] 本发明涉及一种管道清管器，特别是关于一种用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器。 背景技术[0002] 随着石油能源的消耗和对石油资源日益增长的需求，开发海上特稠油成为一种必然，然而由于特稠油粘度大、易凝结，且组分中含有较多的胶质和沥青质，使得特稠油管道在输送过程中摩阻增大，压降损失较大，带来的特稠油输送管道清管操作风险增大。 [0003] 现有管道清管器为普通清管器，在特稠油输送管线清管过程中不能很好的发挥作用，甚至容易出现清管器卡堵的风险，由此带来的经济损失是不可估量的，因此，需要设计一种专门应用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器。另外，随着科学技术的进步，超大电容量电池技术不断得到突破，结构也越来越紧凑。随着技术的进步，越来越多的超大容量的微小型电池会越来越多，这就解决了清管器大小受管线尺寸限制及电池电量不够的问题，使自发热清管器的设计使用成为可能。 发明内容[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够减小输送阻力，提高特稠油管道清管效率，且能够避免特稠油管道清管出现卡堵风险的用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器。 [0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器，自发热清管器能够在用于进行特稠油输送的双层保温管内进行轴向运动，其特征在于：该自发热清管器包括两端开口的空心圆柱承载体，所述承载体后端开口处固定设置与所述双层保温管道保持过盈配合的皮碗，所述承载体的前端固定套设与所述双层保温管道保持过盈配合的环形直板；所述承载体内固定设置有高效电池模块和数据存储模块，所述承载体前端开口处固定设置加热模块，所述加热模块上设置有用于固定粘度和温度传感器的绝热孔，所述数据存储模块用于存储所述粘度和温度传感器记录的特稠油粘度和温度数据；所述高效电池模块用于为所述数据存储模块和加热模块进行供电；所述加热模块用于与特稠油进行热交换。 [0006] 优选地，所述加热模块包括一电热转换装置和一个以上的金属电热刷，对应于所述电热转换装置的位置，所述承载体前端间隔固定设置一个以上的所述金属电热刷。 [0007] 优选地，位于所述承载体最前端的所述金属电热刷包括环形传热盘和外缘电热刷，所述环形传热盘固定嵌设在所述承载体前端开口处，所述环形传热盘的外部周向固定设置所述外缘电热刷，所述环形传热盘中心设置有用于固定所述粘度和温度传感器的绝热孔以及用于固定所述外缘电热刷的固定孔。 [0008] 优选地，所述皮碗由耐高温聚氨酯材料制作而成。 [0009] 优选地，所述环形直板由耐高温聚氨酯材料制作而成。 [0010] 优选地，所述高效电池模块采用微型核电池。 [0011] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、由于本发明的自发热清管器的前端设置有加热装置，因此可以降低特稠油的粘度，减小输送阻力，减小了特稠油清管的风险。2、由于本发明的自发热清管器的前端部设置有粘度和温度传感器，因此可以记录清管器前端的稠油粘度与温度，有利于了解管道中稠油的流动状态，提高特稠油管道输送的安全性。3、本发明设置在自发热清管器前端的加热装置为粘度和温度传感器设置了绝热孔，因此避免了加热模块对粘度和温度传感器的影响。4、本发明的自发热清管器的高效电池模块采用结构紧凑高效的微型核电池，因此有效减小了清管器的设计尺寸，增加了清管器的灵活性。5、本发明的自发热清管器的加热模块采用电热转换装置和金属电热刷，通过导热性能极好的金属电热刷实现与特稠油的热交换，金属电热刷的数量可以根据电池功率和特稠油的运行温度来决定。6、本发明的自发热清管器的后端部固定设置皮碗，可以通过后端来流产生较大的推力，实现特稠油管道的清管操作。综上所述，本发明的自发热清管器结构紧凑，造价较低，在运行状态下对特稠油进行加热降粘达到减小阻力，减小了特稠油输送管道清管的操作风险，提高了特稠油输送管道的输送效率，可以广泛应用于特稠油管道的在线清管过程中。附图说明 [0012] 图1是本发明自发热清管器的在线运行状态图； [0013] 图2是本发明位于承载体最前端的金属电热刷的结构示意图。 具体实施方式[0014] 以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。 [0015] 如图1所示，本发明提供的用于特稠油输送管道在线清管的自发热清管器，包括进行特稠油输送的双层保温管1以及在双层保温管1内能够进行轴向运动的自发热清管器2，自发热清管器2包括承载体(图中未示出)、皮碗21、环形直板22、数据存储模块23、高效电池模块24、加热模块25及粘度和温度传感器26。 [0016] 承载体可以采用两端开口的空心圆柱体，承载体的后端开口处固定设置与双层保温管道保持过盈配合的皮碗21，用于支撑自发清管器在双层保温管道内保持轴向运动，并提供清管器前进的动力。承载体的前端固定套设有与双层保温管道保持过盈配合的环形直板22，用于支撑自发清管器在管道内保持轴向运动，同时实现对特稠油管壁清管刮蜡的目的。数据存储模块23固定设置在承载体内，并靠近承载体后端，用于存储粘度和温度传感器26记录的特稠油粘度和温度数据；高效电池模块24固定设置在承载体内，用于为数据存储模块23和加热模块25进行供电；加热模块26固定设置在承载体的前端开口处，用于与特稠油进行热交换，降低特稠油的粘度，减小输送阻力，避免出现清管器卡堵。 [0017] 在一个优选的实施例中，加热模块25包括一电热转换装置和一个以上的金属电热刷，本发明实施例采用两个金属电热刷，以此为例，不限于此。对应电热转换装置的位置，承载体前端间隔固定设置两个金属电热刷27和28，使用时，通过两金属电热刷27和28与双层保温管道内的特稠油进行换热降粘。其中，金属电热刷27包括一传热环和一外缘电热刷，传热环固定套设在承载体上，传热环的外周固定设置外缘电热刷。如图2所示，金属电热刷28与金属电热刷27的结构略有不同，位于承载体最前端的金属电热刷28包括环形传热盘281和外缘电热刷282，环形传热盘281固定嵌设在承载体前端开口处，环形传热盘281的外部周向固定设置外缘电热刷282，环形传热盘281中心设置有用于穿过粘度和温度传感器26的绝热孔283以及用于固定外缘电热刷281的固定孔284。 [0018] 在一个优选的实施例中，粘度和温度传感器26用于测量特稠油的粘度和温度数据，并将测量的数据发送到数据存储模块23。 [0019] 在一个优选的实施例中，皮碗21由耐高温聚氨酯材料制作而成。 [0020] 在一个优选的实施例中，环形直板22由耐高温聚氨酯材料制作而成。 [0022] 在一个优选的实施例中，高效电池模块24可以采用结构紧凑高效的超容量电池，，例如微型核电池，大小只有硬币大小，但是电量可以使用5000年。 [0023] 在一个优选的实施例中，承载体可以采用空心圆柱钢结构体。 [0024] 下面通过具体实施例详细说明采用本发明自发热清管器对特稠油输送管道在线清管的具体过程为： [0025] 通过泵给双层保温管11内的特稠油施加压力的同时推动整个自发热清管器进行轴向运动，位于自发热清管器前端的加热模块2通过金属电热刷对特稠油进行加热，可以降低特稠油的粘度，减小输送阻力，减小了特稠油清管卡堵的风险,提高了特稠油清管的效率；另外，在自发热清管的过程中可以通过承载体前端部设置的粘度和温度传感器26，及时了解自发热清管器前端的稠油粘度与温度，有利于了解管道中稠油的流动状态，提高特稠油管道输送的安全性。 [0026] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。 |
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