一种用于输气管道的旋转推进清管器

本实用新型产品涉及天然气和石油输送过程中的管道清管装置，是一种用于输气管道的旋转推进清管器。

背景技术：

清管器是管道工业上必不可少的重要机具。在油气管道清理工作中，可以用清管器清除管道内的杂物，包括天然气水合物、生活垃圾、堆积的沉淀物、施工后的工业废弃物以及死掉的动物躯体等，还可以清除管内的铁屑或毛刺，有时业主也要求用清管器检验管子的椭圆度和管壁腐蚀状况。当管道全线接通后，要对管线进行液压试验。在试验过程中，充水、排水及干燥等各个步骤也都离不开清管器，在液体输送管线的试运行和开车期间，也要用清管器填充液体。对于市面上普遍的清管器，在管道内运行时通常因各种不同的原因而失效或堵塞，例如：清管器卡在弯头处，清除的沉积物积聚在清管器前，推动流体绕流清管器，清管器弯曲变形等。清管器卡堵使管道流量下降，甚至导致整条管道堵塞，产生严重后果。到现在为止，虽然已有一些改进清管器弊端的新点子，但大多数也都存在各种各样的的缺陷，比如有一种适用于大口径气管道的射流清管器即专利号cn2010207004797的产品将改清管器刷头改进为球形结构，虽然减小了摩擦阻力，却大大削弱了清管器对顽固性污垢的洗刷能力。还有一种旋转刷清管器即专利号为cn105665383a的产品，虽然改进了清管器的运作方式，让清管器旋转起来，提高了洗刷能力，但其设置的旋转机结构过于复杂，制作成本和维修成本都非常高昂。同类型的还有一种带有螺旋桨的可润滑管壁的清管器即专利号为cn208033224的产品，其也运用了清管器旋转机理，设置了螺旋桨和射流装置，但同样制作复杂而且其螺旋桨装置在复杂的管道清理过程中很难保证其使用寿命，因此其产品的维修成本也令人堪忧。综上而看清管器既需要彻底解决清管器的卡堵问题，又需要保证清管器高洗刷能力，同时制作成本和维修成本低这些要求是非常关键的。因此，基于以上背景，本实用新型产品将展现一种可以较为彻底地清扫管道内杂物，同时能顺滑管壁、减小阻力，且又能降低清管器的制作成本和维修成本的清管器。

技术实现要素：

本实用新型专利提供一种用于输气管道的旋转推进清管器，克服现有的清管器摩阻较大、容易卡堵的情况，操作方便、成本低廉，能彻底地清扫管道。

为了实现上述目的，本实用新型的采用的技术方案如下：该清管器上旋转刷头、密封刮板、密封皮碗、固定垫板依次固定在清管器中间的主连接轴上；旋转刷头通过刷头连接转动轴与密封刮板连接；密封皮碗通过螺栓螺母与固定垫板固定在清管器主连接轴上，所述的固定垫板表面设有多个螺孔；该装置在管道前后压差的作用下使旋转刷头发生转动，剪切清理管壁上的顽固障碍物，随后密封皮碗和密封刮板进一步清洗管壁上残留杂物。

作为优选的，旋转刷头是由两片倾斜的楔形刮刀螺旋相错组成，工作状态时高压介质流作用在刮刀表面形成以旋转轴为中心的旋转扭矩，工作状态时高压介质流作用在刮刀表面形成以刷头连接转动轴为中心的旋转扭矩，旋转刷头与刷头连接转动轴相连，在旋转扭矩作用下会发生高速转动，同时还会形成向前的冲击力，冲击管内污垢，减少摩阻损失。

作为优选的，密封皮碗采用致密均匀柔韧度高的橡胶材料，且设计为渐扩的圆台形状，减小清管器在管道中的摩阻；

作为优选的，旋转刷头通过刷头连接转动轴与密封刮板相连接，刷头和密封刮板均由高强度材料制成，硬度高、韧性好，并且固定刷头外涂有一层保护膜，可减缓腐蚀作用；

作为优选的，固定垫板通过清管器主转轴表面设有多个螺孔，用于固定密封皮碗；

作为优选的，清管器主连接轴内部中空，可搭载小型探测仪器，主连接轴整体采用优质不锈钢制品，强度高、防腐性能好；

作为优选的，密封皮碗和固定垫板通过螺栓螺母固定在清管器主连接轴的基座上。

本实用新型一种用于输气管道的旋转推进清管器的有益效果如下：

(1)本产品利用管道内清管用的高压介质流为动力，无需提供额外动力源，更加节约能源。

(2)旋转刷头特殊的设计结构是由两片倾斜的楔形刮刀螺旋相错组成，高压介质流作用在刮刀表面会形成以刷头连接转动轴为中心的旋转扭矩，由于旋转刷头与刷头连接转动轴相连，在旋转扭矩作用下会发生高速转动，同时还会形成向前的冲击力，冲击管内污垢，减少摩阻损失，随后旋转刷头后方的密封刮板和多层密封皮碗会进一步清除残余杂质污垢，多种清扫工序组合运作，使得管道清理工作更加高效快捷。

(3)对于管道中顽固性污垢，市面上传统的清管器经常会发生卡堵或由于压力挤压而发生损坏变形，而本实用新型的旋转刷头在前后压差的作用下带动清管器在管道中高速旋转，其刷头的楔形刮刀结构在高速旋转时可以轻松对顽固性污垢进行剪切清理，相比之下此产品洗刷效果更好，有效地解决清管器卡堵的问题；另外经过清管后的管壁由于高效洗刷作用变得更加光滑，减少了摩阻，达到了高效节能的效果。

附图说明

图1是本实用新型产品的主视图；

图2是清管器俯视图；

图3是清管器结构原理示意图；

图中：1、旋转刷头；2、密封刮板；3、密封皮碗；4、主连接轴；5、固定垫板；6、螺栓螺母；7、刷头连接转动轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型做进一步阐述，如图所示该实用新型由旋转刷头1、密封刮板2、密封皮碗3、主连接轴4、固定垫板5、螺栓螺母6、刷头连接转动轴7等零件构成，其具体操作步骤如下：

(1)将清管器送至输气管道清管器发送筒底部偏心大小头处，并将清管器在大小头处塞实；

(2)调整清管器密封刮板2位置，确认密封完全；

(3)开启站场清管器发送筒开关，利用管道中清管器的前后端的低压介质流和高压介质流之间形成的压力差，推动整个清管器移动；当高压介质流作用在清管器前端旋转刷头1上时，由于刷头由两只倾斜相错的楔形刮刀构成，高压介质流作用在两个刮刀倾斜面上，会形成一对以刷头连接转动轴7为中心的旋转扭矩，以此带动旋转刷头1发生高速转动；

(4)高压介质流作用在旋转刷头1的两片倾斜的楔形刮刀上产生旋转扭矩，旋转的过程中会产生促使清管器向前的推进力，在压差和推进力共同作用下推动清管器在管道中前进，随后旋转刷头1密封刮板2密封皮碗3依次清扫管璧；

(5)清扫结束后，打开收球筒，将清管器取出。

本实用新型可克服现有的清管器摩阻较大、容易卡堵、清扫能力弱的情况，操作方便、成本低廉，能彻底地清扫管道，提高管道清扫工作效率，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种用于输气管道的旋转推进清管器，其特征在于：该装置包括旋转刷头(1)、密封刮板(2)、密封皮碗(3)、主连接轴(4)、固定垫板(5)、螺栓螺母(6)、刷头连接转动轴(7)；旋转刷头(1)、密封刮板(2)、密封皮碗(3)、固定垫板(5)依次固定在清管器中间的主连接轴(4)上；旋转刷头(1)通过刷头连接转动轴(7)与密封刮板(2)连接；密封皮碗(3)通过螺栓螺母(6)与固定垫板(5)固定在清管器主连接轴(4)的基座上，所述的固定垫板(5)表面设有若干个螺孔；该装置在管道前后压差的作用下使旋转刷头(1)发生转动，剪切清理管壁上的顽固障碍物，随后密封刮板(2)和密封皮碗(3)进一步清扫管壁上残留杂物。

2.根据权利要求1所述的一种用于输气管道的旋转推进清管器，其特征在于：旋转刷头(1)是由两片倾斜的楔形刮刀螺旋相错组成，工作状态时高压介质流作用在刮刀表面形成以刷头连接转动轴(7)为中心的旋转扭矩，旋转刷头(1)与刷头连接转动轴(7)相连，在旋转扭矩作用下会发生高速转动，同时还会形成向前的冲击力，冲击管内污垢。

3.根据权利要求1所述的一种用于输气管道的旋转推进清管器，其特征在于：旋转刷头(1)在高压介质流作用下做旋转运动，高速旋转时楔形刮刀结构可剪碎清除顽固性障碍物。

技术总结
本实用新型专利公开了一种用于输气管道的旋转推进清管器，该清管器包括旋转刷头、刷头连接转动轴、密封刮板、密封皮碗、主连接轴、固定垫板、螺栓螺母；清管器旋转刷头在管道前后压差作用下发生转动，旋转刷头由两片楔形螺旋刮刀组成，在高速旋转时楔形刮刀向前深入可充分切剪管壁内侧顽固性障碍物，随后清管器上的密封刮板和密封皮碗进一步清扫管壁上残留杂物，从而起到高效的清洁作用；该装置通过多个清扫部件共同运作清理管道，操作简便，制作成本低廉，无污染且清扫彻底。

技术研发人员：张开;庞珏枚;韩昕培;王帅;熊珍宝
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2021.01.03
技术公布日：2021.08.27