浅析清管器类型与应用现状

摘 要：简单介绍了各种清管器的的功能，阐述了国内在清管器研究与应用方面的状况。结合多年工作经验指明清管器未来发展方向

关键词：清管器；类型；应用

如果长期输送油、水和气等流体的管道会发生堵塞 ，需要对管道进行清理和疏通。管道清洗技术种类很多，如超声波清洗技术、高压水射流清洗技术、激光清洗技术、干冰清洗技术、等离子体清洗技术、电解清洗技术等。这些清洗技术在机械清洗方面应用较广泛 。

一、清管器的功能

清管器是机械清洗管道的设备之一，主要有四方面功能。第一，管道的扫线、除锈、干燥、封堵及置换。这种用途主要在陆上或海上输气、液管道中采用。第二，油田生产过程中管道的清蜡、除垢、除水和尘土。这种功能主要针对输油管道或油气混输管道的应用。第三，不同介质的隔离。这时用于需要隔离不同的流体，防止不同流体混合、产生污染或发生化学反应等。第四，管道内防腐涂敷。这种管道内涂敷技术是以清除管内结垢、 沉积物以及实施管道内防腐为目的的一门新技术，现已发展成为包括输送工艺、机械、电子及化工等多种学科的综合技术。当然，现如今还出现了将清管器用于升举采油技术，用清管器来消除液体回落和得到高压气体，从而提高原油采收率。

二、清管器的类型

清管器可根据不同方法进行分类，例如根据它的使用目的分为除垢用的清洗清管器和用于排液和分离的密封清管器；也可以把上述具有清洗或分离作用的清管器归类为实用清管器，而把具有对管道进行检测功能的清管器归为遥控清管器。本文根据结构和功能对其分类， 分为普通型清管器和智能型清管器。

（一）普通型清管器

普通型清管器具有不同的结构和形状可分为球型（即清管球）和圆柱型两大类。圆柱型的清管器通常有直板型清管器、碟型清管器、软质泡沫清管器、直碟混合清管器、直板测径清管器、碟型测径清管器、直板钢刷清管器等多种形式。清管器外层材料为耐磨、耐油的氯丁橡胶或高强度聚氨酯，公称直径不超过 100 mm 的球型清管器一般采用实心球，大于 100 mm 时采用内腔注水的空心球。清管器在注水不足或管道内污物较多的情况下，容易出现卡阻或破损。普通型皮碗清管器为三四层的皮碗结构。由导向皮碗、密封皮碗、隔离皮碗构成，如图 3所示。皮碗材料为耐油、耐磨的氯丁橡胶或聚氨酯 ，具有良好的密封性与耐磨性。

（二）智能型清管器

智能清管器具有高分辨率漏磁技术，能采集管道状况的各种数据，再将采集的数据进行计算机处理，可以得到管道腐蚀、轮廓、变形、壁厚、裂纹、管阀配件的位置等各种信息。智能清管器运行过程中还可以采用卫星定位系统进行定位。智能清管器的结构和原理各不相同。支撑轮式清管器是在普通清管器前后皮碗内侧，沿周边方向增加若干数量的滚轮。滚轮靠弹簧圆周支撑清管器本体，使得清管器同管道的摩擦为滚动摩擦。这种清管器通过安装各种传感器和探测器，用来探测管道的轮廓，变形、壁厚、裂纹等信息。

双向电子清管器可双向操作，遇有易卡阻管道，可逆行回原处。通常采用聚氨酯皮碗，通过能力强，耐磨损与寿命长；其电子定位发射机选用改型后的高性能电子定位发射机，工作时间长、功率大，内装专用高性能电池，不需要充电，工作时间达 200 h以上；当出现卡堵后，采用定位接收机能迅速查找到卡堵位置；选用锥形皮碗，通过能力强，密封性能好，在管道发 生 畸变时仍能通过；清管范围从10cm至100cm以上。

万向节智能皮碗清管器除了具有全智能清管器及以往清管器的全部优点外，其新特点如下：（ 1 ） 可根据需要随意挂接清管器皮碗，方便快捷地组成清管列车，实现一次发射完成刮蜡、清理除水（ 锈）、涂敷等多次任务；（ 2 ） 皮碗采用进口新型材料，强度单程可超 2 000 k m；（ 3 ） 采用可挂式、拆卸方式，安装、拆卸方便简单；（4 ）可通过任何弯头、膨胀节等。智能清管器采用超声波技术，可用来检测管道的堵塞与腐蚀情况。智能清管器还可采用频率识别技术，能够排除地磁干扰和部分电磁干扰，可以用于野外远离电磁干扰的场合。智能清管器如采用模式识别技术，能够排除各种地磁和电磁干扰，可以应用于几乎任何场合（持续产生强干扰的场合，造成磁脉冲信号被淹没，应避开）。

三、清管器的研究与应用

应用清管器清洗不同种类的管道时应针对管壁上附着的污垢的具体特性、附着的牢固程度、对化学药剂的溶解性能等因素来选择适合的清管器。而且有时还要考虑与使用的化学药剂相配合的问题，因此不同管道采用的清管器清洗方法是不同的。

（一）国内研究与应用

中原油田开发出一种能自动解堵的清管器，其液体经过过滤器从清管器前段的喷嘴射出，形成高压液体射流，冲散清管器前方堆积的污垢，打通清管器前进的通道，从而实现自动解堵，有效避免清管器被卡堵。该型清管器已经成功应用于输油管道和自来水管道。这种清管器存在的问题是弹簧的强度无法控制，过大或过小都不能很好地解决卡堵问题。

中石油天然气管道技术公司开发了一种磁力清管器。磁力清管器就是在常规清管器的骨架内装入磁铁，可利用磁铁吸附管道内的磁性物质，这样便可以利用漏磁检测管道内的故障。磁力清管器能够清理管道内的积垢和杂物，并能将管道内铁屑等磁性物质带出管外，为进行管道检测提供必要的环境，保证管道的安全运行。

（二）清管器在输油管道清洗中的应用

输油管道在使用一段时间后，在管壁上会沉积上油垢和积蜡。当使用清管器清洗输油管道时，采用多层清洗的方法。将整个清管器清洗分成几段，分别在两个清管器之间填装有机溶剂、脱脂剂清洗，或用水使其溶解。清洗和干燥在管道中连续进行。在以空气为推动清管器前进的动力时，应在溶剂中加入防静电剂，并在溶剂前后的清管器之间注入清水作为夹层，以防止由于静电产生的危害。

（三）清管器在锅炉管道脱焦中的应用

锅炉管道在使用过程中会积垢和结焦。在采用清管器对管道进行除焦时，应考虑到管道的材质硬度以及附着的结垢的硬度等因素，以便选择合适材质、硬度和形状的清管器，以能够做到既能有效的清除结垢，又不会对管线造成损害。

总之，清管器清洗管道具有适应性广，适合于对超长管道的清洗，可采用多层清洗方式， 具有设备简单、需用人员少、经济效益高等特点。无论是裂纹、凹坑或者污垢，现代化的管道监控系统通过清管器为管道系统工作状况的评估提供了极有价值的帮助。研究自解堵、 耐磨、适合不同管径、功能多样的清管器是研究者们当前追求的目标。随着石油天然气的开发进入深水。超深水领域，对清管器提出了更高的要求。同样对清管器的设计方法和材料提出了更高的要求。对于耐磨问题，应通过采用耐磨、耐压的材料制作清管器的密封和磨损部分，或提高管道内壁的加工工艺，使管道内壁足够光滑；对于解堵和不同管径问题，可以考虑设计出根据能需要自动改变直径的清管器。■

参考文献

【1】孙天淦，周拾庆，张霞.清管器在小口径注水管线清洗中的应用[ J ].清洗世界，2006.

【2】王玮，孙喜寿，李发荣.清管器升举采油技术[ J ].国外油田工，2006.

【3】夏政，林罡，王瑞.支撑轮式清管器在靖咸输油管道工程中的应用[ J ].管道技术与设备，2003.

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