本发明涉及油气管道清洗,具体涉及一种针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法及管道清洗装置。
背景技术:
1、废弃管道由于经过长年运行,管道内壁不可避免地附着油泥或油蜡,若处理不当,当管道腐蚀破损或者第三方破坏时,可能会造成安全风险和环境污染。此外,个别管段内油品未排净,凝固后形成“死油段”,堵塞管道。管道清洗是实现管内残留物彻底清理的有效手段,对于管道的无害化处置至关重要。
2、目前,经过工程实践的清洗方式主要有组合清洗和蒸汽清洗两种方式。组合清洗工法是通过组合清洗剂对管道内表面的结蜡、油垢进行溶解,形成新溶液,再利用清管器推动新溶液以及清水冲洗。蒸汽清洗工法,则是通过高温高压的饱和蒸汽,对管道内表面的结蜡、油垢进行融化,使其粘度降低,增强流动性,同时过饱和蒸汽可以有效切入细小的孔洞和裂缝,将结蜡、油垢从管壁剥离。
3、无论是组合清洗还是蒸汽清洗,均需要在管道内充入压缩气体作为动力源,以推动清管器和“清洗列车”前进,管道内处于正压力状态,存在泄漏或爆管的风险。在实际工程中,废弃管道一旦发生事故后果严重,尤其是人口密集的城区段;同时,往往又很难掌握管道的真实腐蚀情况和承压能力。在无法掌握管道的详细情况的条件下,贸然尝试提升管道内的压力,其风险是本领域无法接受的。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是:在不提升管道内的压力的前提下,如何实现废弃管道内壁清洗,提高安全性。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
3、本发明提供了一种针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,包括以下步骤:
4、a、采用水平定向钻机带动钻杆,使钻杆从废弃管道的收球端穿越至发球端;
5、b、在废弃管道的发球端安装清管器,第一个清管器通过万向节连接钻杆,清管器与废弃管道的内壁密封接触,相邻两个清管器之间通过索具连接;
6、c、在相邻两个清管器之间注入清洗液;
7、d、向水平定向钻机输入回拖速度,水平定向钻机按回拖速度回拖钻杆,钻杆将清管器牵拉至废弃管道的收球端,收集清洗液后,卸下清管器;
8、e、再将钻杆穿越至废弃管道的发球端,返回步骤b,直至清洗合格。
9、本发明的有益效果是:
10、采用本发明,通过水平定向钻机带动清管器,无需管道承压,从而对管道承压能力要求低,只要管道完整、无破损或瘪管,均能实现清洗;通过控制水平定向钻机的回拖速度,清洗液运动过程中有充足的时间溶解污物,保证了死油等污物的清除;通过一次牵拉多个清管器以及重复多次清洗,可逐渐增大清管器与废弃管道内壁的过盈量,保证了清管器可顺利通过,清管器可逐渐刮除污物,管道承压小,避免了卡球和爆管事故;大大降低了管道撕裂或爆管产生的安全隐患和环境污染风险;通过万向节连接钻杆和清管器,钻杆能够推动清管器微调位置,便于注入清洗液,同时,万向节将钻杆端部约束在清管器的轴线附近,避免了钻杆与管壁产生摩擦,提高了安全性。
11、在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
12、进一步的,步骤d中,所述回拖速度按照公式v=l/t得出,其中,l为清洗液的液柱长度,t为清洗液溶解污物的反应时间。
13、当清洗液经过任意一块污物区域时,能够确保清洗液浸泡污物的时间满足溶解污物的反应时间,清洗洁净度好,效率高,便于减少清洗次数。
14、进一步的,步骤a与步骤b之间还包括以下步骤:
15、b0、在钻杆上通过万向节连接清管器,并将清管器放入废弃管道的发球端,水平定向钻机回拖钻杆,钻杆将清管器牵拉至废弃管道的收球端,收集清管器带出的残留物后卸下清管器,完成预清管;然后再次使钻杆从废弃管道的收球端穿越至发球端。
16、通过清管器将大部分残留物带出,便于实现预清管,提高后续清洗效率,并节约清洗液的用量。
17、进一步的,所述万向节包括螺纹套和两个u形扣,螺纹套通过内螺纹与钻杆连接,两个u形扣相互扣接形成链状,其中一个u形扣开口侧与螺纹套通过螺栓连接,另一个u形扣开口侧与清管器通过螺栓连接。
18、通过拆卸螺栓即可将u形扣任一端卸下,从而将万向节与钻杆或清管器分离,拆装方便;螺纹套通过内螺纹与钻杆连接,强度大,便于利用钻杆前端的外螺纹传递拉力,保证了清管器的顺利运动。
19、进一步的,步骤a中,所述使钻杆从废弃管道的收球端穿越至发球端,具体为:将含有内螺纹的绝缘头套接于钻杆的端部,然后使钻杆从废弃管道的收球端进入,直至从废弃管道的发球端伸出。
20、便于防止钻杆的端部与管壁摩擦起火花,避免了废弃管道内的可燃气体产生爆炸,提高了安全性;同时,利用钻杆的外螺纹连接绝缘头,防止绝缘头在摩擦下脱落,提高了绝缘头的可靠性。
21、进一步的,步骤a中,所述水平定向钻机通过地锚固定于地面,且水平定向钻机上设有静电接地线;水平定向钻机正对废弃管道的收球端布置。
22、通过锚固提高水平定向钻机的稳定性,便于减小钻杆振动;通过静电接地,避免了静电通过钻杆传递到废弃管道内,提高了安全性。
23、进一步的,所述废弃管道的发球端上侧还设有注液管和观察管;步骤c具体包括:
24、c1、水平定向钻机回拖钻杆,钻杆牵拉清管器,使一个清管器经过注液管和观察管,且下一个清管器进入废弃管道的发球端;
25、c2、从注液管注入清洗液,直至排液口有清洗液流出;
26、c3、重复步骤c1-c2,直至每两个相邻的清管器之间均注满清洗液。
27、实现了逐步注入清洗剂和冲洗水,可设置多段清洗剂或者冲洗水,操作简便。
28、进一步的,所述废弃管道的收球端还设有收球筒,废弃管道的发球端还设有发球筒;收球筒正对废弃管道的一端上部为渐缩形,发球筒正对废弃管道的一端上部为渐缩形,收球筒的小端以及发球筒的小端分别与废弃管道连接;所述收球筒的下侧还安装有排污口和排液口,收球筒的下方还设有收集槽;
29、步骤d中,收集清洗液具体包括:
30、第一个清管器运动至排污口之前,打开排污口,废弃管道内的残留物从排污口排出至收集槽中;待残留物排净后,第一个清管器继续运动直至经过排液口,然后打开排液口,清洗液从排液口排出至收集槽中;然后下一个清管器继续运动直至经过排液口,直至所有清洗液收集完毕。
31、在废弃管道的发球端安装清管器时,可将清管器预先置于发球筒中;在废弃管道的收球端卸下清管器时,收球筒可预先容纳清管器;渐缩形结构便于引导清管器,降低清管器对准废弃管道的难度;安装方便。通过排污口和排液口排出清洗液,便于收集,避免清洗液和残留物从管口直接涌出污染环境。
32、进一步的,所述发球筒上还设有进气管,所述收球筒上还设有排气管,步骤e还包括:
33、用盲板将发球筒和收球筒封闭,从进气管通入空气,并在排气管处采用可燃气体检测仪检测可燃性气体是否超标,如超标,则再将钻杆穿越至废弃管道的发球端,返回步骤b。
34、便于判断清洗是否合格,保证清洗后的废弃管道内壁无油无蜡,满足火焰切割标准。
35、本发明还提供了一种管道清洗装置,用于实现上述针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,包括支架,支架的两端设有密封板,密封板的外侧设有清洗板,清洗板的外侧设有支撑板,密封板与清洗板之间以及清洗板与支撑板之间均连接有隔离板;其中一块支撑板的外侧设有防撞座,另一块支撑板的外侧以及防撞座的外侧均设有吊环。
36、密封板、清洗板与支撑板形成多层密封结构,便于减缓清洗液的泄漏速度,保证了清洗液在清洗过程中保持充盈度,提高清洗效果;在废弃管道内运行的过程中,若废弃管道的收球端封闭,仅开口供钻杆通过,防撞座可缓冲撞击,避免冲击力过大产生火花;吊环可通过卸扣与钢丝绳连接,同时还可与万向节连接,安装方便。
1.一种针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:步骤d中,所述回拖速度按照公式v=l/t得出,其中,l为清洗液的液柱长度,t为清洗液溶解污物的反应时间。
3.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:步骤a与步骤b之间还包括以下步骤:
4.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:所述万向节(6)包括螺纹套(7)和两个u形扣(8),螺纹套(7)通过内螺纹与钻杆(2)连接,两个u形扣(8)相互扣接形成链状,其中一个u形扣(8)开口侧与螺纹套(7)通过螺栓连接,另一个u形扣(8)开口侧与清管器(4)通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:步骤a中,所述使钻杆(2)从废弃管道(3)的收球端穿越至发球端,具体为:将含有内螺纹的绝缘头(10)套接于钻杆(2)的端部,然后使钻杆(2)从废弃管道(3)的收球端进入,直至从废弃管道(3)的发球端伸出。
6.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:步骤a中,所述水平定向钻机(1)通过地锚(9)固定于地面,且水平定向钻机(1)上设有静电接地线;水平定向钻机(1)正对废弃管道(3)的收球端布置。
7.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:所述废弃管道(3)的发球端上侧还设有注液管(13)和观察管(14);步骤c具体包括:
8.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:所述废弃管道(3)的收球端还设有收球筒(11),废弃管道(3)的发球端还设有发球筒(12);收球筒(11)正对废弃管道(3)的一端上部为渐缩形,发球筒(12)正对废弃管道(3)的一端上部为渐缩形,收球筒(11)的小端以及发球筒(12)的小端分别与废弃管道(3)连接;所述收球筒(11)的下侧还安装有排污口(15)和排液口(16),收球筒(11)的下方还设有收集槽(17);
9.根据权利要求1所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,其特征在于:所述发球筒(12)上还设有进气管(18),所述收球筒(11)上还设有排气管(19),步骤e还包括:
10.一种管道清洗装置,其特征在于:用于实现权利要求1-9任一项所述的针对废弃管道的定向钻牵拉清洗方法,包括支架(20),支架(20)的两端设有密封板(21),密封板(21)的外侧设有清洗板(22),清洗板(22)的外侧设有支撑板(23),密封板(21)与清洗板(22)之间以及清洗板(22)与支撑板(23)之间均连接有隔离板(24);其中一块支撑板(23)的外侧设有防撞座(25),另一块支撑板(23)的外侧以及防撞座(25)的外侧均设有吊环(26)。