非接觸式管壁結蠟清除裝置及管壁結蠟清除系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及原油管道清理技術領域，尤其涉及一種非接觸式管壁結蠟清除裝置及管壁結蠟清除系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，我國生產(chǎn)的原油大部分為含蠟量高、凝點高、粘度高的“三高原油”，含蠟原油常采用加熱方式進行管輸。由于管線環(huán)境溫度低于油品的析蠟點，原油中的蠟析出并沉積到管壁上。
[0003]原油管道經(jīng)過一段時間的使用之后，管壁結蠟層的厚度會達到一定的厚度，從而減少管道內(nèi)徑，導致管道輸送能力的降低或離心泵輸油能耗的增加。此外，熱含蠟原油管道的輸量也是影響其溫度分布的重要因素。若輸量低于臨界值，則會導致管道進入不穩(wěn)定工況區(qū)，甚至“凝管”，從而造成重大經(jīng)濟損失。因此，有必要定期清除管道內(nèi)壁的石蠟沉積，以保障熱含蠟原油管道的安全經(jīng)濟運營。
[0004]現(xiàn)有的原油管道清理技術中，公開號分別為CN2804379Y和CN101585040A中國專利申請主要是通過旋轉(zhuǎn)方式直接刮擦管道內(nèi)壁，達到清管目的，然而，這種直接刮擦的接觸式清蠟裝置首先容易損傷管壁內(nèi)涂層，致使管壁腐蝕加劇，或致使管壁粗糙度增加，從而增大水力摩阻系數(shù)，也即增加管道的日常運營成本；其次，在管壁結蠟較多的情況下，直接刮擦式除蠟裝置容易造成堵塞。
[0005]通過加熱的方式清除管壁結蠟可以避免對管壁的損傷，公開號為CN 101469605A的中國專利通過在外罩內(nèi)設置水平線圈和垂直線圈，產(chǎn)生磁場對蠟分子的磁化，阻止蠟結晶體的聚集，其主要是預防結蠟，且其結構復雜，還需要提供外部電源；公開號為CN1689717 A的中國專利是通過內(nèi)置電池組供電，但主要是利用脈沖等離子體裝置發(fā)出的沖擊波實現(xiàn)解堵，且也需要外加電源，電池電量的使用也有限。
[0006]另外，其它的油管清蠟技術中也有通過電磁和磁電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生感應電流的方式對管壁進行電加熱清蠟，如公開號為CN 2299150Y的中國專利和期刊《中國石油和化工標準與質(zhì)量》中的《油套管井筒電加熱裝置技術》中所述。但是，其需要通過地上供電，井下清蠟部分結構也較為復雜，能耗較高。
[0007]因此，針對以上不足，本發(fā)明提供了一種非接觸式管壁結蠟清除裝置及管壁結蠟清除系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008](一 )要解決的技術問題
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式管壁結蠟清除裝置及管壁結蠟清除系統(tǒng)以克服現(xiàn)有的油管清蠟技術存在的結構復雜、易損壞管壁、需要外加電源和能耗高的問題。
[0010](二)技術方案
[0011]為了解決上述技術問題，本發(fā)明一方面提供了一種非接觸式管壁結蠟清除裝置，其包括磁性葉輪、中心轉(zhuǎn)動軸及至少兩組卡位滑輪組件，所述卡位滑輪組件包括滑輪架和固定在滑輪架邊緣上的多個卡位滑輪，所述卡位滑輪與管壁相貼合，各組卡位滑輪組件的滑輪架之間通過中心轉(zhuǎn)動軸連接，磁性葉輪固定在中心轉(zhuǎn)動軸上。
[0012]其中，所述中心轉(zhuǎn)動軸與滑輪架通過軸承連接。
[0013]其中，所述磁性葉輪包括依次設置在中心轉(zhuǎn)動軸上的正轉(zhuǎn)磁性葉輪和反轉(zhuǎn)磁性葉輪。
[0014]其中，所述正轉(zhuǎn)磁性葉輪和反轉(zhuǎn)磁性葉輪之間設置有平整紊流的整流器，所述整流器通過軸承設置在中心轉(zhuǎn)動軸上。
[0015]其中，其中一個滑輪架靠近磁性葉輪的一側(cè)設置一微型發(fā)電機，該微型發(fā)電機的磁性轉(zhuǎn)子固定在中心轉(zhuǎn)動軸上，線圈定子固定在該滑輪架上。
[0016]其中，所述滑輪架遠離磁性葉輪的一側(cè)設置有一個蓄電池單元，所述蓄電池單元與所述微型發(fā)電機電連接。
[0017]其中，所述蓄電池單元上還連接有微型電動機，所述微型電動機的轉(zhuǎn)軸上連接有螺旋槳。
[0018]其中，還包括一控制器，所述蓄電池單元和所述微型電動機均與所述控制器連接，所述控制器還連接一磁性傳感器，所述磁性傳感器設置在所述微型發(fā)電機上。
[0019]其中，所述滑輪架包括多個呈放射狀布置的支腿，所述多個卡位滑輪分別通過一緩沖伸縮件安裝在各支腿的端部。
[0020]其中，所述緩沖伸縮件為由各邊框依次鉸接在一起的菱形框架，菱形框架水平方向的一對菱角之間連接一彈性連接件。
[0021]本發(fā)明另一方面還提供了一種管壁結蠟清除系統(tǒng)，其包括多個上述的非接觸式管壁結蠟清除裝置，多個所述非接觸式管壁結蠟清除裝置之間通過柔性連接件連接，所述柔性連接件包括彈簧和連接在彈簧兩端的兩個連接件，兩個連接件分別連接在相鄰的兩個非接觸式管壁結蠟清除裝置的滑輪架的外側(cè)。
[0022](三)有益效果
[0023]本發(fā)明的上述技術方案具有如下優(yōu)點:本發(fā)明提供的非接觸式管壁結蠟清除裝置及管壁結蠟清除系統(tǒng)中，通過卡位滑輪與管壁相貼合，在清除裝置運行時，不會對油管內(nèi)壁造成損傷，管內(nèi)的原油流體穿過滑輪架后沖擊磁性葉輪，磁性葉輪則在流體壓力的作用下隨著中心轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而在管內(nèi)形成交變磁場，在管壁上形成感應渦電流，管壁自身發(fā)熱，使得結蠟脫落和裂解，清蠟效果好，且本發(fā)明結構簡單，在磁電轉(zhuǎn)換的過程中，也不需要外加電源，具有能耗低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例非接觸式管壁結蠟清除裝置的結構示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例非接觸式管壁結蠟清除裝置在管內(nèi)產(chǎn)生感應電流的原理圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例非接觸式管壁結蠟清除裝置的卡位滑輪與緩沖伸縮件的連接關系不意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實施例管壁結蠟清除系統(tǒng)中柔性連接件的結構示意圖。
[0028]圖中，1:蓄電池單元；2:螺旋槳；3:控制器；4:線圈定子；5:磁性轉(zhuǎn)子；6:正轉(zhuǎn)磁性葉輪；7:整流器軸承；8:整流器；9:反轉(zhuǎn)磁性葉輪；10:卡位滑輪；11:柔性連接件；12:管壁；13:緩沖伸縮件；14:彈簧；15:U型件；16:螺栓組件；17:菱形框架；18:彈性連接件。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明提供的非接觸式管壁結蠟清除裝置包括磁性葉輪、中心轉(zhuǎn)動軸及至少兩組卡位滑輪10組件，卡位滑輪10組件包括滑輪架和固定在滑輪架邊緣上的多個卡位滑輪10，卡位滑輪10與管壁12相貼合，各組卡位滑輪10組件的滑輪架之間通過中心轉(zhuǎn)動軸連接，磁性葉輪固定在中心轉(zhuǎn)動軸上，
[0031]具體地，中心轉(zhuǎn)動軸與滑輪架通過軸承連接；磁性葉輪包括依次設置在中心轉(zhuǎn)動軸上的正轉(zhuǎn)磁性葉輪6和反轉(zhuǎn)磁性葉輪9 ;正轉(zhuǎn)磁性葉輪6和反轉(zhuǎn)磁性葉輪9之間設置有平整紊流的整流器8，整流器8通過整流器軸承7設置在中心轉(zhuǎn)動軸上，整流器8 一般為一圓框，其中設置放射狀長條桿。
[0032]上述技術方案中，非接觸式管壁結蠟清除裝置通過固定在滑輪架邊緣上的多個卡位滑輪10在管體內(nèi)順暢移動，避免與管壁12的刮擦，管內(nèi)的原油流體穿過滑輪架后沖擊磁性葉輪，磁性葉輪則在流體壓力的作用下隨著中心轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，磁性葉輪在轉(zhuǎn)動的過程中形成交變磁場，如圖2所示，磁感應線穿過管體，管壁12在交變磁場的作用下產(chǎn)生感應渦電流，在管壁12渦電流的作用下，管壁12自身發(fā)熱，管壁12上的結蠟被加熱和脫落，同時，脫落的蠟塊被高速旋轉(zhuǎn)的葉輪瓦解，從而防止了蠟堵。
[0033]其中，在中心轉(zhuǎn)動軸上的正轉(zhuǎn)磁性葉輪6和反轉(zhuǎn)磁性葉輪9，兩磁性葉輪轉(zhuǎn)向相反，可互相抵消各自產(chǎn)生的扭矩，最終使裝置保持穩(wěn)定，并使各自旋轉(zhuǎn)速度加快；的整流器8的作用是平整經(jīng)過上游磁性葉輪后流體的紊動，使流體平穩(wěn)的流向下游磁性葉輪。
[0034]其中，一個滑輪架靠近磁性葉輪的一側(cè)設置一微型發(fā)電機，該微型發(fā)電機的磁性轉(zhuǎn)子5固定在中心轉(zhuǎn)動軸上，線圈定子4固定在該滑輪架上；滑輪架遠離磁性葉輪的一側(cè)設置有一個蓄電池單元I，蓄電池單元I包括蓄電池電路，蓄電池單元I與微型發(fā)電機電連接。在流體的壓力作用下，磁性葉輪轉(zhuǎn)動，進而帶動中心轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，中心轉(zhuǎn)動軸帶來磁性轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動。的磁性轉(zhuǎn)子5與線圈構成微型發(fā)電機，可將流體的壓力能轉(zhuǎn)化為電能，并使蓄電池單元I充電。
[0035]進一步地，蓄電池單元I上還連接有一微型電動機，微型電動機的轉(zhuǎn)軸上設置一螺旋槳2 ;本發(fā)明還包括一控制器3，蓄電池單元I和微型電動機均與控制器3連接，控制器3還連接一磁性傳感器，磁性傳感器設置在微型發(fā)電機上。螺旋槳2在蓄電池單元I供電的情況下，通