專利名稱：利于有分支管道管線清管的三通球閥及清管方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣輸送管線的清管設(shè)備和清管工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)有分支管道管線及主管線同步清管作業(yè)的利于有分支管道管線清管的三通球閥及清管方法。
背景技術(shù)：
油氣輸送管線在役期間，由于輸送油氣中含有的石蠟、水合物等物質(zhì)的析出凝結(jié)以及管道中含有的污垢物質(zhì)的積累，將嚴(yán)重影響油氣管線的輸送能力，甚至造成管道報(bào)廢或釀成事故。因此，對(duì)油氣輸送管線進(jìn)行定期清管作業(yè)是維護(hù)油氣輸送管線正常運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵技術(shù)，而油氣輸送管線中的有分支管道(主要用于油氣分輸、下載)的清管作業(yè)一直是清管工藝技術(shù)發(fā)展的一個(gè)難點(diǎn)。有分支管道管線清管的重要技術(shù)難點(diǎn)是分支管線與主管線以一定角度交匯，分支管線直徑小于主管線直徑，清管器從發(fā)球裝置進(jìn)入主管線進(jìn)行清管作業(yè)，當(dāng)清管器經(jīng)過(guò)分支交匯處時(shí)無(wú)法控制清管器有選擇的進(jìn)入分支管線，只能保證清管器在主管線中作業(yè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)分支管線的清管，同時(shí)還有可能將主管線清除的污垢帶入分支管線交匯處造成分支管線輸送能力的下降。要解決上述技術(shù)困難，對(duì)于陸上有分支管道管線一般采用在分支管線處建設(shè)清管站的方法，利用清管站對(duì)分支管線進(jìn)行清管作業(yè)，但是一方面這種方法需要建設(shè)專用的清管站，建設(shè)成本較高；另一方面該方法只能清理清管站發(fā)球裝置接入點(diǎn)以后的分支管線，對(duì)于接入點(diǎn)之前的與主管線交匯的分支管段無(wú)法進(jìn)行清管作業(yè)，對(duì)分支管線的油氣輸運(yùn)仍然存在一定的影響。更進(jìn)一步的是，隨著目前海底管道建設(shè)項(xiàng)目的增加，為了節(jié)省鋪設(shè)管道的成本，一部分分支管道選擇在海底鋪設(shè)，在海底建設(shè)用于有分支管道管線清管的清管站的難度遠(yuǎn)高于陸上，現(xiàn)有方法將嚴(yán)重制約海底分支管道的清管作業(yè)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述有分支管道管線清管技術(shù)上的難點(diǎn)及不足之處，提供一種可以在不借助清管站的情況下同步對(duì)有分支管道的主管線及分支管線進(jìn)行清管作業(yè)的利于有分支管道管線清管的三通球閥，該三通球閥組件可以極大的節(jié)省清管作業(yè)成本，同時(shí)又保證分支管線的安全運(yùn)營(yíng)。本發(fā)明的另一目的是提供一種使用上述三通球閥組件進(jìn)行油氣輸送管線的主管線及分支管道同步清管作業(yè)的三通球閥組件的清管方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種利于有分支管道管線清管的三通球閥，包括閥體，具有球形的內(nèi)腔，在所述閥體上開設(shè)有貫通至所述內(nèi)腔的主管上游管線連接通道、主管下游管線連接通道、分支管線連接通道及推動(dòng)裝置連接通道，所述主管上游管線連接通道與所述主管下游管線連接通道的中心線位于第一中心線上，而所述分支管線連接通道與所述推送裝置連接通道的中心線位于第二中心線上，所述第一中心線與所述第二中心線在所述閥體的中心處相交；球體，能轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于所述內(nèi)腔中，在所述球體內(nèi)貫通設(shè)有呈交叉狀的主管線清管通道和分支管線清管通道；推送裝置，設(shè)置在所述推送裝置連接通道內(nèi)，并能通過(guò)所述推送裝置連接通道延伸至所述分支管線清管通道及所述分支管線連接通道；清管器組件，包括能分離的連接在一起的主管線清管器和分管線清管器；通過(guò)所述球體在所述的閥體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述分支管線清管通道和所述主管線清管通道依次與所述主管上游管線連接通道和主管下游管線連接通道相連通；從而使得所述分管線清管器通過(guò)所述主管上游管線連接通道進(jìn)入所述分支管線清管通道，所述分管線清管器隨所述球體轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度后，使得所述分管線清管器與所述分支管線連接通道和所述推動(dòng)裝置連接通道相連通，所述分管線清管器在所述推送裝置驅(qū)動(dòng)下推送至所述分支管線連接通道；并且隨著所述球體轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定位置，使得所述主管線清管器通過(guò)所述主管上游管線連接通道和所述主管線清管通道進(jìn)入至所述主管下游管線連接通道。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，所述第一中心線與所述第二中心線相交呈一夾角a 1，所述主管線清管通道與分支管線清管通道相交呈一夾角a 2，a I = a 2且方向相同，使得當(dāng)所述分支管線清管通道與所述分支管線連接通道和所述推送裝置連接通道沿第二中心線相連通時(shí)，所述主管線清管通道恰好與所述主管上游管線連接通道和所述主管下游管線連接通道沿第一中心線相連通。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，所述分支管線清管通道的一端呈縮徑的臺(tái)階狀。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，在所述主管線清管通道的一側(cè)端設(shè)有單向擋塊，當(dāng)所述分支管線清管通道的臺(tái)階狀端部與所述推送裝置連接通道相接時(shí)，所述單向擋塊止擋于所述主管上游管線連接通道的前端。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，所述夾角a1、a 2的值域均為大于或等于30度且小于或等于90度。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，所述主管線清管通道的內(nèi)徑與連接于所述主管上游管線連接通道和主管下游管線連接通道的輸油氣主管線的內(nèi)徑相等；所述分支管線清管通道的內(nèi)徑為連接于所述分支管線連接通道的輸油氣分支管線內(nèi)徑的105% 110%。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，在所述閥體上設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述球體轉(zhuǎn)動(dòng)的球閥旋轉(zhuǎn)裝置。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，所述清管器組件的主管線清管器與分管線清管器通過(guò)連接機(jī)構(gòu)能拆裝的相連接，所述連接機(jī)構(gòu)包括滾珠絲杠，設(shè)置在所述主管線清管器內(nèi)；連桿，連接于所述滾珠絲杠的一側(cè)，并在所述滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)下，所述連桿朝向所述分管線清管器伸縮；驅(qū)動(dòng)部件，連接于所述滾珠絲杠的另一側(cè)，用于驅(qū)動(dòng)所述滾珠絲杠；膨脹鎖套，設(shè)于所述分管線清管器朝向所述主管線清管器的一側(cè)，且所述膨脹鎖套與所述連桿能分離的卡接在一起。如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其中，所述清管器組件的主管線清管器與分管線清管器通過(guò)剪切銷相連接。
本發(fā)明還提供了一種清管方法，使用如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述清管方法包括以下步驟首先，將輸油氣主管線通過(guò)法蘭安裝在主管上游管線連接通道及主管下游管線連接通道上，將輸油氣分支管線通過(guò)法蘭安裝在分支管線連接通道上；此時(shí)，球體的主管線清管通道與所述主管上游管線連接通道及所述主管下游管線連接通道相連通；清管器組件通過(guò)輸油氣主管線進(jìn)入至主管上游管線連接通道，將球體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度《 I，使得分支管線清管通道與主管上游管線連接通道相連通，且所述分支管線清管通道的臺(tái)階狀端部靠近主管下游管線連接通道，以使得清管器組件的分管線清管器移動(dòng)至分支管線清管通道內(nèi)且受到臺(tái)階狀端部的阻擋；將分管線清管器與主管線清管器相分離，兩者脫離完成后，將球體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180° -a 1，使得分支管線清管通道與分支管線連接通道和推送裝置連接通道相連通的同時(shí)，主管線清管通道與主管上游管線連接通道及主管下游管線連接通道相連通，且所述單向擋塊止擋于所述主管上游管線連接通道的前端，防止主管線清管器進(jìn)入主管線清管通道;推送裝置通過(guò)推送裝置連接通道將分支管線清管通道內(nèi)的分管線清管器經(jīng)由分支管線連接通道推送至輸油氣分支管線，使得分管線清管器進(jìn)入輸油氣分支管線進(jìn)行清管作業(yè)；再將球體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，此時(shí)主管線清管通道與主管上游管線連接通道及主管下游管線連接通道相連通，主管上游管線連接通道內(nèi)的主管線清管器經(jīng)由主管線清管通道及主管下游管線連接通道進(jìn)入輸油氣主管線進(jìn)行清管作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸油氣主管線和輸油氣分支管線同步清管作業(yè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明可保證在油氣輸運(yùn)期間主管線及分支管線內(nèi)油氣正常輸運(yùn)，在清管作業(yè)期間可以對(duì)主管線及分支管線施行同步清管作業(yè)。2、在主分支管線交匯處應(yīng)用本發(fā)明三通球閥后，可以無(wú)需在交匯處另建清管站，通過(guò)向主管線發(fā)射清管器組件后即可利用該球閥調(diào)節(jié)清管器行進(jìn)路線，實(shí)現(xiàn)對(duì)主管線及分支管線的同步清管作業(yè)。3、本發(fā)明節(jié)約了分支管線清管站建設(shè)成本，又減少了發(fā)球次數(shù)，降低了由發(fā)球引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)，尤為重要的是針對(duì)海底分支管道等難以建設(shè)清管站的有分支管道。


在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來(lái)限制本發(fā)明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本發(fā)明的理解，并不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來(lái)實(shí)施本發(fā)明。圖1為本發(fā)明利于有分支管道管線清管的三通球閥的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明利于有分支管道管線清管的三通球閥的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的清管器組件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的清管器組件的連接機(jī)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖5 圖10為本發(fā)明利于有分支管道管線清管的三通球閥使用中各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-閥體；11-主管上游管線連接通道；12-主管下游管線連接通道；13-分支管線連接通道；14_推動(dòng)裝置連接通道；10_輸油氣主管線上游管線；20_輸油氣主管線下游管線；30_輸油氣分支管線；2_球體；21_主管線清管通道；22_分支管線清管通道；23_臺(tái)階狀端部；24_單向擋塊；3_推送裝置；4_清管器組件；41_主管線清管器；42_分管線清管器；5_球閥旋轉(zhuǎn)裝置；6_連接機(jī)構(gòu)；61_滾珠絲杠；62_連桿；63_驅(qū)動(dòng)部件；64_膨脹鎖套；L1-第一中心線；L2-第二中心線。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖和本發(fā)明具體實(shí)施方式
的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解成是對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本發(fā)明的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本發(fā)明的范圍。請(qǐng)參考圖1、圖2，分別為本發(fā)明利于有分支管道管線清管的三通球閥的立體結(jié)構(gòu)示意圖和剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明提出的利于有分支管道管線清管的三通球閥，對(duì)輸油氣分支管道管線及主管線同步清管作業(yè)，該三通球閥組件包括閥體1、球體2、推送裝置3和清管器組件4，其中閥體I為空心圓柱體，具有球形的內(nèi)腔，在閥體I上開設(shè)有貫通至內(nèi)腔的主管上游管線連接通道11、主管下游管線連接通道12、分支管線連接通道13及推動(dòng)裝置連接通道14，主管上游管線連接通道11與主管下游管線連接通道12的中心線共線即兩者位于第一中心線LI上，而分支管線連接通道13與推送裝置連接通道14的中心線共線即兩者位于第二中心線L2上，第一中心線LI與所述第二中心線L2在閥體I的中心處相交。主管上游管線連接通道11與輸油氣主管線上游管線10相接，主管下游管線連接通道12與輸油氣主管線下游管線20相接，分支管線連接通道13與輸油氣分支管線30相接，從而構(gòu)成連通輸油氣主管線和分支管線的Y型管線。球體2能轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于閥體I的內(nèi)腔中，在球體2內(nèi)貫通設(shè)有呈交叉狀的主管線清管通道21和分支管線清管通道22，主管線清管通道21起到連通主管上游管線連接通道11和主管下游管線連接通道12的作用；而分支管線清管通道22起到連通分支管線連接通道13和推動(dòng)裝置連接通道14的作用。推送裝置3設(shè)置在推送裝置連接通道14內(nèi)，并能通過(guò)推送裝置連接通道14延伸至分支管線清管通道22及分支管線連接通道13。該推送裝置3可以但不僅限于采用液壓活塞往復(fù)式結(jié)構(gòu)，可以為容納于球體2的分支管線清管通道22內(nèi)的分支管線清管器42提供進(jìn)入分支管線的動(dòng)力。推動(dòng)裝置3設(shè)計(jì)有行程限位開關(guān)，當(dāng)活塞推桿推進(jìn)分支管線清管器42完全進(jìn)入到分支管線連接通道13時(shí)達(dá)到最大推進(jìn)行程限位，此時(shí)控制柜控制液壓缸回退，當(dāng)活塞推桿完全退出球體達(dá)到最小推進(jìn)行程限位時(shí)，控制柜才可以控制球閥旋轉(zhuǎn)裝置5旋轉(zhuǎn)。清管器組件4包括能分離的連接在一起的主管線清管器41和分管線清管器42，主管線清管器41與分管線清管器42之間的連接結(jié)構(gòu)在下文中會(huì)予以詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明在使用時(shí)，通過(guò)球體2在閥體I內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得分支管線清管通道22和主管線清管通道21依次與主管上游管線連接通道11和主管下游管線連接通道12相連通；從而使得分管線清管器42通過(guò)主管上游管線連接通道11進(jìn)入分支管線清管通道22，分管線清管器42隨球體2轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度后，使得分管線清管器42與分支管線連接通道13和推動(dòng)裝置連接通道14相連通，分管線清管器42在推送裝置3驅(qū)動(dòng)下推送至分支管線連接通道13，進(jìn)而推送至輸油氣分支管線30，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸油氣分支管線的清洗作業(yè)；并且隨著球體2轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定位置(即主管線清管通道21與主管上游管線連接通道11和主管下游管線連接通道12相連通的位置)，使得主管線清管器41通過(guò)主管上游管線連接通道11和主管線清管通道21進(jìn)入至主管下游管線連接通道12，進(jìn)而主管線清管器41進(jìn)入至輸油氣主管線下游管線20，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸油氣主管線的清洗作業(yè)。在本發(fā)明中，如圖2所示，第一中心線LI與第二中心線L2相交呈一夾角al，而主管線清管通道21與分支管線清管通道22相交呈一夾角a 2, a I = a 2且方向相同,這樣使得當(dāng)分支管線清管通道22與分支管線連接通道13和推送裝置連接通道14沿第二中心線L2相連通時(shí)，主管線清管通道21恰好與主管上游管線連接通道11和主管下游管線連接通道12沿第一中心線LI相連通，以便于操作。其中，夾角a1、a 2的值域均為大于或等于30度且小于或等于90度，優(yōu)選的，夾角a1、a 2取值為30度。進(jìn)一步的，如圖2所示，分支管線清管通道22的一端呈縮徑的臺(tái)階狀，當(dāng)分支管線清管通道22與主管上游管線連接通道11相連通時(shí)，臺(tái)階狀端部23靠近主管下游管線連接通道12，以使得清管器組件的分管線清管器42移動(dòng)至分支管線清管通道22內(nèi)且受到臺(tái)階狀端部23的阻擋，防止分管線清管器42進(jìn)入主管下游管線連接通道12。安裝在主管上游管線連接通道11附近的接近開關(guān)可以檢測(cè)到清管器組件4是否到達(dá)指定位置，通過(guò)控制柜控制球閥旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)至工作位置。進(jìn)一步的，如圖2所示，在主管線清管通道21的一側(cè)端設(shè)有單向擋塊24，單向擋塊24只允許主管線清管器41從特定方向通過(guò)主管線清管通道21，可以保證在分支清管器42準(zhǔn)備進(jìn)入分支管線狀態(tài)時(shí)阻擋主管道清管器42進(jìn)入主管線清管通道21。單向擋塊24的具體結(jié)構(gòu)為已有技術(shù)，在此不再詳細(xì)描述。當(dāng)分支管線清管通道22的臺(tái)階狀端部23與推送裝置連接通道14相接時(shí)，該單向擋塊24恰好止擋于主管上游管線連接通道11的前端，從而防止主管上游管線連接通道11中的主管線清管器41進(jìn)入至主管線清管通道21內(nèi)；而當(dāng)球體旋轉(zhuǎn)180度后，單向擋塊24的開啟側(cè)恰好與主管線清管器41相對(duì)，使得主管線清管器41能夠推開單向擋塊24進(jìn)入至主管下游管線連接通道12。進(jìn)一步的，主管線清管通道21的內(nèi)徑與連接于主管上游管線連接通道11和主管下游管線連接通道12的輸油氣主管線10、20的內(nèi)徑相等；分支管線清管通道22的內(nèi)徑為連接于分支管線連接通道13的輸油氣分支管線30內(nèi)徑的105% 110%。與分支管線清管通道22入口端采用內(nèi)錐面設(shè)計(jì)，分管線清管器42進(jìn)入輸油氣分支管線30。在本發(fā)明中，在閥體I上設(shè)有驅(qū)動(dòng)球體2轉(zhuǎn)動(dòng)的球閥旋轉(zhuǎn)裝置5。球閥旋轉(zhuǎn)裝置5中旋轉(zhuǎn)電機(jī)選用伺服電機(jī)或帶有碼盤裝置，可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度的精確控制。在清管過(guò)程中，球閥旋轉(zhuǎn)裝置5可以控制球體在三個(gè)固定位置停留，分別對(duì)應(yīng)正常輸運(yùn)狀態(tài)、容納分支清管器狀態(tài)、分支清管器準(zhǔn)備進(jìn)入分支管線狀態(tài)，停留角度根據(jù)分支管線與主管線設(shè)計(jì)相交角度確定，本發(fā)明以相交角30度為例，三個(gè)停留位置角度分別為0度、30度與180度。作為本發(fā)明一種可選的實(shí)施例，請(qǐng)參考圖3、圖4，分別為本發(fā)明的清管器組件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖和連接機(jī)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3、圖4所示，清管器組件4的主管線清管器41與分管線清管器42通過(guò)連接機(jī)構(gòu)6能拆裝的相連接，該連接機(jī)構(gòu)6包括滾珠絲杠61、連桿62、驅(qū)動(dòng)部件63和膨脹鎖套64，滾珠絲杠61設(shè)置在主管線清管器41內(nèi)；連桿62連接于滾珠絲杠61的一側(cè)，并在滾珠絲杠61的驅(qū)動(dòng)下，連桿62朝向分管線清管器42伸縮；驅(qū)動(dòng)部件63連接于滾珠絲杠61的另一側(cè)，用于驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠61 ;膨脹鎖套64設(shè)于分管線清管器42朝向主管線清管器41的一側(cè)，且膨脹鎖套64與連桿62能分離的卡接在一起，從而將主管線清管器41與分管線清管器42可分離的連接在一起。驅(qū)動(dòng)部件63 (電機(jī)及電池)固定安裝于主管線清管器41內(nèi)部，可通過(guò)但不限于滾珠絲杠61帶動(dòng)連桿62前后移動(dòng)，連桿62前端裝有膨脹鎖套64，清管器組件4組裝時(shí)驅(qū)動(dòng)部件63帶動(dòng)連桿62前推進(jìn)入分支管線清管器42頭部端固定孔，通過(guò)頂開膨脹鎖套64完成主、分支管線清管器的連接。當(dāng)清管器組件4進(jìn)入到如圖6所示的工作位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)部件63帶動(dòng)連桿62后撤，通過(guò)對(duì)膨脹鎖套64的倒鉤強(qiáng)度設(shè)計(jì)，當(dāng)后撤力超過(guò)其抗剪強(qiáng)度時(shí)，膨脹鎖套64失效，連桿62退回主管線清管器41內(nèi)部，可實(shí)現(xiàn)主管道清管器41與分支管道清管器42的脫開。作為本發(fā)明另一種可選的實(shí)施例，清管器組件4的主管線清管器41與分管線清管器42通過(guò)剪切銷相連接。當(dāng)球體2旋轉(zhuǎn)時(shí)，提供的扭矩大于剪切銷抗剪強(qiáng)度時(shí)，剪切銷斷開，從而實(shí)現(xiàn)主管線清管器41與分管線清管器42脫離。當(dāng)然，本發(fā)明也可采用其他的可脫離的連接結(jié)構(gòu)，只要可以保證在分支管線清管器42到位后實(shí)現(xiàn)主、分支管線清管器的有效脫開，并不影響球體2的下一步旋轉(zhuǎn)動(dòng)作即可。本發(fā)明還提供了一種清管方法，使用如上所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，請(qǐng)一并參考圖5 圖10為本發(fā)明利于有分支管道管線清管的三通球閥使用中各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該方法包括以下步驟如圖2所示，首先，將輸油氣主管線10、20通過(guò)法蘭安裝在主管上游管線連接通道11及主管下游管線連接通道12上，將輸油氣分支管線30通過(guò)法蘭安裝在分支管線連接通道13上；此時(shí)，球體2的主管線清管通道21與主管上游管線連接通道11及主管下游管線連接通道12相連通，球閥位于初始位置；如圖5所示，清管器組件4通過(guò)輸油氣主管線上游管線10進(jìn)入至主管上游管線連接通道11，當(dāng)監(jiān)測(cè)到清管器組件4位置接近閥體I時(shí)，控制柜控制球體2旋轉(zhuǎn)，球體2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度a I (例如30度)，使得分支管線清管通道22與主管上游管線連接通道11相連通，且分支管線清管通道22的臺(tái)階狀端部23靠近主管下游管線連接通道12，以使得清管器組件4的分管線清管器42移動(dòng)至分支管線清管通道22內(nèi)且受到臺(tái)階狀端部23的阻擋(如圖6所示)；將分管線清管器42與主管線清管器41相分離，兩者脫離完成后，如圖7所示，將球體2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180° - a I (例如150度)，使得分支管線清管通道22與分支管線連接通道13和推送裝置連接通道14相連通的同時(shí)，主管線清管通道21與主管上游管線連接通道11及主管下游管線連接通道12相連通，且單向擋塊24止擋于主管上游管線連接通道11的前端，以防止主管線清管器41進(jìn)入主管線清管通道21 ；如圖8所示，推送裝置3在一個(gè)可選的實(shí)施例中推送裝置3為液壓缸，在另外可選的實(shí)施例中推送裝置3也可以是蝸輪蝸桿或齒輪齒條或絲杠系統(tǒng)，推送裝置3通過(guò)推送裝置連接通道14將分支管線清管通道22內(nèi)的分管線清管器42經(jīng)由分支管線連接通道13推送至輸油氣分支管線30，使得分管線清管器42進(jìn)入輸油氣分支管線30進(jìn)行清管作業(yè)；當(dāng)分支管道清管器42完全進(jìn)入輸油氣分支管線30后，如圖9所示，觸發(fā)推進(jìn)行程限位開關(guān)，控制柜控制推送裝置3的伸縮桿收回完全退出球體2 ;行程限位開關(guān)可以在為分支管線清管器42提供進(jìn)入分支管線的動(dòng)力同時(shí)判斷分支管線清管器42在球體2內(nèi)的位置，為控制推送裝置3的推進(jìn)與回收動(dòng)作提供判斷依據(jù)。如圖10所示，再將球體2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，此時(shí)主管線清管通道21與主管上游管線連接通道11及主管下游管線連接通道12相連通，與初始輸運(yùn)狀態(tài)一致，單向擋塊24處于允許通過(guò)狀態(tài)，主清管器正常通過(guò)。主管上游管線連接通道11內(nèi)的主管線清管器41經(jīng)由主管線清管通道21及主管下游管線連接通道12進(jìn)入輸油氣主管線下游管線20進(jìn)行清管作業(yè)，之后可以利用連接在主管線和分支管線上的輔助閘板閥的開閉分別控制清洗主管線及分支管線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸油氣主管線和輸油氣分支管線同步清管作業(yè)。針對(duì)上述各實(shí)施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋，以便于能夠更好地理解本發(fā)明，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對(duì)本發(fā)明的限制，特別是，在不同的實(shí)施方式中描述的各個(gè)特征也可以相互任意組合，從而組成其他實(shí)施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個(gè)實(shí)施方式中，而并不僅局限于所描述的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述三通球閥包括 閥體，具有球形的內(nèi)腔，在所述閥體上開設(shè)有貫通至所述內(nèi)腔的主管上游管線連接通道、主管下游管線連接通道、分支管線連接通道及推動(dòng)裝置連接通道，所述主管上游管線連接通道與所述主管下游管線連接通道的中心線位于第一中心線上，而所述分支管線連接通道與所述推送裝置連接通道的中心線位于第二中心線上，所述第一中心線與所述第二中心線在所述閥體的中心處相交； 球體，能轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于所述內(nèi)腔中，在所述球體內(nèi)貫通設(shè)有呈交叉狀的主管線清管通道和分支管線清管通道； 推送裝置，設(shè)置在所述推送裝置連接通道內(nèi)，井能通過(guò)所述推送裝置連接通道延伸至所述分支管線清管通道及所述分支管線連接通道； 清管器組件，包括能分離的連接在一起的主管線清管器和分管線清管器； 通過(guò)所述球體在所述的閥體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述分支管線清管通道和所述主管線清管通道依次與所述主管上游管線連接通道和主管下游管線連接通道相連通；從而使得所述分管線清管器通過(guò)所述主管上游管線連接通道進(jìn)入所述分支管線清管通道，所述分管線清管器隨所述球體轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度后，使得所述分管線清管器與所述分支管線連接通道和所述推動(dòng)裝置連接通道相連通，所述分管線清管器在所述推送裝置驅(qū)動(dòng)下推送至所述分支管線連接通道；并且隨著所述球體轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定位置，使得所述主管線清管器通過(guò)所述主管上游管線連接通道和所述主管線清管通道進(jìn)入至所述主管下游管線連接通道。
2.如權(quán)利要求1所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述第一中心線與所述第二中心線相交呈ー夾角a 1，所述主管線清管通道與分支管線清管通道相交呈ー夾角a 2，al= a 2且方向相同，使得當(dāng)所述分支管線清管通道與所述分支管線連接通道和所述推送裝置連接通道沿第二中心線相連通時(shí)，所述主管線清管通道恰好與所述主管上游管線連接通道和所述主管下游管線連接通道沿第一中心線相連通。
3.如權(quán)利要求2所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述分支管線清管通道的一端呈縮徑的臺(tái)階狀。
4.如權(quán)利要求3所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，在所述主管線清管通道的ー側(cè)端設(shè)有單向擋塊，當(dāng)所述分支管線清管通道的臺(tái)階狀端部與所述推送裝置連接通道相接時(shí)，所述單向擋塊止擋于所述主管上游管線連接通道的前端。
5.如權(quán)利要求4所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述夾角a 1> a2的值域均為大于或等于30度且小于或等于90度。
6.如權(quán)利要求4所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述主管線清管通道的內(nèi)徑與連接于所述主管上游管線連接通道和主管下游管線連接通道的輸油氣主管線的內(nèi)徑相等；所述分支管線清管通道的內(nèi)徑為連接于所述分支管線連接通道的輸油氣分支管線內(nèi)徑的105% 110%。
7.如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，在所述閥體上設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述球體轉(zhuǎn)動(dòng)的球閥旋轉(zhuǎn)裝置。
8.如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在干，所述清管器組件的主管線清管器與分管線清管器通過(guò)連接機(jī)構(gòu)能拆裝的相連接，所述連接機(jī)構(gòu)包括滾珠絲杠，設(shè)置在所述主管線清管器內(nèi)； 連桿，連接于所述滾珠絲杠的ー側(cè)，并在所述滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)下，所述連桿朝向所述分管線清管器伸縮； 驅(qū)動(dòng)部件，連接于所述滾珠絲杠的另ー側(cè)，用于驅(qū)動(dòng)所述滾珠絲杠； 膨脹鎖套，設(shè)于所述分管線清管器朝向所述主管線清管器的ー側(cè)，且所述膨脹鎖套與所述連桿能分離的卡接在一起。
9.如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述清管器組件的主管線清管器與分管線清管器通過(guò)剪切銷相連接。
10.一種清管方法，使用如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的利于有分支管道管線清管的三通球閥，其特征在于，所述清管方法包括以下步驟 首先，將輸油氣主管線通過(guò)法蘭安裝在主管上游管線連接通道及主管下游管線連接通道上，將輸油氣分支管線通過(guò)法蘭安裝在分支管線連接通道上；此時(shí)，球體的主管線清管通道與所述主管上游管線連接通道及所述主管下游管線連接通道相連通； 清管器組件通過(guò)輸油氣主管線進(jìn)入至主管上游管線連接通道，將球體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度a 1，使得分支管線清管通道與主管上游管線連接通道相連通，且所述分支管線清管通道的臺(tái)階狀端部靠近主管下游管線連接通道，以使得清管器組件的分管線清管器移動(dòng)至分支管線清管通道內(nèi)且受到臺(tái)階狀端部的阻擋； 將分管線清管器與主管線清管器相分離，兩者脫離完成后，將球體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180° -a 1，使得分支管線清管通道與分支管線連接通道和推送裝置連接通道相連通的同吋，主管線清管通道與主管上游管線連接通道及主管下游管線連接通道相連通，且所述單向擋塊止擋于所述主管上游管線連接通道的前端，防止主管線清管器進(jìn)入主管線清管通道; 推送裝置通過(guò)推送裝置連接通道將分支管線清管通道內(nèi)的分管線清管器經(jīng)由分支管線連接通道推送至輸油氣分支管線，使得分管線清管器進(jìn)入輸油氣分支管線進(jìn)行清管作業(yè)； 再將球體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，此時(shí)主管線清管通道與主管上游管線連接通道及主管下游管線連接通道相連通，主管上游管線連接通道內(nèi)的主管線清管器經(jīng)由主管線清管通道及主管下游管線連接通道進(jìn)入輸油氣主管線進(jìn)行清管作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸油氣主管線和輸油氣分支管線同步清管作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利于有分支管道管線清管的三通球閥及清管方法，包括閥體，在所述閥體上開設(shè)有主管上游管線連接通道、主管下游管線連接通道、分支管線連接通道及推動(dòng)裝置連接通道；球體，能轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于內(nèi)腔中，在球體內(nèi)貫通設(shè)有呈交叉狀的主管線清管通道和分支管線清管通道；推送裝置，能通過(guò)推送裝置連接通道延伸至分支管線清管通道及分支管線連接通道；清管器組件，包括能分離的連接在一起的主管線清管器和分管線清管器。本發(fā)明可以在不借助清管站的情況下同步對(duì)有分支管道的主管線及分支管線進(jìn)行清管作業(yè)，本發(fā)明還可以極大的節(jié)省清管作業(yè)成本，同時(shí)減少發(fā)球次數(shù)，降低由發(fā)球引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)F16K11/087GK103028578SQ20121056376
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者熊毅, 于達(dá), 趙坤鵬, 溫東, 張曉昊, 康勇安 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)