天然氣管道清管球（器）牽引工具

1.目的

天然氣在管道輸送過程中，受氣液混合集輸、溫度及壓力降低等因素影響，液體和雜質容易在管道低洼處發生堆積。現場主要采用清管器（球）清管方式清除液體及雜質，以減少管線內壁腐蝕程度，降低管道兩端壓差，提高輸送效率和氣井產量。在收球階段，清管器（球）進入收球筒后，因通徑變大，清管器（球）運行速度降低，（球）兩端壓差減小，運行到球筒變徑處附近停止運行。收球筒長度普遍在4～5 m，取出清管器具時存在球取出困難的問題：受限于操作空間、清管器（球）重量、形狀的影響，以及球筒內沉積的液、固體雜質阻礙，導致現有的簡易工具難以將清管器（球）取出。此外，目前使用的簡易工具因長度較長、重量較重、與清管球接觸面積較小，需兩人同時進行操作，且容易打滑，導致無法在短時間內取出清管器（球）。為提高取出清管器（球）的可操作性和效率，川中油氣礦創新團隊設計了一種天然氣管道清管球（器）牽引工具。

2.方法

管道清管球（器）牽引工具采用鸚鵡螺（斐波那契數列）原理，由重力引導末端鎖頭，沿滑扣折疊并自鎖，前段長度自然延伸與清管球接觸時避免打滑。如圖1所示，加長操作桿為可伸縮式，折疊鉤具有多種型號，可適應不同規格管線。牽引工具配置了防爆工業內窺鏡（圖2），能清楚觀察到球筒內部情況，還可拍照和攝像。小推車能在管道中自由滑動，用于支撐操作桿（支撐高度可按需求進行調節），使操作桿保持平穩并達到省力的效果（圖3）。清潔器采用圓弧設計，與管線內壁能更好的契合（圖4）。主要使用步驟如下：①工具A面朝上，手持工具沿收球筒與球體頂端的縫隙插入（圖5）；②水平翻轉180度，使A面朝下（圖6）；③在重力作用下，工具前段沿滑扣自然下垂并鎖定直角形狀（圖7）；④勾住球體向外拖出，取出球體（圖8）；⑤用清潔器清理帶出的各類臟物。

3.作用和效果

該工具目前已經在西南油氣田公司川中油氣礦、川中北部采氣處、蜀南氣礦等單位生產一線推廣應用達20套，使用效果良好：縮短了操作時間，降低了因球筒打開可能造成人員硫化氫中毒、硫化鐵粉末自燃的風險；清潔器徹底清除了清管帶出的固體及液體雜質，減少了球筒內壁腐蝕程度，降低了球筒帶壓帶來的安全風險；重力引導工具沿滑扣折疊并實現自鎖，不易打滑；前段長度自然延伸，可應用于不同規格管線；配備的防爆工業內窺鏡可實現自動監測，解決了常規方法無法了解收球筒受損情況和清管器到位情況的問題。該設計榮獲2019年中國石油西南油氣田公司采氣工一線創新成果二等獎、2021年四川省職工技術創新優秀成果獎，中石油一線創新成果一等獎。