專(zhuān)利名稱(chēng)：一種取投球裝置和輸油管道清蠟投球機(jī)及投球方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸油管道原油輸送過(guò)程中投放清蠟球的技術(shù)，特別是一種能夠帶壓定 時(shí)自動(dòng)投球的取投球裝置和采用該取投球裝置的輸油管道清蠟投球機(jī)以及投球方法。
背景技術(shù)：
開(kāi)采出來(lái)的地下原油中含有大量石蠟，在我國(guó)一些油田井口或井場(chǎng)常溫輸油過(guò)程中， 由于原油的溫度與地表溫度有較大差異，原油會(huì)析出石蠟附著在輸油管道的內(nèi)壁上，經(jīng)過(guò) 一段時(shí)間的積累，析出的石蠟會(huì)使輸油管道的原油輸送能力大大降低，甚至發(fā)生堵塞輸油 管道的情況，影響油流速度及正常輸油。為解決輸油管道結(jié)蠟的問(wèn)題，通常采用輸油管道 內(nèi)定時(shí)投放清蠟球的方式對(duì)輸油管道內(nèi)壁上的石蠟進(jìn)行物理清除，每天需要在外輸出口端 人工投球至少一次，由于輸油管道內(nèi)的壓力大，人工手動(dòng)投球操作繁瑣，而且必須建立旁 路，常常出現(xiàn)投球不及時(shí)或欠投等現(xiàn)象，還需要生產(chǎn)管理部門(mén)采用按照不同井場(chǎng)、不同日 期給清蠟球編號(hào)，不定期抽查投球情況，收球時(shí)記錄等管理辦法。
由于輸油管道內(nèi)的壓力大，現(xiàn)有的一些清蠟投球裝置往往不能將清蠟球順利的投入輸 油管道，在投球時(shí)容易發(fā)生蹩壓、鏟球等問(wèn)題，而且裝置的附件多、體積大、成本高，如
申請(qǐng)?zhí)枮?200810232328.0"，發(fā)明名稱(chēng)為"定時(shí)自動(dòng)投球裝置及方法"的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公 開(kāi)了一種向輸油管道定時(shí)自動(dòng)投放清蠟球的裝置及方法，該裝置將球閥閥芯放置在輸油管 道中，并將球閥閥芯在原來(lái)流向的90度方向上開(kāi)一個(gè)環(huán)行洞，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)球閥閥芯90度實(shí)
現(xiàn)投球清蠟，該裝置存在的問(wèn)題是，當(dāng)球閥閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)到與輸油管道方向相同準(zhǔn)備投球之前， 容易將輸油管道堵塞，產(chǎn)生蹩壓的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中人工手動(dòng)投球操作繁瑣，而且必須建立旁路，而現(xiàn)有的清蠟投 球裝置容易將輸油管道堵塞，常產(chǎn)生蹩壓的問(wèn)題，提供一種新型的取投球裝置和采用該取 投球裝置的輸油管道清蠟投球機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)帶壓投球，工作時(shí)不會(huì)蹩壓，也不依賴其它閥 門(mén)和旁路，可簡(jiǎn)化操作程序，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明 還涉及一種輸油管道清蠟投球方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種取投球裝置，與輸油管道相連通，其特征在于，包括貯球筒、取投球轉(zhuǎn)子外殼和 在取投球轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的取投球轉(zhuǎn)子，所述貯球筒的頂端密封，其底端與取投球轉(zhuǎn)子外 殼上端固定連接并連通，所述貯球筒具有將清蠟球推向底端的推力結(jié)構(gòu)，取投球轉(zhuǎn)子外殼 下端與輸油管道固定連接并連通，取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口和下端連通口的直徑均大 于等于清蠟球的直徑，所述貯球筒的直徑大于等于一個(gè)清蠟球的直徑并小于兩個(gè)清蠟球的 直徑，所述取投球轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子本體和設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體內(nèi)、敞口的取投球倉(cāng)及壓力平衡孔 和貫穿取投球轉(zhuǎn)子外殼、與轉(zhuǎn)子本體相連、驅(qū)動(dòng)取投球倉(cāng)的開(kāi)口分別朝向貯球筒和輸油管 道的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，所述取投球倉(cāng)開(kāi)口朝向貯球筒時(shí)該開(kāi)口與取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口相 吻合，所述取投球倉(cāng)開(kāi)口朝向輸油管道時(shí)該開(kāi)口與取投球轉(zhuǎn)子外殼的下端連通口相吻合， 所述取投球倉(cāng)具有容納一個(gè)清蠟球的空間且敞口處直徑略大于清蠟球的直徑，所述取投球 轉(zhuǎn)子外殼的下端連通口與轉(zhuǎn)子本體緊密貼合，所述壓力平衡孔從所述取投球倉(cāng)背部貫穿轉(zhuǎn) 子本體與所述取投球倉(cāng)相通，所述壓力平衡孔的直徑小于清蠟球的直徑，所述取投球倉(cāng)開(kāi) 口朝向輸油管道并與取投球轉(zhuǎn)子外殼下端連通口相吻合時(shí)，壓力平衡孔與貯球筒相通。
所述貯球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，所述貯球筒豎直設(shè)置構(gòu)成將清蠟球推向底端的 推力結(jié)構(gòu)，所述取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口和下端連通口均位于貯球筒的縱向軸線上。
所述貯球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，所述推力結(jié)構(gòu)包括穿過(guò)絲堵進(jìn)入所述貯球筒內(nèi) 的拉桿、及所述拉桿位于貯球筒內(nèi)的部分的桿頭上依次連接的拉鏈和配重塊。
所述拉桿伸出絲堵外的部分設(shè)置一手柄，在絲堵內(nèi)部的拉桿上設(shè)置有拉桿掛鉤，絲堵 內(nèi)設(shè)置有與拉桿掛鉤匹配的拉溝槽。
所述貯球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，所述推力結(jié)構(gòu)為與所述絲堵位于貯球筒內(nèi)的端 頭相連接的壓縮彈簧。
所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上連接有實(shí)現(xiàn)取投球倉(cāng)的開(kāi)口分別定位于取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口 和下端連通口的定位裝置。
采用上述取投球裝置的輸油管道清蟮投球機(jī)，其特征在于，包括沿輸油方向順次設(shè)置
并分別與輸油管道相通的壓力平衡管和所述取投球裝置；所述壓力平衡管一端與輸油管道 相連通，另一端與取投球裝置相連通，所述壓力平衡管與取投球裝置相連通的部位位于貯 球筒的筒體上。
所述壓力平衡管上設(shè)置有截止閥，所述貯球筒引出一排空管道，所述排空管道上設(shè)置 有排空閥，在所述壓力平衡管與取投球裝置相連通的部位和取投球轉(zhuǎn)子外殼上端之間設(shè)置 有球閥。所述取投球轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上連接有實(shí)現(xiàn)取投球倉(cāng)的 開(kāi)口分別定位于取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口和下端連通口的定位裝置，所述定位裝置為 在驅(qū)動(dòng)裝置輸出端末端設(shè)置的一個(gè)凸輪以及在凸輪觸及到的驅(qū)動(dòng)裝置輸出端的外側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè) 置的兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，所述兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)均連接驅(qū)動(dòng)裝置。
所述驅(qū)動(dòng)裝置包括互相連接的減速器、電機(jī)和控制器，所述驅(qū)動(dòng)裝置輸出端為減速器 輸出端，所述兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)均連接控制器。
一種輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，設(shè)置一個(gè)與貯球筒和輸油管道均固定連接 并依次連通的取投球轉(zhuǎn)子外殼，并通過(guò)能在取投球轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)、具有敞口取投球倉(cāng)的 柱狀轉(zhuǎn)子繞自身的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)從貯球筒取球至取投球倉(cāng)和從取投球倉(cāng)向輸油 管道投球，并將高壓原油通過(guò)一位于輸油管道相對(duì)上流位置的壓力平衡管引導(dǎo)到位于相對(duì) 下流位置的貯球筒內(nèi)，通過(guò)貯球筒中的推力結(jié)構(gòu)將清蠟球推向貯球筒底端，當(dāng)取投球倉(cāng)轉(zhuǎn) 向從貯球筒取球的位置時(shí)，清蠟球進(jìn)入取投球倉(cāng)，當(dāng)取投球倉(cāng)轉(zhuǎn)向朝輸油管道投球的位置 時(shí)，通過(guò)一從取投球倉(cāng)背部穿通柱狀轉(zhuǎn)子的壓力平衡孔與貯球筒相通，清蠟球在輸油管道 中原油流體壓力的推動(dòng)作用下進(jìn)入輸油管道。
將jt球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，貯球筒豎直設(shè)置使得清蠟球靠重力作用向貯球筒 底端運(yùn)動(dòng)。
將ie球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，設(shè)置穿過(guò)絲堵進(jìn)入貯球筒內(nèi)的拉桿、及所述拉桿 位于貯球筒內(nèi)的部分的桿頭上依次連接拉鏈和配重塊，配重塊將清蠟球推向貯球筒底端。
拉桿通過(guò)伸出絲堵外的部分設(shè)置的手柄正反向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)與貯球筒的固定和提起。
將ie球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，設(shè)置與所述絲堵位于貯球筒內(nèi)的端頭相連接的壓 縮彈簧，通過(guò)壓縮彈簧的彈力將清蠟球推向貯球筒底端。
在壓力平衡管上設(shè)置有截止閥，所述貯球筒引出一排空管道，所述排空管道上設(shè)置有 排空閥，在所述壓力平衡管與貯球筒相連通的部位和取投球轉(zhuǎn)子外殼上端之間設(shè)置有球閥；
取投球時(shí)，開(kāi)啟截止閥和球閥，排空閥關(guān)閉；填裝清蠟球時(shí)，先關(guān)閉截止閥，將配重塊提 出球閥，關(guān)閉球閥，開(kāi)啟排空閥，進(jìn)行卸壓排液；清蠟球填裝完畢后關(guān)閉排空閥，開(kāi)啟球 閥和截止閥。
通過(guò)柱狀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸連接驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)投球，驅(qū)動(dòng)裝置輸出端末端設(shè)置 凸輪和限位開(kāi)關(guān)作為定位裝置實(shí)現(xiàn)取球和投球的定位。 本發(fā)明的技術(shù)效果如下
本發(fā)明提供的取投球裝置，由于在貯球筒底端設(shè)置有與輸油管道固定連接并連通的取投球轉(zhuǎn)子外殼，在取投球轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的取投球轉(zhuǎn)子，這樣貯球筒并不是直接與 輸油管道相連接，也不是單通過(guò)閥門(mén)控制其內(nèi)的清蠟球直接進(jìn)入輸油管道內(nèi)，而是通過(guò)推 力機(jī)構(gòu)將清蠟球推向貯球筒底端，在貯球筒底端與取投球倉(cāng)的開(kāi)口相通時(shí)將清蠟球送入取 投球轉(zhuǎn)子中僅容納一個(gè)清蠟球的取投球倉(cāng)內(nèi)，由取投球轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)將取投球倉(cāng)開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)輸油 管道將清蠟球投入。該取投球裝置與壓力平衡裝置配合工作，這樣不用在輸油管道內(nèi)設(shè)置 閥門(mén)控制投球，無(wú)論取球還是投球均不在輸油管道中進(jìn)行，因此輸油管道的高壓對(duì)貯球筒 取球、投球不影響，不會(huì)發(fā)生貯球筒與輸油管道直接相連時(shí)由于投球前造成的輸油管道堵 塞而產(chǎn)生的蹩壓現(xiàn)象，這樣，通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)眾多閥門(mén)、旁路管線才 能實(shí)現(xiàn)的功能。
貯球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，將清蠟球推向貯球筒底端的推力結(jié)構(gòu)可以是將貯球 筒豎直設(shè)置，這樣結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，無(wú)需設(shè)置其它推動(dòng)部件；推力機(jī)構(gòu)可以是拉桿、拉鏈和 配重塊，這樣清蠟球能夠在配重塊的重力的作用下依次進(jìn)入貯球筒的底端從而進(jìn)入取投球 倉(cāng)，拉鏈同步跟進(jìn)配重塊，確保取球更方便快速；推力機(jī)構(gòu)為壓縮彈簧時(shí)，也能通過(guò)壓縮 彈簧的彈力將清蠟球逐步推向貯球筒底端。
本發(fā)明提供的輸油管道清蠟投球機(jī)，能夠在取投球轉(zhuǎn)子的作用下，使得取投球倉(cāng)與貯 球筒相通，此時(shí)壓力平衡管與壓力平衡孔建立了貯球筒與輸油管道的壓力平衡，貯球筒中 的清蠟球從貯球筒掉入取投球倉(cāng)，然后取投球轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，使得取投球倉(cāng)與輸油管道相通， 清蠟球在自身重力和輸油管道中原油流體壓力的推動(dòng)作用下進(jìn)入到輸油管道中，完成投球 動(dòng)作。本發(fā)明的輸油管道清蠟投球機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，依靠旋轉(zhuǎn)的取投球轉(zhuǎn)子及其取投 球倉(cāng)這種結(jié)構(gòu)可以做到投球簡(jiǎn)單快捷、準(zhǔn)確無(wú)誤；取球、投球動(dòng)作只需要本發(fā)明一套裝置 不依賴其它眾多閥門(mén)和旁路，可以簡(jiǎn)化操作程序，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
壓力平衡管上設(shè)置有截止閥，貯球筒引出一排空管道，排空管道上設(shè)置有排空閥，壓 力平衡管與取投球裝置相連通的部位和取投球轉(zhuǎn)子外殼上端之間設(shè)置有球閥，當(dāng)貯球筒中 需要填裝清蠟球時(shí)，能夠通過(guò)排空閥、球閥和截止閥的開(kāi)啟與關(guān)閉起到卸壓排液的作用， 增強(qiáng)操作時(shí)的安全性能。
取投球轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)裝置連接，在驅(qū)動(dòng)裝置輸出端的末端設(shè)置一個(gè)凸輪和兩 個(gè)限位開(kāi)關(guān)作為定位裝置，各限位開(kāi)關(guān)均連接驅(qū)動(dòng)裝置，從而實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)取投球。


圖1為本發(fā)明的輸油管道清蠟投球機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的輸油管道清蠟投球機(jī)的投球狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1所示的輸油管道清蠟投球機(jī)的裝球狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為取投球轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)裝置連接的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明的輸油管道清蠟投球機(jī)的另一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明的輸油管道清蠟投球方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。 圖中各標(biāo)號(hào)列示如下
l一輸油管道；2 —取投球轉(zhuǎn)子；3 —取投球倉(cāng)；4 —取投球轉(zhuǎn)子外殼；5 —球閥；6 —貯 球筒；7 —絲堵；8 —拉桿；9 —掛鉤槽；IO —拉桿掛鉤；11—手柄；12 —密封圈；13 —限位 環(huán)；14 —拉鏈；15 —配重塊；16 —清蠟球；17 —壓力平衡管；18 —壓力平衡孔；19 —截止 閥；20 —排空閥；21—法蘭；22 —轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸；23 —連軸器；24 —減速器；25 —電機(jī)；26 — 銷(xiāo)軸；27—凸輪；28—限位開(kāi)關(guān)；29 —控制器；30—壓縮彈簧；31 —轉(zhuǎn)子本體。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的輸油管道清蠟投球機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖，該輸油管道清蠟投球機(jī)，包括沿輸油方向順次設(shè)置并分別與輸油管道1相
通的壓力平衡管17和取投球裝置，取投球裝置包括貯球筒6、取投球轉(zhuǎn)子外殼4和在取投 球轉(zhuǎn)子外殼4內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的取投球轉(zhuǎn)子2，貯球筒6的頂端通過(guò)絲堵7進(jìn)行密封，貯球筒6的底 端與取投球轉(zhuǎn)子外殼4上端固定連接并連通，取投球轉(zhuǎn)子外殼4下端與輸油管道1固定連 接并連通，取投球轉(zhuǎn)子外殼4的上端連通口和下端連通口的直徑均大于等于清蠟球16的直 徑，C球筒6用于存放清蠟球16，該貯球筒6的直徑大于等于一個(gè)清蠟球的直徑并小于兩 個(gè)清蠟球的直徑16，優(yōu)選為略大于清蠟球直徑，取投球轉(zhuǎn)子2包括轉(zhuǎn)子本體31、敞口的取 投球倉(cāng)3、壓力平衡孔18和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸22 (可見(jiàn)圖4所示的取投球轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)裝置連接的結(jié) 構(gòu)示意圖)，其中，轉(zhuǎn)子本體31與取投球轉(zhuǎn)子外殼4的下端連通口緊密貼合，取投球倉(cāng)3 和壓力平衡孔18均設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體31內(nèi)，取投球倉(cāng)3具有容納一個(gè)清蠟球16的空間且敞 口處直徑略大于清蠟球16的直徑，取投球倉(cāng)3的后端加工有直徑小于清蠟球的直徑的壓力 平衡孔18，壓力平衡孔18從取投球倉(cāng)3背部貫穿轉(zhuǎn)子本體31與取投球倉(cāng)3相通，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 軸22貫穿取投球轉(zhuǎn)子外殼4、與轉(zhuǎn)子本體31相連，取投球轉(zhuǎn)子2繞自身的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸22旋 轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸22驅(qū)動(dòng)取投球倉(cāng)3的開(kāi)口分別朝向貯球筒6并與取投球轉(zhuǎn)子外殼4的上端連 通口相吻合以及朝向輸油管道1并與取投球轉(zhuǎn)子外殼4的下端連通口相吻合，當(dāng)取投球倉(cāng)3 開(kāi)口朝向輸油管道1并與取投球轉(zhuǎn)子外殼4的下端連通口相吻合時(shí)，壓力平衡孔18與貯球
9筒6相通。壓力平衡管17—端與輸油管道1相連通，另一端與貯球筒6的筒體相連通。
貯球筒6可以豎直設(shè)置或傾斜設(shè)置，取投球裝置中的貯球筒6具有將清蠟球推向貯球 筒6的底端的推力結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中貯球筒6豎直設(shè)置構(gòu)成將清蠟球推向底端的第一個(gè)推 力結(jié)構(gòu)，此時(shí)取投球轉(zhuǎn)子外殼4的上端連通口和下端連通口均位于貯球筒6的縱向軸線上； 該實(shí)施例還具有第二個(gè)推力機(jī)構(gòu)，包括穿過(guò)絲堵7進(jìn)入貯球筒內(nèi)6的拉桿8、及拉桿8位于 貯球筒6內(nèi)的部分的桿頭上依次連接的限位環(huán)13、拉鏈14和配重塊15，限位環(huán)13經(jīng)過(guò)拉 鏈14控制配重塊15。拉桿8伸出絲堵7外的部分設(shè)置一手柄11，該手柄11與拉桿8自成 一體，在絲堵7內(nèi)部的拉桿8上設(shè)置有拉桿掛鉤10，絲堵7內(nèi)設(shè)置有密封圈12以及與拉桿 掛鉤10匹配的拉溝槽9。
壓力平衡管17上設(shè)置有截止閥19，貯球筒6引出一排空管道，本實(shí)施例是在截止閥出 口連接管上引出一排空管道，排空管道上設(shè)置有排空閥20，在壓力平衡管17與貯球筒6的 筒體相連通的部位和取投球轉(zhuǎn)子外殼4上端之間設(shè)置有球閥5。取投球轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸 22上連接有實(shí)現(xiàn)取投球倉(cāng)3的開(kāi)口分別定位于取投球轉(zhuǎn)子外殼4的上端連通口和下端連通 口的定位裝置，該定位裝置可以是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上且在取投球轉(zhuǎn)子外殼以外的部分對(duì)稱(chēng)設(shè)置 的兩個(gè)標(biāo)記，這兩個(gè)標(biāo)記均豎直時(shí)，取投球轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行取投球的操作；此外也可 以將這兩個(gè)標(biāo)記替換為兩個(gè)孔，即通過(guò)在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上穿通孔進(jìn)行標(biāo)記；還可以實(shí)現(xiàn)在線自 動(dòng)投球，如圖4所示的取投球轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)裝置連接的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4中的驅(qū)動(dòng)裝置包括 互相連接的減速器24、電機(jī)25和控制器29，針對(duì)貯球筒豎直設(shè)置，取投球轉(zhuǎn)子2為一個(gè) 可以180°回轉(zhuǎn)的圓柱狀轉(zhuǎn)子，取投球轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸22通過(guò)連軸器23與減速器24的 輸出端連接，且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸22和減速器24的輸出端分別在連軸器23中以銷(xiāo)軸26固定，定 位裝置為在減速器24輸出端的轉(zhuǎn)軸的末端上設(shè)置一個(gè)凸輪27以及在凸輪27觸及到的減速 器24輸出端的外側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)28，兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)均連接控制器29，本實(shí)施例 的驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)為防爆電機(jī)，控制器29可以選擇可編程邏輯控制器PLC，定位裝置作 為電器執(zhí)行元件，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的凸輪觸動(dòng)限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)發(fā)出指令給PLC， PLC控制電 機(jī)停止，故取投球轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)，PLC過(guò)預(yù)定時(shí)間后再次給出取投球指令并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)， 故取投球轉(zhuǎn)子恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在定位裝置的作用下能實(shí)現(xiàn)貯球筒、取投球倉(cāng)、壓力平衡孔和輸 油管道依次貫通從而實(shí)現(xiàn)取球的定位以及實(shí)現(xiàn)貯球筒、壓力平衡孔、取投球倉(cāng)和輸油管道 依次貫通從而實(shí)現(xiàn)投球的定位。
下面結(jié)合圖1-3對(duì)本發(fā)明的輸油管道清蠟投球機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行描述。 輸油管道清蠟投球機(jī)通過(guò)法蘭21接入現(xiàn)場(chǎng)的輸油管道1，貯球筒6豎直設(shè)置，旋緊絲，開(kāi)啟球閥 5和截止閥19，貯球筒6、取投球倉(cāng)3、壓力平衡孔18、輸油管道1和壓力平衡管17依次 貫通，壓力平衡管17與壓力平衡孔18建立了貯球筒6與輸油管道1的壓力平衡。
取球時(shí)如圖1所示，驅(qū)動(dòng)裝置按照預(yù)設(shè)的時(shí)間給出取球指令后，驅(qū)動(dòng)取投球轉(zhuǎn)子2在 取投球轉(zhuǎn)子外殼4中回轉(zhuǎn)180° ，取投球倉(cāng)3從正對(duì)輸油管道1的方向回到正對(duì)貯球筒6的 方向，由于取投球倉(cāng)3正對(duì)貯球筒6，在配重塊15的重力作用及清蠟球16自身的重力作用 下， 一個(gè)清蠟球16從貯球筒6中進(jìn)入取投球倉(cāng)3中，這時(shí)拉鏈14同步跟進(jìn)配重塊15。當(dāng) 然，該實(shí)施例中的拉桿、限位環(huán)、拉鏈和配重塊也可以用與絲堵7位于貯球筒6內(nèi)的端頭 相連接的壓縮彈簧來(lái)代替，此時(shí)手柄、拉桿掛鉤以及掛鉤槽均可取消，如圖5所示的本發(fā) 明的輸油管道清蠟投球機(jī)的另一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例中通過(guò)壓縮彈簧30壓 縮的彈力將清蠟球向下壓入到貯球筒6的底端。
在圖2所示的輸油管道清蠟投球機(jī)的投球狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖中，輸油管道清蠟投球機(jī) 與圖1中的工況相同，驅(qū)動(dòng)裝置按照預(yù)設(shè)的時(shí)間在取球結(jié)束后給出投球指令，取投球轉(zhuǎn)子2 在取投球轉(zhuǎn)子外殼4中再次回轉(zhuǎn)180° ，取投球倉(cāng)3從正對(duì)貯球筒6的方向回到正對(duì)輸油管 道1的方向，并攜帶了一個(gè)清蠟球16;此時(shí)取投球倉(cāng)中的清蠟球16在豎直方向上受到的壓 力平衡，因取投球倉(cāng)剛好容納一個(gè)清蠟球16的空間且敞口處直徑略大于清蠟球16的直徑， 故清蠟球16會(huì)有一部分從取投球倉(cāng)開(kāi)口處露出，清蠟球16在自身重力和輸油管道1中原 油流體壓力的推動(dòng)作用下進(jìn)入輸油管道l，完成投球動(dòng)作，電機(jī)斷電等待下一次指令。
圖3為該輸油管道清蠟投球機(jī)的裝球狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，即為向貯球筒6中填裝清蠟 球16時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)輸油管道清蠟投球機(jī)需要填裝清蠟球16時(shí)，依次關(guān)閉截止閥19、 將手柄11反轉(zhuǎn)9(T ，使拉桿掛鉤10與掛鉤槽9脫離，拉桿8在貯球筒6中的壓力的沖頂 作用下自動(dòng)彈起，把配重塊15帶出球閥5，因?yàn)槊芊馊?2和限位環(huán)13的作用不會(huì)有流體 泄露，拉桿8也不會(huì)竄出，配重塊15最大可以達(dá)到限位環(huán)13的位置，關(guān)閉球閥5，開(kāi)啟排 空閥20,卸壓排液確認(rèn)后，擰開(kāi)絲堵7裝球；裝球結(jié)束后依次擰緊絲堵7，將手柄ll反轉(zhuǎn) 90°掛上拉桿掛鉤IO，關(guān)閉排空閥20，開(kāi)啟球閥5和截止閥19。取投球轉(zhuǎn)子2由電機(jī)和減 速器驅(qū)動(dòng)，用可編程控制器及電氣執(zhí)行元件控制，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)投球，可與上位機(jī)通訊實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
當(dāng)C球筒豎直設(shè)置時(shí)，取投球轉(zhuǎn)子利用180°回轉(zhuǎn)分別取球和投球；當(dāng)貯球筒傾斜設(shè)置 時(shí)，取投球轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)其它角度分別實(shí)現(xiàn)取投球。本發(fā)明的輸油管道清蠟投球機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小，依靠回轉(zhuǎn)的取投球轉(zhuǎn)子及其取投球倉(cāng)這種結(jié)構(gòu)可以做到投球簡(jiǎn)單快捷、準(zhǔn)確無(wú)誤；投球動(dòng)作只需要本發(fā)明一套裝置不依賴其它閥門(mén)和旁路，也不存在蹩壓或堵塞現(xiàn)象，可以 簡(jiǎn)化操作程序，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；與驅(qū)動(dòng)裝置和電氣執(zhí)行元件控制配合使用，實(shí)現(xiàn)本地自動(dòng) 投球和遠(yuǎn)程監(jiān)控，極大地提高油田投球清蠟工作的管理水平。
本發(fā)明的輸油管道清蠟投球方法，設(shè)置一個(gè)與貯球筒和輸油管道均固定連接并依次連 通的取投球轉(zhuǎn)子外殼，并通過(guò)能在取投球轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)、具有敞口取投球倉(cāng)的柱狀轉(zhuǎn)子 繞自身的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)從貯球筒取球至取投球倉(cāng)和從取投球倉(cāng)向輸油管道投 球，并將高壓原油通過(guò)一位于輸油管道相對(duì)上流位置的壓力平衡管引導(dǎo)到位于相對(duì)下流位 置的貯球筒內(nèi)，通過(guò)貯球筒中的推力結(jié)構(gòu)將清蠟球推向貯球筒底端，當(dāng)取投球倉(cāng)轉(zhuǎn)向從貯 球筒取球的位置時(shí)，清蠟球進(jìn)入取投球倉(cāng)，當(dāng)取投球倉(cāng)轉(zhuǎn)向朝輸油管道投球的位置時(shí)，通 過(guò)一從取投球倉(cāng)背部穿通柱狀轉(zhuǎn)子的壓力平衡孔與貯球筒相通，使得取投球倉(cāng)中的清蠟球 在豎直方向上受到的壓力平衡，清蠟球在輸油管道中原油流體壓力的推動(dòng)作用下進(jìn)入輸油 管道，通過(guò)一壓力平衡管及在柱狀轉(zhuǎn)子內(nèi)部與取投球倉(cāng)背部連通的壓力平衡孔建立貯球筒 和輸油管道上的壓力平衡，圖6為本發(fā)明的輸油管道清蠟投球方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖
將裝有清蠟球的貯球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，并將貯球筒豎直設(shè)置，從貯球筒取 球時(shí)，關(guān)閉fc球筒上引出的排空管道上面的排空閥，開(kāi)啟壓力平衡管上的截止閥，以及開(kāi) 啟壓力平衡管與貯球筒相連通的部位和取投球轉(zhuǎn)子外殼上端之間設(shè)置的球閥，柱狀轉(zhuǎn)子回 轉(zhuǎn)180° ，使取投球倉(cāng)正對(duì)貯球筒，貯球筒中設(shè)置的配重塊給清蠟球施加壓力，使得清蠟球 從貯球筒進(jìn)入取投球倉(cāng)，完成取球，也可以通過(guò)壓縮彈簧的方式代替配重塊的方式來(lái)將清 蠟球推向忙球筒底端從而進(jìn)入取投球倉(cāng)；向輸油管道投球時(shí)，柱狀轉(zhuǎn)子再次回轉(zhuǎn)18(T ，使 取投球倉(cāng)正對(duì)輸油管道，清蠟球從取投球倉(cāng)向輸油管道投球；填裝清蠟球時(shí)，先關(guān)閉截止 閥，將配重塊提出球閥，關(guān)閉球閥，開(kāi)啟排空閥，進(jìn)行卸壓排液；清蠟球填裝完畢后關(guān)閉 排空閥，開(kāi)啟球閥和截止閥。
其中，配重塊在貯球筒中通過(guò)拉鏈連接一拉桿，拉桿與拉鏈之間還設(shè)置有限位環(huán)，限 位環(huán)經(jīng)過(guò)拉鏈來(lái)控制配重塊，拉桿還可以通過(guò)伸出絲堵外的部分設(shè)置的手柄正反向旋轉(zhuǎn)卯
°實(shí)現(xiàn)與je球筒的固定和提起，柱狀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸通過(guò)連軸器與驅(qū)動(dòng)裝置連接，在驅(qū)動(dòng)
裝置輸出端的末端設(shè)置一個(gè)凸輪和兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)作為定位裝置，各限位開(kāi)關(guān)均連接驅(qū)動(dòng)裝 置，從而實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)取投球。
應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造， 但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造己 進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改或
12者等同替換，總之， 一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專(zhuān)利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種取投球裝置，與輸油管道相連通，其特征在于，包括貯球筒、取投球轉(zhuǎn)子外殼和在取投球轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的取投球轉(zhuǎn)子，所述貯球筒的頂端密封，其底端與取投球轉(zhuǎn)子外殼上端固定連接并連通，所述貯球筒具有將清蠟球推向底端的推力結(jié)構(gòu)，取投球轉(zhuǎn)子外殼下端與輸油管道固定連接并連通，取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口和下端連通口的直徑均大于等于清蠟球的直徑，所述貯球筒的直徑大于等于一個(gè)清蠟球的直徑并小于兩個(gè)清蠟球的直徑，所述取投球轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子本體和設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體內(nèi)、敞口的取投球倉(cāng)及壓力平衡孔和貫穿取投球轉(zhuǎn)子外殼、與轉(zhuǎn)子本體相連、驅(qū)動(dòng)取投球倉(cāng)的開(kāi)口分別朝向貯球筒和輸油管道的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，所述取投球倉(cāng)開(kāi)口朝向貯球筒時(shí)該開(kāi)口與取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口相吻合，所述取投球倉(cāng)開(kāi)口朝向輸油管道時(shí)該開(kāi)口與取投球轉(zhuǎn)子外殼的下端連通口相吻合，所述取投球倉(cāng)具有容納一個(gè)清蠟球的空間且敞口處直徑略大于清蠟球的直徑，所述取投球轉(zhuǎn)子外殼的下端連通口與轉(zhuǎn)子本體緊密貼合，所述壓力平衡孔從所述取投球倉(cāng)背部貫穿轉(zhuǎn)子本體與所述取投球倉(cāng)相通，所述壓力平衡孔的直徑小于清蠟球的直徑，所述取投球倉(cāng)開(kāi)口朝向輸油管道并與取投球轉(zhuǎn)子外殼下端連通口相吻合時(shí)，壓力平衡孔與貯球筒相通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的取投球裝置，其特征在于，所述貯球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，所述貯球筒豎直設(shè)置構(gòu)成將清蠟球推向底端的推力結(jié)構(gòu)，所述取投球轉(zhuǎn)子外殼的上 端連通口和下端連通口均位于貯球筒的縱向軸線上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的取投球裝置，其特征在于，所述貯球筒的頂端通過(guò)絲堵 進(jìn)行密封，所述推力結(jié)構(gòu)包括穿過(guò)絲堵進(jìn)入所述貯球筒內(nèi)的拉桿、及所述拉桿位于貯球筒 內(nèi)的部分的桿頭上依次連接的拉鏈和配重塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的取投球裝置，其特征在于，所述拉桿伸出絲堵外的部分設(shè)置 一手柄，在絲堵內(nèi)部的拉桿上設(shè)置有拉桿掛鉤，絲堵內(nèi)設(shè)置有與拉桿掛鉤匹配的拉溝槽。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的取投球裝置，其特征在于，所述貯球筒的頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行 密封，所述推力結(jié)構(gòu)為與所述絲堵位于貯球筒內(nèi)的端頭相連接的壓縮彈簧。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的取投球裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上連接有實(shí)現(xiàn)取投 球倉(cāng)的開(kāi)口分別定位于取投球轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口和下端連通口的定位裝置。
7、 采用權(quán)利要求1至6之一所述取投球裝置的輸油管道清蠟投球機(jī)，其特征在于，包括沿輸油方向順次設(shè)置并分別與輸油管道相通的壓力平衡管和所述取投球裝置；所述壓力 平衡管一端與輸油管道相連通，另一端與取投球裝置相連通，所述壓力平衡管與取投球裝 置相連通的部位位于貯球筒的筒體上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸油管道清蠟投球機(jī)，其特征在于，所述壓力平衡管上設(shè)置 有截止閥，所述貯球筒引出一排空管道，所述排空管道上設(shè)置有排空閥，在所述壓力平衡 管與取投球裝置相連通的部位和取投球轉(zhuǎn)子外殼上端之間設(shè)置有球閥。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的輸油管道清蠟投球機(jī)，其特征在于，所述取投球轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上連接有實(shí)現(xiàn)取投球倉(cāng)的開(kāi)口分別定位于取投球 轉(zhuǎn)子外殼的上端連通口和下端連通口的定位裝置，所述定位裝置為在驅(qū)動(dòng)裝置輸出端末端 設(shè)置的一個(gè)凸輪以及在凸輪觸及到的驅(qū)動(dòng)裝置輸出端的外側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，所 述兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)均連接驅(qū)動(dòng)裝置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的輸油管道清蠟投球機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括互 相連接的減速器、電機(jī)和控制器，所述驅(qū)動(dòng)裝置輸出端為減速器輸出端，所述兩個(gè)限位開(kāi) 關(guān)均連接控制器。
11、 一種輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，設(shè)置一個(gè)與貯球筒和輸油管道均固定 連接并依次連通的取投球轉(zhuǎn)子外殼，并通過(guò)能在取投球轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)、具有敞口取投球 倉(cāng)的柱狀轉(zhuǎn)子繞自身的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來(lái)分別實(shí)現(xiàn)從貯球筒取球至取投球倉(cāng)和從取投球倉(cāng)向 輸油管道投球，并將高壓原油通過(guò)一位于輸油管道相對(duì)上流位置的壓力平衡管引導(dǎo)到位于 相對(duì)下流位置的貯球筒內(nèi)，通過(guò)貯球筒中的推力結(jié)構(gòu)將清蠟球推向貯球筒底端，當(dāng)取投球 倉(cāng)轉(zhuǎn)向從貯球筒取球的位置時(shí)，清蠟球進(jìn)入取投球倉(cāng)，當(dāng)取投球倉(cāng)轉(zhuǎn)向朝輸油管道投球的 位置時(shí)，通過(guò)一從取投球倉(cāng)背部穿通柱狀轉(zhuǎn)子的壓力平衡孔與貯球筒相通，清蠟球在輸油 管道中原油流體壓力的推動(dòng)作用下進(jìn)入輸油管道。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，將貯球筒的頂端通 過(guò)絲堵進(jìn)行密封，忙球筒豎直設(shè)置使得清蠟球靠重力作用向貯球筒底端運(yùn)動(dòng)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，將貯球筒的 頂端通過(guò)絲堵進(jìn)行密封，設(shè)置穿過(guò)絲堵進(jìn)入貯球筒內(nèi)的拉桿、及所述拉桿位于貯球筒內(nèi)的 部分的桿頭上依次連接拉鏈和配重塊，配重塊將清蠟球推向貯球筒底端。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，拉桿通過(guò)伸出絲堵 外的部分設(shè)置的手柄正反向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)與貯球筒的固定和提起。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，將貯球筒的頂端通 過(guò)絲堵進(jìn)行密封，設(shè)置與所述絲堵位于貯球筒內(nèi)的端頭相連接的壓縮彈簧，通過(guò)壓縮彈簧 的彈力將清蠟球推向貯球筒底端。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，在壓力平衡管上設(shè)置有截止閥，所述貯球筒引出一排空管道，所述排空管道上設(shè)置有排空閥，在所述壓力平 衡管與貯球筒相連通的部位和取投球轉(zhuǎn)子外殼上端之間設(shè)置有球閥；取投球時(shí)，開(kāi)啟截止 閥和球閥，排空閥關(guān)閉；填裝清蠟球時(shí)，先關(guān)閉截止閥，將配重塊提出球閥，關(guān)閉球閥， 開(kāi)啟排空閥，進(jìn)行卸壓排液；清蠟球填裝完畢后關(guān)閉排空閥，開(kāi)啟球閥和截止閥。
17、根據(jù)權(quán)利要求11至16之一所述的輸油管道清蠟投球方法，其特征在于，通過(guò)柱 狀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸連接驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)投球，驅(qū)動(dòng)裝置輸出端末端設(shè)置凸輪和限位 開(kāi)關(guān)作為定位裝置實(shí)現(xiàn)取球和投球的定位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種取投球裝置和輸油管道清蠟投球機(jī)及投球方法，該取投球裝置與輸油管道相連通，包括貯球筒、取投球轉(zhuǎn)子外殼和在取投球轉(zhuǎn)子外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的取投球轉(zhuǎn)子，貯球筒的頂端密封，其底端與取投球轉(zhuǎn)子外殼上端固定連接并連通，貯球筒具有將清蠟球推向底端的推力結(jié)構(gòu)，取投球轉(zhuǎn)子外殼下端與輸油管道固定連接并連通，取投球轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子本體、取投球倉(cāng)、壓力平衡孔和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，取投球倉(cāng)具有容納一個(gè)清蠟球的空間且敞口處直徑略大于清蠟球的直徑，壓力平衡孔從取投球倉(cāng)背部貫穿轉(zhuǎn)子本體與取投球倉(cāng)相通。本發(fā)明的取投球裝置能夠?qū)崿F(xiàn)帶壓自動(dòng)投球，工作時(shí)不會(huì)蹩壓，也不依賴其它閥門(mén)和旁路，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B08B13/00GK101648195SQ20091009219
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者丑世龍, 仲庭祥, 劉廣峰, 樂(lè) 康, 王建軍, 王永全, 田樹(shù)寶, 蒲新陽(yáng), 顧岱鴻, 明 魏 申請(qǐng)人:北京眾博達(dá)石油科技有限公司;中國(guó)石油大學(xué)(北京)