国内外油气管道清管设备类型

清管是管道投产前或运行中的一项重要工作，目的是提高管道清洁度和输送效率，对于管道、降低管道能耗具有重要意义。国内管道清管的主要问题是清管效果不理想，特别是大落差或地形起伏较大管道；清管器在管道中运行振动大，偏磨严重，影响密封性和清管效果；清管器跟踪预测精度有待提高，以及清管器卡阻等。此外，管道清管尚未形成专门、统一的标准规范，行业标准SY/T5922-2012《气管道运行规范》和SY/T5536-2004《原油管道运行规程》侧重于制定清管方案、组织机构、清管器发送和接收操作程序、清管作业措施和应急预案等，针对管道清管技术要求较为简略，不能指导管道清管作业。
管道广泛应用的清管器有清管球、聚氨酯泡沫清管器、机械清管器、测径清管器、智能清管器(漏磁检测清管器)，以及用于减少顺序输送混油的隔离型清管器。近年来，新型凝胶清管器也有应用，但性和适用性有待进一步验证。
一、清管球
由橡胶制成，中空，壁厚为管径的10%，通过清管球上注水排气孔的单向阀控制注水量，进而控制清管球过盈量。清管球主要管内积液和分隔介质，块状物能力较差。
二、聚氨酯泡沫清管器
清管器长度为管径1.75~2倍，过盈量为管径5%~10%，具有较、韧性和能，变形量超过50%。泡沫清管器通过，即使发生卡堵也可以依靠高变形性通过，或者提高压力使其破裂自行解堵。泡沫清管器对管道内壁无损伤，适用于清扫带内壁涂层的管道；缺点是杂物能方般，主要用于吸水清污，只能一次性使用，运行距离短。
三、机械清管器
机械清管器不仅管内积液，还能固体杂质，根据需要可安装钢刷和刮板等增强清管效果。机械清管器使用寿命长，一般可运行800~1000km，可安装跟踪设备、测径板、磁铁等；缺点是通过性稍差，不适用于多不锈钢弯头、阀门和有较大变形的管道。国内管道应用的机械清管器主要是碟型皮碗清管器和双向直板清管器。
(1)碟型皮碗清管器。由支撑板、碟型皮碗、隔垫及骨架组成，支撑板、碟型皮碗、隔垫由聚氨酯制成，、柔韧性好，碟型皮碗过盈量一般为管径的3%~4%。皮碗清管器密封性能优于清管球和泡沫清管器，通过能力优于双向直板清管器，运行距离长(大于180km)。皮碗清管器在管道内运行保持固定方向，主要用于管道内积液、粉尘等污物。
(2)双向直板清管器。直板清管器结构与皮碗清管器基本相同。直板清管器管道杂质能力较强，能力优于皮碗清管器，特别是能管道内悬浮污物。直板清管器在运行中直型密封盘较碟型皮碗磨损，运行距离较短，在短距离管段内有较好清管效率。直板清管器可以双向运动，在管道投产前期或运行管道长期不清管情况下应用直板清管器，如发生堵塞可反吹解堵。
四、测径清管器
测径清管器能测量管道椭圆度、凹凸不平度和焊缝焊透性，可提供管道状况原始基础数据。测径清管器直径约为管径60%，皮碗柔性好，可通过缩孔15%的孔洞。
五、智能清管器(漏磁检侧MFL、超声导波UT、电磁检浏EMAT)
智能清管器由数据采集传感器、支撑系统、驱动系统、皮碗(钢刷)、探头、电源系统和信号处理系统组成，其长度是普通清管器的4~5倍。智能清管器采集确定管道信息包括:①管道直径/几何变形测量，以及管道凹痕、起皱、椭圆度、弯曲半径及角度等数据信息；②管道金属损失、蜡沉积以及腐蚀程度信息；③管道裂纹缺陷位置、面积和严重程度，以及泄漏状况信息；④管道断面图和内部照片等。
六、凝胶清管器
凝胶清管器在俄罗斯和北美管道公司有应用案例，可用于不锈钢管件管道沉积物、顺序输送两种油品隔离、管道投产油(气)水隔离等，优点是适用于各种直径管道，在较长运行距离内具有良好密封性和弹性变形，提供管道清洁度数据，携带大量碎屑而不堵塞管道。
凝胶清管器应用技术参数文献较少涉及，只提及由溶剂、聚合物和化学试剂组成，具有特定pH值、粘附力、内聚力、粘弹特性的混合物。俄罗斯标准PД153-39.4p-118-2002《现役干线石油管道线路压力试验规程》规定为提高清管质量，减少油一水混合悬浮液体积，推荐使用凝胶(溶剂)-机械隔离式清管器，溶剂是汽油和二乙烯乙醇混合液，配套使用刮板式机械清管器。凝胶塞长度取决于清管管段长度和管内径，在附录H给出了计算方法。该标准还规定了凝胶制作工艺和注人管道方法，凝胶成分为聚丙烯酞胺(2%)、甲醛水(1.5%)、季按盐(0.5%)和水()，凝胶固化时间为24h。建议进一步研究凝胶(溶剂)-机械隔离式清管器对于我国油气管道的适用性，包括凝胶长度(体积)、制作工艺、凝胶注人管道装置以及配套机械清管器等。