清管器被广泛应用在管道清蜡作业中。然而,清管作业严重依赖现场经验。清管作业中,卡球或蜡堵等潜在风险大。由于清管涉及问题较复杂,目前缺乏有力的研究手段,国内外对原油管道通球清蜡的研究均较少,管道通球清蜡机理依旧模糊不清。深入研究原油管道清管过程中蜡层剥离规律,有助于探明清蜡机理,对降低清管风险和制订合理的清蜡方案意义重大。本文重点研究原油管道清管过程中管壁蜡层的剥离破坏。设计了一种原油管道清管模拟实验装置及其配套实验工艺。该实验装置可以模拟不同实验条件下的原油管道通球清蜡过程。本文中,实验管道的通球清蜡实验过程被划分为蜡层压缩、蜡层破坏、蜡塞生长及蜡塞排出四个阶段。蜡层破坏力为蜡层破坏阶段的管壁蜡层阻力平均值。通过短距离清蜡实验,证明了蜡层破坏力测试方法的合理性。结合不同应力加载速率下的蜡样屈服测试,研究了清管器运动速度对蜡层破坏力的影响。研究表明,0.03-0.09 m/s的实验范围内,清管器运动速度对蜡层破坏力没有影响。系统研究了实验蜡样的屈服应力、黏弹特性、析蜡特性及蜡晶显微特性。研究发现,相同实验条件下制备的蜡样性质基本相同,重复性好;大部分蜡晶的长径比变化范围为1.03-2.29,蜡晶颗粒主要是长棒状;随含蜡量增大,蜡样蜡晶长径比减小,边界分形维数增大,屈服应力增大;蜡样相对固相蜡浓度与温度满足线性关系;蜡样屈服应力与固相蜡浓度符合指数关系;蜡样弹性特征明显强于黏性特征;环道蜡沉积物含蜡量和析蜡点均随管壁处剪切应力增大而增大,随管壁处蜡分子浓度梯度增大而减小。基于清管模拟实验装置和实验蜡样,系统研究了蜡层厚度、蜡油比例、管壁温度、清管器皮碗形式和皮碗硬度对清蜡的影响。研究发现,在特定的清管器皮碗形式和皮碗硬度下,蜡层失效应力与蜡层屈服强度呈线性关系。蜡层剥落时,蜡层失效应力总大于蜡层屈服强度。蜡层越硬,这种关系越明显。这个发现澄清了以往对清蜡机理的模糊认识。建立了原油管道清管过程中管壁蜡层剥离模型,模型平均相对误差为10.69%。