CN102927407A - 钢质管道防腐层补口的方法和由该方法获得的产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于定向钻用钢质管道的钢质管道防腐层补口方法、以及由该方法获得的产品。所述补口方法包括如下步骤：（1）在钢质管道的补口区域包覆外层纤维复合材料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，并且在管道的长度方向上，外层纤维复合材料与补口区域等宽；以及（2）在外层纤维复合材料外涂覆防腐涂料。利用本发明，可以形成耐磨损、耐腐蚀，不易滑脱的补口结构。

Description

钢质管道防腐层补口的方法和由该方法获得的产品

技术领域

本发明一般涉及钢质管道防腐层的补口方法和获得的产品，具体而言，本发明涉及特别适于定向钻用钢质管道的钢质管道防腐层补口方法、以及由该方法获得的产品。

技术背景

埋地长输钢质管道具有防腐层。目前大多采用聚烯烃防腐层，如3层聚乙烯防腐层，这是较理想的防腐方式，广泛应用于长输管道工程中。在车间预制涂覆好防腐层的管线在现场采用焊接方式连接起来。对焊接部位的涂装防腐，称为补口。这是补口的一般意义。本发明中所述的补口还包括对破损或有缺陷的防腐层进行补伤、修复。补口的位置是钢质聚烯烃防腐层管道的连接部位，也是保证管道防腐完整性的重要环节，同时也是整条管道防腐层质量最薄弱的环节。聚烯烃防腐管道的补口技术目前仍采用热收缩带套或环氧底漆附加热收缩带（套）两种方式，即先在钢管表面涂覆环氧底漆，再在其外粘接热收缩带。

埋设管道的一项常用而重要的工艺是定向钻施工工艺，其一般多用于石油、天然气以及一些市政管道建设，由大型的定向钻机进行钻孔、扩孔、清孔等过程以后再进行管道回拖。进行管线穿越，一般分为二个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将冲洗泥浆通入导向孔中,达到洗孔和管线拖拉穿越润滑作用。最后工序是产品管线（一般为PE管道，光缆套管，钢管）沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。

定向钻穿越段的管道由于难以被检测和维修，因此要求管道防腐层及补口部位不能有严重损伤，以便管道能够长期安全运营，用于定向钻穿越的钢管防腐层和补口要求耐划伤、耐磨损、抗冲击、硬度高、与管道粘接力强、耐腐蚀、耐水浸泡、与阴极保护系统有好的匹配性。

目前设计穿越段管体在定向钻穿越施工时，存在很多问题。通常情况下防腐层在工厂预制，质量能得到保证，而补口是现场操作完成，质量受环境、人员及材料的影响。通常采用的热收缩套（如聚乙烯热收缩套）补口，补口的凹陷或搭接处的凸起部分，在穿越时容易被划伤甚至被拉脱挤落。在管路定向钻、等级公路穿越、大中型河流穿越、石方段穿越过程中，采用辐射交联聚乙烯热收缩带的补口会发生脱落，露出金属钢管。裸露的钢管浸泡在泥浆、土壤等介质中，很快被腐蚀，发生泄漏。如果管路在定向钻或穿越过程中发生了补口热缩带脱落，则难以补救，需要付出极大的代价进行返工。

因此，还有待于在结构强度和防腐性能方面进一步改善钢质管道的防腐层补口，特别是定向钻用钢质管道的防腐层补口。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种用于钢质管道的防腐层的补口方法，所述钢质管道特别是定向钻用钢质管道，所述防腐层例如为聚烯烃防腐层，该方法包括如下步骤：

（1）在钢质管道的补口区域包覆外层纤维复合材料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，并且在管道的长度方向上，外层纤维复合材料与补口区域等宽；以及

（2）在外层纤维复合材料外涂覆防腐涂料

例如，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

优选，防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

优选，步骤（2）在可固化聚合物半固化时进行，并且其中涂覆至少两层防腐涂料。

步骤（1）中，包覆外层纤维复合材料之前，可以在补口区域中的防腐层的表面上或者整个补口区域上涂覆至少一层胶粘剂。例如，所述至少一层胶粘剂包括由热熔胶构成的最外层胶粘剂和由环氧树脂构成的最内层胶粘剂。

步骤（1）之前还可以包括如下步骤：在钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆内层纤维复合材料，内层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成。优选，包覆内层纤维复合材料直至与防腐层齐平。

或者，在步骤（1）之前且在步骤（2）之后还包括如下步骤：在至少钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆热收缩带。

作为替代或补充，步骤（1）之前还可以包括如下步骤：在钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域涂覆环氧底漆，并且，步骤（1）中外层纤维复合材料包覆在环氧底漆与两侧相邻的防腐层上。

根据本发明的实施例，还提供一种由上述方法获得的管道组件，特别是定向钻用管道组件，其包括：钢质管道、钢质管道外的防腐层、包覆补口区域的外层纤维复合材料、以及在外层纤维复合材料的外面涂覆的防腐涂料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，并且在管道的长度方向上，外层纤维复合材料与补口区域等宽。

例如，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

优选，防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

根据本发明的其它实施例，还提供一种用于钢质管道的防腐层的补口方法，所述钢质管道特别是定向钻用钢质管道，所述防腐层例如为聚烯烃防腐层，该方法包括如下步骤：

（1）在钢质管道的补口区域包覆外层纤维复合材料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，

其中，所述方法还包括：步骤（2），即在所述步骤（1）之前，在至少所述补口区域的裸露钢管上涂覆防腐涂料。

例如，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

所述一定长度也可以选择为使得所述补口区域为所述钢质管道的整个长度的范围。

优选，所述防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

优选，步骤（2）中涂覆至少两层防腐涂料。

步骤（1）中，包覆外层纤维复合材料之前，可以在补口区域中的防腐层的表面上或者在整个补口区域上涂覆至少一层胶粘剂。例如，所述至少一层胶粘剂包括由热熔胶构成的最外层胶粘剂和由环氧树脂构成的最内层胶粘剂。

在步骤（1）之前且在步骤（2）之后还可以包括如下步骤：在钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆内层纤维复合材料，内层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成。优选，包覆内层纤维复合材料直至与防腐层齐平。

或者，在步骤（1）之前且在步骤（2）之后还包括如下步骤：在至少钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆热收缩带。

在所述步骤（1）之后还可以包括如下步骤：在外层纤维复合材料外涂覆防腐涂料。

根据本发明的其它实施例，还提供一种由权利要求11所述的方法获得的管道组件，特别是定向钻用管道组件，包括：钢质管道、钢质管道外的防腐层、以及包覆补口区域的外层纤维复合材料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，其中，在所述外层纤维复合材料以内、至少在所述补口区域的裸露钢管区域上涂覆有防腐涂料。

例如，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

所述一定长度也可以选择为使得所述补口区域为所述钢质管道的整个长度的范围。

优选，所述防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

附图说明

下面将结合如下附图详细地描述本发明：

图1为补口修补前的结构示意图。

图2为根据本发明第一实施例的一个示例的、在裸露钢管区域上包覆了内层纤维复合材料的补口的示意图。

图3为根据本发明第一实施例的所述示例的、包覆了外层纤维复合材料的补口的示意图。

图4为根据本发明第一实施例的所述示例的、在外层纤维复合材料上涂覆了防腐涂料的补口的截面示意图。

图5为根据本发明第二实施例的一个示例的、在裸露钢管区域上涂覆了防腐涂料的补口的示意图。

图6为根据本发明第二实施例的所述示例的、在防腐涂料之上包覆了内层纤维复合材料的补口的示意图。

图7为根据本发明第二实施例的所述示例的、包覆了外层纤维复合材料的补口的示意图。

图8为根据本发明第二实施例的另一示例的补口的示意图，其中在所述外层纤维复合材料上进一步涂覆了防腐涂料。

图9为根据本发明第二实施例的又一示例的补口的示意图，其中所述外层纤维复合材料包覆在管道的整个长度上。

具体实施方式

以下将结合附图更加详细地说明本发明。

图1为补口修补前的结构示意图。如图1所示，修补前的补口处包括裸露钢管1及其两侧包裹在钢管之外的防腐层2。防腐层2可以为聚烯烃防腐层，例如3层的聚乙烯防腐层。本发明中，补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域。

图2－4示出了根据本发明第一实施例的一个示例的补口方法的各个步骤所得到的管道组件的补口。图2为在裸露钢管区域上包覆了内层纤维复合材料的补口的示意图。图3为包覆了外层纤维复合材料的补口的示意图。图4为在外层纤维复合材料上涂覆了防腐涂料的补口的截面示意图。

在该示例中，如图2所示，将纤维复合材料（内层纤维复合材料）13包覆在裸露钢管1上。具体而言，在包覆之前，可以首先对裸露钢管1进行表面处理，例如喷砂处理，或打磨处理等。然后，在裸露钢管1表面涂覆一层可固化聚合物，继而整体包覆与裸露钢管1等宽的纤维布，边缠绕边用滚刷将纤维布与可固化聚合物粘紧，同时将空气赶出。每一层纤维布都要被可固化聚合物完全浸润，从而由可固化聚合物浸润纤维布而形成纤维复合材料（内层纤维复合材料）13。同时，滚刷将多余的可固化聚合物滚到纤维布两边。如此一层可固化聚合物一层纤维布地缠绕，优选直至所包覆的内层纤维复合材料13与两侧的防腐层2大致齐平。这样，可以防止补口处出现凹陷。此时钢管被纤维复合材料13裹紧，同时溢出的可固化聚合物将纤维布与防腐层2的缝隙填满。应该注意的是，尽管以上参照图2描述了以湿法包覆方法包覆内层纤维复合材料，但是本实施例并不限于此。在其它示例中，也可以采用干法包覆方法，其中首先在纤维布的表面浸涂可固化聚合物，制成纤维预浸料；然后缠绕一层或多层所得到的纤维预浸料，最后进行固化。

另外，尽管该示例中，形成内层纤维复合材料13的纤维布被描述为是与裸露钢管1等宽的，但是本发明并不限于此。在其它示例中，内层纤维复合材料13中的纤维布也可以小于裸露钢管的宽度，包覆内层纤维复合材料13时，缠绕纤维布的方式可以是从一侧向另一侧缠绕。

应该注意，作为包覆内层纤维复合材料的替代或补充，可以在至少钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆热收缩带，例如聚烯烃热收缩带。热收缩带的包覆方法可以采用任何已知的方法，例如加热包覆法。热收缩带可以仅包覆在裸露钢管区域中，也可以包覆在裸露钢管及两侧的防腐层区域上。可以不包覆内层纤维复合材料，而仅包覆热收缩带；或者，可以将内层纤维复合材料包覆在热收缩带上。

应该注意，本发明实施例中，也可以不包覆内层纤维复合材料13和热收缩带。

此外，可以在裸露钢管上涂覆环氧底漆。这样，热收缩带和/或内层纤维复合材料可以直接或间接地包覆在环氧底漆的外侧。

接下来，如图3所示在补口区域上包覆外层纤维复合材料14。

任选地，可以首先对防腐层2的表面，例如聚乙烯防腐层表面，实施表面处理。表面处理的方法可以是任何可提高界面结合力的处理方式，包括但不限于，打毛、电晕、火焰处理、除油、偶联剂偶联。在本示例中，对聚乙烯防腐层表面进行火焰处理，例如用大火将PE烤制到100°C，并持续10分钟，直到表面发亮并触感弹性。在另一示例中，可以将PE防腐层表面深度打毛，例如深度大于2mm。此外，除了防腐层2之外，还可以进一步对内层纤维复合材料的表面进行处理以提高结合力。

然后，在防腐层2的表面上涂上熔融的胶粘剂（未示出）。可以进一步在内层纤维复合材料13的表面上也涂上胶粘剂。或者，在没有包覆内层纤维复合材料13的情况下，在裸露钢管1或环氧底漆或热收缩带上涂覆胶粘剂。也就是说,在补口区域中的防腐层的表面上或在整个补口区域上涂覆胶粘剂。所涂覆的胶粘剂可以包括不止一层。胶粘剂例如为热熔胶、丙烯酸类胶粘剂或聚氨酯类胶粘剂，优选为热熔胶。热熔胶可以包括EVA热熔胶和/或PE热熔胶。优选，胶粘剂包括由热熔胶构成的最外层胶粘剂和由环氧树脂构成的最内层胶粘剂。

接下来，将与补口区域等宽的、由浸润可固化聚合物的纤维布形成的外层纤维复合材料14整体缠绕在补口区域上。这里，“整体缠绕”指的是由于纤维布与补口区域等宽，所以纤维布的每一次缠绕都覆盖补口区域的整体范围。在一些示例中，外层纤维复合材料14具有足够的宽度以覆盖裸露钢管区域以及裸露钢管两侧一定长度W例如5cm以上的防腐层区域。也就是说，补口区域包括防腐层之间的裸露钢管1的区域以及与裸露钢管1相邻的每一侧上的所述一定长度W的防腐层2的区域。优选地，所述一定长度W为10cm以上。

应该注意的是，尽管以上参照图3描述了以干法包覆方法包覆外层纤维复合材料14，但是本实施例并不限于此。在其它示例中，也可以采用湿法包覆方法，其中首先涂刷可固化聚合物；然后缠绕纤维布，并滚压，使得可固化聚合物均匀浸润纤维布；并且任选地重复上述涂刷和缠绕、滚压步骤多次，然后进行固化。

最后，如图4所示在外层纤维复合材料14外涂覆防腐涂料15。本示例中，在外层纤维复合材料14半固化后，在整个外层纤维复合材料4外面涂覆防腐材料15，例如聚脲或聚氨酯防腐涂料，可以防止水及其它介质进入。在其它示例中，防腐涂料也可以在外层纤维复合材料14固化之后再涂覆。优选，防腐涂料覆盖外层纤维复合材料的两端与管道组件的防腐层2之间的边界处。另外，优选，涂覆至少两层防腐涂料。

由图4可以看到，根据本发明第一实施例的所述示例的补口方法获得了如下的管道组件，其包括：钢质管道1、钢质管道外的防腐层2、包覆在裸露钢管1上的内层纤维复合材料13、整体缠绕在内层纤维复合材料13以及两侧一定长度的防腐层上的外层纤维复合材料14、以及涂覆在外层纤维复合材料14上的防腐涂料15。防腐层之间的裸露钢管区域以及与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域构成了补口区域。在管道的长度方向上，外层纤维复合材料具有与补口区域相等的宽度，从而上下层外层纤维复合材料之间不形成搭接处。

本实施例中，如以上提及的，内层纤维复合材料13是可以省略的，或者由热收缩带和/或环氧底漆替代。

根据本发明第一实施例提供的钢质管道防腐层补口方法以及通过该方法获得的管道组件中，外层纤维复合材料以与补口区域相等的宽度整体缠绕于补口区域，提高了纤维材料的轴向力学性能，形成了坚硬的复合材料，从而防止滑脱。同时，在整个外层纤维复合材料的外面涂覆防腐涂料，例如在外层纤维复合材料半固化时在补口整体外面涂刷至少两层聚脲或聚氨酯防腐涂料，可以很好地防止水的进入。

此外，通过胶粘剂例如热熔胶的过渡连接，将纤维复合材料与防腐层紧密粘接，解决了复合材料与防腐层处的粘接难题。

此外，还可以在外层纤维复合材料的内侧进一步包覆可固化聚合物和纤维布构成的内层纤维复合材料或是诸如聚烯烃热缩带之类的热收缩带。内层纤维复合材料的纤维布优选为绝缘纤维，其能够绝缘，又具有很大的强度，因此能够确保补口金属得到保护又能防止电偶腐蚀的发生。内层纤维复合材料缠绕厚度可与防腐层厚度齐平，防止补口处形成凹陷。

以下将结合图5至图7说明本发明第二实施例。图5-7示出了根据本发明第二实施例的一个示例的补口方法的各个步骤所得到的管道组件的补口。图5为在裸露钢管区域上涂覆了防腐涂料的补口的示意图。图6为在防腐涂料之上包覆了内层纤维复合材料的补口的示意图。图7为包覆了外层纤维复合材料的补口的示意图。

如图5所示，首先在裸露钢管1上涂覆防腐涂料25。涂覆的范围也可以进一步包括裸露钢管1两侧的防腐层2的一定区域。防腐涂料25例如为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。优选，涂覆至少两层防腐涂料，例如至大约500μm的厚度，以获得足够的防腐性能。

然后，如图6所示，在防腐涂料25之上包覆内层纤维复合材料23。

在防腐涂料25表干后，可以在防腐涂料25上先涂覆胶粘剂（未示出）。然后，在胶粘剂上包覆内层纤维复合材料23。内层纤维复合材料23的包覆方法可以为湿法包覆或者干法包覆。例如，湿法包覆时，边将纤维布缠绕在防腐涂料25上，边用滚刷将纤维布与可固化聚合物粘紧，同时将空气赶出。每一层纤维布都要被可固化聚合物完全浸润，从而由可固化聚合物浸润纤维布而形成纤维复合材料（内层纤维复合材料）23。同时，滚刷将多余的可固化聚合物滚到纤维布两边。干法包覆时，首先在纤维布的表面浸涂可固化聚合物，制成纤维预浸料；然后在防腐涂料25上缠绕一层或多层所得到的纤维预浸料，最后进行固化。

优选，包覆内层纤维复合材料23直至其厚度与两侧的防腐层2大致齐平。这样，可以防止补口处出现凹陷。此时钢管被纤维复合材料23裹紧，同时溢出的可固化聚合物将纤维布与防腐层2的缝隙填满。

本实施例中，形成内层纤维复合材料23的纤维布可以与裸露钢管1等宽且缠绕方式为整体缠绕，也可以小于裸露钢管1的宽度且缠绕方式为从一侧向另一侧缠绕。

应该注意，作为包覆内层纤维复合材料的替代或补充，在涂覆防腐涂料25之后，可以在至少钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆热收缩带，例如聚烯烃热收缩带。热收缩带的包覆方法可以采用任何已知的方法，例如加热包覆法。热收缩带可以仅包覆在裸露钢管区域中，也可以包覆在裸露钢管及两侧的防腐层区域上。可以不包覆内层纤维复合材料，而仅包覆热收缩带；或者，可以将内层纤维复合材料包覆在热收缩带上。应该注意，本发明实施例中，也可以不包覆内层纤维复合材料23和热收缩带。

最后，如图7所示在补口区域上包括外层纤维复合材料24。

任选地，可以首先对防腐层2的表面，例如聚乙烯防腐层表面，实施表面处理。

然后，在防腐层2的表面上涂上熔融的胶粘剂（未示出）。可以进一步在内层纤维复合材料23的表面上也涂上胶粘剂。或者，在没有包覆内层纤维复合材料23的情况下，在防腐涂料25或热收缩带上，涂覆胶粘剂。也就是说,在补口区域中的防腐层的表面上或在整个补口区域上涂覆胶粘剂。所涂覆的胶粘剂可以包括不止一层。胶粘剂例如为热熔胶、丙烯酸类胶粘剂或聚氨酯类胶粘剂，优选为热熔胶。热熔胶可以包括EVA热熔胶和/或PE热熔胶。优选，胶粘剂包括由热熔胶构成的最外层胶粘剂和由环氧树脂构成的最内层胶粘剂。

接下来，采用如上所述的湿法包覆方法或干法包覆方法在补口区域上包覆由可固化聚合物和纤维布形成的外层纤维复合材料24。这里，形成外层纤维复合材料24的纤维布可以与补口区域等宽且缠绕方式为整体缠绕，或者也可以小于裸露钢管1的宽度且缠绕方式为从一侧向另一侧缠绕。在一些示例中，外层纤维复合材料24具有足够的宽度以覆盖裸露钢管区域以及裸露钢管两侧一定长度W（见图3）例如5cm以上的防腐层区域。也就是说，补口区域包括防腐层之间的裸露钢管1的区域以及与裸露钢管1相邻的每一侧上的所述一定长度W的防腐层2的区域。优选地，所述一定长度W为10cm以上。

由图7可以看到，根据本发明第二实施例的所述示例的补口方法获得了如下的管道组件，其包括：钢质管道1、钢质管道外的防腐层2、涂覆在裸露钢管1上的防腐涂料25、包覆在防腐涂料25上的内层纤维复合材料23、以及包覆内层纤维复合材料23以及两侧一定长度的防腐层上的外层纤维复合材料24。防腐层之间的裸露钢管区域以及与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域构成了补口区域。

本实施例中，如以上提及的，内层纤维复合材料23是可以省略的，或者由热收缩带和/或环氧底漆替代。

图8和图9示出了根据本发明第二实施例的另外两个示例。

在图8所示的示例中，在图7所示的管道组件的补口的外层纤维复合材料24上进一步施用防腐材料25’。防腐材料25’可以为与防腐涂料25相同的材料，也可以为热收缩带/套等其它防腐材料。防腐材料25’的施用进一步提高了补口的防腐性能。

在图9所示的示例中，外层纤维复合材料24’向两侧延伸以覆盖管道组件的整个长度。该构造不仅提高了补口的结构强度，也提高了管道组件其它部分的结构强度和防腐性能。

图8和图9所示示例的上述防腐材料25’和外层纤维复合材料24’可以结合使用。

本发明的第二实施例中，如以上提及的，内层纤维复合材料23是可以省略的。

根据本发明第二实施例提供的钢质管道防腐层补口方法以及通过该方法获得的管道组件中，在底层涂覆防腐涂料25，在外层包覆纤维复合材料。这样得到的结构的外层力学性能强，对底层的硬度较低的防腐涂料具有保护作用，能够保护底层的防腐层不受损伤，确保防腐性能。即使腐蚀介质穿过复合材料也不会腐蚀钢管表面。

此外，通过在防腐涂料25上施用胶粘剂，可以使胶粘剂与防腐涂料互溶，固化后粘接在一起，从而获得很好的防腐作用。

此外，通过胶粘剂例如热熔胶的过渡连接，将纤维复合材料与防腐层紧密粘接，解决了复合材料与防腐层处的粘接难题。

此外，还可以在外层纤维复合材料的内侧进一步包覆可固化聚合物和纤维布构成的内层纤维复合材料或聚烯烃热缩带。内层纤维复合材料的纤维布优选为绝缘纤维，其能够绝缘，又具有很大的强度，因此能够确保补口金属得到保护又能防止电偶腐蚀的发生。内层纤维复合材料缠绕厚度可与防腐层厚度齐平，防止补口处形成凹陷。

本发明所采用的纤维复合材料中的纤维布可以包括玻璃纤维材料、玄武岩纤维材料、碳纤维材料、芳纶纤维材料、超高分子量聚烯烃纤维材料和硼纤维材料中的一种或者多种。内层纤维复合材料中的纤维布优选包含绝缘纤维材料，从而能够更好地防止电偶腐蚀。外层纤维复合材料中的纤维布优选包含碳纤维材料，以更好地提高耐划伤性、耐磨损性，提高硬度。

本发明所采用的纤维复合材料中的纤维布可以是连续纤维，选自单向纤维、正交或斜交的无纬布叠层、二维织物层合和多向编织纤维材料中的一种或者多种的组合。所述各层纤维增强复合材料沿管道铺设的方式可以为以下方式中的一种或者多种方式的组合：轴向铺设、环向铺设、以一定角度铺设。

本发明中，可固化聚合物可以为胶粘树脂。胶粘树脂可以包括基体材料以及辅助材料；基体材料选自热固性树脂、热塑性树脂及高性能树脂；辅助材料选自固化剂、偶联剂、引发剂、稀释剂、交联剂、阻燃剂、阻聚剂、抗静电剂、光稳定剂以及填料；其中所述的热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰胺树脂、有机硅树脂、烯丙基树脂或它们的改性树脂。

本发明的管道组件包括直管、弯管、三通等管道或管件。

以上已详细描述了本发明的实施方案，对本领域技术人员来说很显然可以做很多改进和变化而不会背离本发明的基本精神。所有这些变化和改进都在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种用于钢质管道的防腐层的补口方法，所述钢质管道特别是定向钻用钢质管道，所述防腐层例如为聚烯烃防腐层，该方法包括如下步骤：

（1）在钢质管道的补口区域包覆外层纤维复合材料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，并且在管道的长度方向上，外层纤维复合材料与补口区域等宽；以及

（2）在外层纤维复合材料外涂覆防腐涂料。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

3.如权利要求1所述的方法，其中，防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤（2）在可固化聚合物半固化时进行，并且其中涂覆至少两层防腐涂料。

5.如权利要求1－4中任一项所述的方法，其中，步骤（1）中，包覆外层纤维复合材料之前，在补口区域中的防腐层的表面上或在整个补口区域上涂覆至少一层胶粘剂。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述至少一层胶粘剂包括由热熔胶构成的最外层胶粘剂和由环氧树脂构成的最内层胶粘剂。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，步骤（1）之前还包括如下步骤：

在钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆内层纤维复合材料，内层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，

优选，包覆内层纤维复合材料直至与防腐层齐平。

8.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，步骤（1）之前还包括如下步骤：在至少钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆热收缩带。

9.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，步骤（1）之前还包括如下步骤：

在钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域涂覆环氧底漆，

并且，步骤（1）中外层纤维复合材料包覆在环氧底漆与两侧相邻的防腐层上。

10.一种由权利要求1所述的方法获得的管道组件，特别是定向钻用管道组件，包括：钢质管道、钢质管道外的防腐层、包覆补口区域的外层纤维复合材料、以及在外层纤维复合材料的外面涂覆的防腐涂料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，并且在管道的长度方向上，外层纤维复合材料与补口区域等宽。

11.如权利要求10所述的管道组件，其中，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

12.如权利要求10所述的管道组件，其中，防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

13.一种用于钢质管道的防腐层的补口方法，所述钢质管道特别是定向钻用钢质管道，所述防腐层例如为聚烯烃防腐层，该方法包括如下步骤：

（1）在钢质管道的补口区域包覆外层纤维复合材料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，

其中，所述方法还包括：步骤（2），即在所述步骤（1）之前，在至少所述补口区域的裸露钢管上涂覆防腐涂料。

14.如权利要求13所述的补口方法，其中，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述一定长度选择为使得所述补口区域为所述钢质管道的整个长度的范围。

16.如权利要求13所述的方法，其中，所述防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

17.如权利要求13所述的方法，其中，步骤（2）中涂覆至少两层防腐涂料。

18.如权利要求13－17中任一项所述的方法，其中，步骤（1）中，包覆外层纤维复合材料之前，在补口区域中的防腐层的表面上或整个补口区域上涂覆至少一层胶粘剂。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述至少一层胶粘剂包括由热熔胶构成的最外层胶粘剂和由环氧树脂构成的最内层胶粘剂。

20.如权利要求13-19中任一项所述的方法，其中，在步骤（1）之前且在步骤（2）之后还包括如下步骤：

在钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆内层纤维复合材料，内层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，

优选，包覆内层纤维复合材料直至与防腐层齐平。

21.如权利要求13-19中任一项所述的方法，其中，在步骤（1）之前且在步骤（2）之后还包括如下步骤：在至少钢质管道的防腐层之间的裸露钢管区域包覆热收缩带。

22.如权利要求13-17中任一项所述的方法，其中，在所述步骤（1）之后还包括如下步骤：

在外层纤维复合材料外涂覆防腐涂料。

23.一种由权利要求13所述的方法获得的管道组件，特别是定向钻用管道组件，包括：钢质管道、钢质管道外的防腐层、以及包覆补口区域的外层纤维复合材料，其中补口区域包括防腐层之间的裸露钢管区域以及两侧与裸露钢管相邻的一定长度的防腐层区域，外层纤维复合材料由浸润可固化聚合物的纤维材料形成，

其中，在所述外层纤维复合材料以内、至少在所述补口区域的裸露钢管区域上涂覆有防腐涂料。

24.如权利要求22所述的管道组件，其中，所述一定长度为至少5cm，优选为至少10cm。

25.如权利要求22所述的方法，其中，所述一定长度选择为使得所述补口区域为所述钢质管道的整个长度的范围。

26.如权利要求22所述的管道组件，其中，所述防腐涂料为聚脲防腐涂料或聚氨酯防腐涂料。

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