CN113154178B - 内衬承压软管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内衬承压软管，包括：具有内孔的内层；套在内层上的外层，外层设有在内衬承压软管的周向上延伸的周向加强件和在内衬承压软管的纵向上延伸的纵向加强件；以及夹在内层与外层之间的中间加强层。本发明的内衬承压软管能够形成固化强度较高的内衬修补层，解决软管坍塌造成管路堵塞等问题。
Description
技术领域
本发明涉及管道修复技术领域，尤其涉及用于管道修复的内衬承压软管。
背景技术
油气田管道内腐蚀环境复杂，随着使用时间增加，金属管道会发生腐蚀穿孔等失效现象，不仅造成油气泄漏、影响正常生产，同时也带来安全及环保隐患。对腐蚀严重的管道全线更换不仅成本高、耗时长，而且受建筑物或水域等管道敷设限制因素的制约。
目前现有的管道修复技术中，通常采用非开挖管道修复技术，一般是在待修复的管道内加入内衬软管，然后通入高压水气使内衬与管道内表面膨胀，从而使得承压软管完全复原，将损坏的管道修复。例如，翻转内衬技术是将编织成型软管和浸满了热树脂的纤维软管作为石油管道的“衬里”材料，用液压或气压技术将新管翻转插入地下石油管道内部，热树脂会紧贴原油管道内壁，避免管道发生破损。由于现有内衬软管需要导入待修复管路内部，因此普遍选用强度较小的材料，中间增加一层网编金属或塑料夹层，这种管路虽然能够满足导入管路时的抗拉力，但在管道内无带压输送介质或输送中断的情况下，容易发生内衬坍塌，进而在介质再次通入时造成输送流速改变。在带有弯头、变径或转折等管路，内衬坍塌甚至会造成管道堵塞，进而引起管道失效，并带来安全隐患。
因此，行业内存在对适用于油气管道修复的不坍塌内衬承压软管的需求。
发明内容
本发明提供一种用于管道修复的内衬承压软管，以解决软管坍塌造成管路堵塞等问题。
根据本发明的实施例，提供了一种内衬承压软管，包括：具有内孔的内层；套在内层上的外层，外层设有在内衬承压软管的周向上延伸的周向加强件和在内衬承压软管的纵向上延伸的纵向加强件；以及夹在内层与外层之间的中间加强层。
根据本发明的内衬承压软管在应用时能够有效膨胀并贴紧外套管道，形成贴合度较高且抗压强度较高的内衬形态，可适用于管道内衬的各种应用场合，例如非开挖修复技术涉及的管道修复用内衬承压软管。周向加强件和纵向加强件为内衬承压软管提供横向和纵向两个方向上的强化、支撑，避免内衬承压软管在管道内坍塌造成的安全隐患。
在一些实施例中，外层包括：套在内层上的弹性本体，弹性本体的外壁具有在内衬承压软管的纵向上排列的多个第一槽，每个第一槽在内衬承压软管的周向上延伸；其中，周向加强件镶嵌在第一槽中。
根据本发明的内衬承压软管，弹性本体例如可以由胶管或其它具有弹性的管件构成。周向加强件被构造成由相对于弹性本体来说更具刚度或硬度的材料制成，且该材料被构造成遇热软化且冷却硬化。如此构造，外层的弹性本体与周向加强件能够容易套装在一起，且软化的周向加强件使得内衬承压软管能容易地填入外套管道中，并在胀管后能够维持横向或周向形态，以形成胀管后固化强度较高的内衬层。
在一些实施例中，弹性本体的内壁具有在内衬承压软管的周向上排列的多个第二槽，每个第二槽在内衬承压软管的纵向上延伸，纵向加强件嵌设在第二槽中。纵向加强件被构造成由相对于弹性本体来说更具刚度或硬度的材料制成，且该材料被构造成遇热软化且冷却硬化，使得外层的弹性本体与纵向加强件能够容易地套装在一起。软化的纵向加强件可在内衬承压软管填装入外套管道时使内衬承压软管更容易折弯成所需形态，并在胀管后提供在纵向上的固型支撑，以形成胀管后抗压强度较高的内衬层。
在一些实施例中，弹性本体具有与多个第二槽相连通的多个通孔，每个通孔从弹性本体的外壁面延伸至弹性本体的内壁面以允许加热流体通过。在软化阶段，弹性本体外壁上的周向加强件直接接触加热流体，而部分加热流体经通孔流向第二槽，并与第二槽内的纵向加强件接触，以实现周向加强件和纵向加强件的快速高效软化。
在一些实施例中，加热流体为加热含水油气流体。
在一些实施例中，内层具有形成在内孔的孔壁上的加强件，加强件的至少一部分在孔壁的周向上延伸或呈螺旋状延伸。根据本发明的内衬承压软管，内层被构造成在填充压力流体后适于横向或周向膨胀以使内衬承压软管抵紧外套管道的构型。内层可由胶管或其它具有弹性的管件构成。加强件可一体成型在内层的内壁上。周向或螺旋延伸的加强件有助于内衬承压软管膨胀和保持内圆形态。
在一些实施例中，内层包括：限定出内孔的隔水层；套在隔水层上的隔气层；以及套在隔气层上的隔热层。根据本发明的内衬承压软管，内层包括叠加在一起的多个隔离层，且各隔离层具有不同的隔离效果，为外层提供了防软化保护，且这种构造的内衬承压管可适用于各种高温、高压流体(气体或液体)的运输环境。
在一些实施例中，隔热层的厚度大于或等于隔水层与隔气层的厚度之和。
在一些实施例中，隔水层的厚度至少是隔气层的厚度的两倍。
在一些实施例中，外层的厚度至少是内层的厚度的三倍。
根据本发明的实施例，还提供了一种内衬承压软管的胀管方法，包括：提供如上所述的内衬承压管；使内衬承压软管与加热流体接触，以软化周向加强件和纵向加强件；待周向加强件和纵向加强件软化后，将内衬承压软管折弯；向折弯的内衬承压软管内注入高压流体。
在一些实施例中，加热流体可以是浸泡液，浸泡液的温度足以使周向加强件和纵向加强件软化。
在一些实施例中，使内衬承压管与加热流体接触包括将内衬承压软管浸入浸泡液中。
在一些实施例中，将内衬承压软管折弯包括将内衬承压软管折为U型。
根据本发明的内衬承压软管可以应用于管道修复技术领域，例如，将上述的折为U型的内衬承压软管填充在管道中，之后向内衬承压软管内注入高压流体以使内衬承压软管胀管并紧贴管道的内壁，从而形成内衬层。
本发明的优选特征部分在下文描述，部分可通过阅读本文而明白。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本公开的实施例，其中：
图1是根据本发明实施例的内衬承压软管的立体示意图；
图2是根据本发明实施例的内衬承压软管的局部剖视图；
图3是图2的A处放大图；
图4是图2的B处放大图；
图5是根据本发明实施例的内衬承压软管的平面示意图；
图6是图5的A-A向剖视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明白，下面结合具体实施方式和附图，对本发明做详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1示出了根据本发明实施例的内衬承压软管的立体示意图，其示意性地示出了内衬承压软管的立体分层结构。图2是对图1所示的内衬承压软管局部剖切的示意图。如图所示，内衬承压软管1从内到外依次是用于充当待修补管道内衬的内层2、用于在内衬承压软管1被拖拽时增强软管抗拉力的中间加强层3和用于与待修补管道的内壁贴合的外层4。
外层4的弹性本体41例如可以是胶管制成的弹性层，外层4也可以称为外胶层。弹性本体41的外壁形成有多个第一槽，每个第一槽在内衬承压软管1的周向上延伸成环状，所述多个第一槽在内衬承压软管1的纵向上间隔排布，例如以均匀间隔排布。每个第一槽中设置有周向加强件42，周向加强件42套在弹性本体41上，起到横向或周向支撑作用。周向加强件42的外周面可以高出弹性本体41的外周面或与弹性本体41的外周面平齐。在弹性本体41的内壁上形成有多个第二槽，每个第二槽在在内衬承压软管1的纵向上延伸成平滑条状，所述多个第二槽在内衬承压软管1的周向上间隔排布，例如以均匀间隔排布。每个第二槽中设置有纵向加强件43，纵向加强件43能够起到纵向固型的作用。周向加强件42和纵向加强件43可选用能够受热软化并在冷却后硬化的材料，例如热固性材料或热塑性材料，比如环氧树脂。
中间加强层3可以是编织成型的可伸缩弹性编织层，例如网编金属层或网编塑料层。
内层2例如可以是胶管制成的弹性层，也可以称为内胶层。内层2能够起到阻隔管路内输送的水气外溢的作用。内层2限定出内孔25，该内孔25也是内衬承压软管1的内孔，作为待输送液体或气体的流动通道。在内孔25的孔壁上形成有向内孔25的内部凸起的加强件21。在所示出的实施例中，加强件21构造成在内孔25的孔壁上螺旋延伸的螺旋筋。在其他未示出的实施例中，加强件21可以构造成包括在内衬承压软管1的周向上延伸的周向延伸段和连接至周向延伸段并相对于内衬承压软管1的纵向倾斜延伸的斜向延伸段。进一步地，多个周向延伸段可以在内衬承压软管1的纵向上间隔排列，相邻两个周向延伸段之间连接有斜向延伸段。至少部分周向延伸或螺旋状延伸的加强件21整体在内衬承压软管1的纵向上伸展开，有助于内衬承压软管1弹性膨胀和保持内圆状态。
根据本发明实施例的内衬承压软管1，使用时，将内衬承压软管1置于高温浸泡液中浸湿，使得周向加强件42和纵向加强件43软化。在周向加强件42和纵向加强件43软化的状态下，将内衬承压软管1折为U型并拖拽入待修补管道。之后向内衬承压软管1内通入高压水或高压气体，使得内衬承压软管1膨胀。内层2的螺旋筋21能够辅助内衬承压软管1弹性膨胀，且在无外压的情况下帮助内衬承压软管1维持内圆形态。周向加强件42和纵向加强件43在干燥降温硬化后，可由周向加强件42支撑内衬承压软管1的圆形状态，并由纵向加强件43维持内衬承压软管1的纵向延伸状态。因为有纵向加强件43的存在，本发明的内衬承压软管1可用于修补带有弯头、转折或拐角的管道。
在一些实施例中，外层4的弹性本体41的壁上形成有多个通孔44，每个通孔44从弹性本体41的外壁面延伸至弹性本体41的内壁面，从而连通弹性本体41的第二槽。通孔44位于相邻的两条第一槽之间，并与第一槽相间隔。弹性本体41上的通孔44可以分为多组，每组包含数量相同或不同的通孔44。每组的通孔44可以在内衬承压软管1的周向上间隔排布，例如以均匀间隔排布。在浸泡内衬承压软管1时，位于弹性本体41外壁上的周向加强件42可以直接受热软化，而位于弹性本体41内壁上的纵向加强件43则被弹性本体41上的通孔44中渗入的浸泡液浸泡而软化，从而快速有效地实现整体软化。
在一些实施例中，外层4可以包括隔热材料或由隔热材料制成，例如构造为PEX交联聚乙烯绝热胶管。
在一些实施例中，内层2可以由多个具有不同隔离效果的材料层叠加制成。例如，内层2由外向内可以包括隔热层22、隔气层23和隔水层24。隔热层22例如可以包括PEX交联聚乙烯管或由PEX交联聚乙烯管制成。隔气层23例如可以包括PU或由PU制成。隔水层24例如可以包括PE聚乙烯或由PE聚乙烯制成。
在一些实施例中，外层4的厚度是内层2的厚度的至少两倍。在一些实施例中，隔水层24的厚度是隔气层23的厚度的至少两倍。在一些实施例中，隔热层22的厚度是隔气层23和隔水层24的厚度之和，或大于隔气层23和隔水层24的厚度之和。由于PEX交联聚乙烯管材料具有隔热效果，当根据本发明实施例的内衬承压软管1用于输送带有热量的液体或气体时，较大厚度的PEX不仅能够用来保温，还能防止内层2中通过的液体或气体所带有的热量扩散到外层4，避免用于支撑和维持内衬承压软管1形态的周向加强件42和纵向加强件43受热软化而造成内衬承压软管1坍塌。PE聚乙烯材料具有良好的防水性能，可以用于防止液体外渗。当用于输送气体时，位于隔水层24外侧的隔气层23能够增强内衬承压软管1的气密性。
根据本发明实施例的内衬承压软管1，通过对内层、外层的结构设计，配合周向加强件、纵向加强件材料的物理特性，使得内衬承压软管1在拖入修补阶段能够软化、在胀管后能够维持一定形态，并在胀管完成后能够形成固化强度较高的内衬修补层。本发明的内衬承压软管1对周向加强件、纵向加强件进行了防软化保护。由于存在纵横两个方向的固化强化，使得本发明的内衬承压软管1可在带有弯头、转折、拐角的管道区段形成贴合度较高的内衬形态。
在本文中，针对本发明的多个实施例进行了描述，但为简明起见，各实施例的描述并不是详尽的，各个实施例之间相同相似的特征或部分可能会被省略。在本文中，各实施例的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其变体意在涵盖式，而非穷尽式，从而包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备可包括这些要素，而不排除还可包括没有明确列出的其他要素。
已参考上述实施例具体示出并描述了本发明的示例性系统及方法，其仅为实施本系统及方法的最佳模式的示例。本领域的技术人员可以理解的是可以在实施本系统及/或方法时对这里描述的系统及方法的实施例做各种改变而不脱离界定在所附权利要求中的本发明的精神及范围。所附权利要求意在界定本系统及方法的范围，故落入这些权利要求中及与其等同的系统及方法可被涵盖。对本系统及方法的以上描述应被理解为包括这里描述的全部的新的及非显而易见的元素的结合，而本申请或后续申请中可存在涉及任何新的及非显而易见的元素的结合的权利要求。此外，上述实施例是示例性的，对于在本申请或后续申请中可以要求保护的全部可能特征及元素组合中，没有一个单一特征或元素是必不可少的。
Claims (7)
1.一种内衬承压软管，其特征在于，包括：
具有内孔(25)的内层(2)；
套在所述内层(2)上的外层(4)，所述外层(4)设有在所述内衬承压软管(1)的周向上延伸的周向加强件(42)和在所述内衬承压软管(1)的纵向上延伸的纵向加强件(43)；以及
夹在所述内层(2)与所述外层(4)之间的中间加强层(3)，
其中，所述外层(4)包括套在所述内层(2)上的弹性本体(41)，所述弹性本体(41)的外壁具有在所述内衬承压软管(1)的纵向上排列的多个第一槽，每个第一槽在所述内衬承压软管(1)的周向上延伸，其中，所述周向加强件(42)镶嵌在第一槽中，
所述弹性本体(41)的内壁具有在所述内衬承压软管(1)的周向上排列的多个第二槽，每个第二槽在所述内衬承压软管(1)的纵向上延伸，所述纵向加强件(43)嵌设在第二槽中，
所述弹性本体(41)具有与所述多个第二槽相连通的多个通孔(44)，每个通孔(44)从所述弹性本体(41)的外壁面延伸至所述弹性本体(41)的内壁面以允许加热流体通过。
2.根据权利要求1所述的内衬承压软管，其特征在于，所述加热流体为加热含水油气流体。
3.根据权利要求1所述的内衬承压软管，其特征在于，所述内层(2)具有形成在所述内孔(25)的孔壁上的加强件(21)，所述加强件(21)的至少一部分在所述孔壁的周向上延伸或呈螺旋状延伸。
4.根据权利要求1所述的内衬承压软管，其特征在于，所述内层(2)包括：
限定出所述内孔(25)的隔水层(24)；
套在所述隔水层(24)上的隔气层(23)；
以及套在所述隔气层(23)上的隔热层(22)。
5.根据权利要求4所述的内衬承压软管，其特征在于，所述隔热层(22)的厚度大于或等于所述隔水层(24)与所述隔气层(23)的厚度之和。
6.根据权利要求4所述的内衬承压软管，其特征在于，所述隔水层(24)的厚度至少是所述隔气层(23)的厚度的两倍。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的内衬承压软管，其特征在于，所述外层(4)的厚度至少是所述内层(2)的厚度的三倍。
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