DE2212330A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Testen und Abdichten von Lecks in Rohren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Testen und Abdichten von Lecks in RohrenInfo
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Description
48 Bielefeld, Herforder Strafte 17
THE PENETRYN SYSTEM, INC., 5501 Vineland Road, Orlando,
Verfahren und Vorrichtung zum Testen und Abdichten von Leckö in
Rohren
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Testen und Abdichten von Lecks in Rohren.
In Rohren, wie Abwasserrohren, entwickeln sich ständig Lecks, insbesondere in den Dichtungen zwischen Rohrabschnitten. Vor
der Entwicklung von Fernsehkameras und interner Rohrabdichteinheiten
erforderte die Reparatur von unterirdischen Rohren die Berechnung der Infiltrationsstelle und dann deren IPreilegung,
bis das Leck lokalisiert und die Reparatur durchgeführt war. Das war jedoch zeitraubend und teuer. Daher wurden isolierte
Kameraeinheiten entwickelt, z.B. Fernsehkameras, die Beleuchtungseinrichtungen aufweisen und die durch die Rohre hindurchgleiten,
um Fehlstellen, Anschluss-Beschädigungen und dgl. festzustellen. Wenn einmal eine Fehlstelle oder ein Leck im Rohr entdeckt
und mit der Kamera lokalisiert ist, kann ein Loch gebohrt werden zu einer Stelle im Bereich des Lecks und durch Abdichtungsmaterial, das durch Leitungen zugeführt wird, kann das Leck repariert
werden. Dieses Verfahren und eine solche Vorrichtung ist in dem US-Patent 2 971 259 beschrieben.
Die Weiterentwicklung bringt die Entwicklung eines Mechanismus für die Abdichtung von Rohrlecks von innen, und zwar eine Rohraodichtungsvorrichtung
im nachfolgenden "Packer" genannt, der in
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dem Rohr in seiner Längsrichtung beweglich ist für die Einführung von Dichtungsmaterial in das Leck. Ein derartiger
"Packer" ist in dem US-Patent 3 168 908 beschrieben. Dieser Typ von Abdichtpackern wird in Verbindung mit einer darin befindlichen
Fernsehkamera verwendet in einem Verfahren für das Abdichten und die Reparatur interner Lecks in Abwasserleitungen,
in welchen der Packer in dem Rohr verschoben wird, bis das Leck von der Fernsehkamera und einem Bildschirm erfasst
wird, der in einem festen Abstand von dem an dem Leck befindlichen Packer angeordnet ist; dann wird der Packer eine bestimmte
Strecke vorgeschoben, um den Packer direkt über das Leck zu bringen; dann wird das Leck mittels des Packers isoliert und das Abdichtmaterial
eingeführt. Dieses Verfahren ist in dem US-Patent 3 168 909 dargestellt. Schliesslich ist ein verbesserter
Packermechanismus für die Verwendung mit einem schnell dichtenden chemischen Material in dem US-Patent 3 103 235 beschrieben,
in dem ein zylinderförmiger Packer einen Zylinder aufweist, der
bedeckt ist von einer aufblähbaren Blase, der an jedem Ende verschlossen
ist, und der einen zweiten festen Zylinder aufweist, der über der Blase und in deren Mitte angeordnet ist, um einen
Packer zu schaffen, der für schnell dichtende Materialien geeignet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der die Peststellung, ob in einem Rohr ein Leck vorhanden ist, möglich ist, und mit der auch mittels
eines Packers der Fernverschluss des genannten Lecks durchgeführt werden kann.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination von:
einem Packer, der aufblähbare Endteile aufweist; einer Leitung, die verbunden ist mit dem genannten Paker und
einer Strömungsleitung für das Aufblähen der aufblähbaren Endteile, um in dem Rohr eine leere Zone zu bilden;
Druckmessmittel, die in dem genannten Packer angeordnet sind für die Messung des Druckes in der genannten Zone, wenn die
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aufblähbaren Endteile aufgeblasen sind; und AbdichtmateriaT-Leitungen, die einen Vorratsbehälter für
die Abdicht-Chemikalien mit dem genannten Packer für die Auffüllung der genannten leeren Zone verbinden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Feststellung
von Lecks in Rohren, das einen Packer verwendet, der aufblähbare Teile aufweist.
Das Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ausrichtung des genannten Packers in eine vorherbestimmte Stellung in einem zu testenden Bohr;
Ausdehnung der genannten aufblähbaren Teile, um eine dazwischenliegende Zone des Rohres zu isolieren;
und Feststellung, ob ein Leck in der genannten Zone des Rohres vorhanden ist durch Messung des Druckes oder des
Druckabfalles in der genannten Rohrzone.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen: ·
Figur 1 eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung, Figur 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach der Erfindung.
In dem Beispiel der Fig. 1 ist ein Packer 10 in einem unterirdischen
Rohr 11 angeordnet, das z.B. eine unterirdische Abwasserleitung sein kann, und das Dichtungen 12 zwischen den Sektionen
des Rohres 11 aufweist. Gezeigt ist eine Muffenverbindung. Der
Packer 10 weist eine Fernsehkamera^jdie an seinem einen Ende angeordnet
ist, sowie ein Leitungspaar für das Abdicht-Material
14 und 15 und eine Luftleitung 16 auf.- Die Luftleitung 16 ist
verbunden mit den aufblähbaren Endteilen oder Blasen 17 und 18, um diese aufzublähen. Der Packer 10 weist ferner ein Kufenpaar
20 und 21 auf, um in dem Rohr zu gleiten, wenn die Blasen 17 und 18 nicht aufgebläht sind, während der Packer 10 in eine ge-
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wünschte Stellung gebracht wird.
Die Materialleitungen 14 und 15 weisen öffnungen 22 und 25
durch den Zylinder 24 auf, der zwischen den Blasen 17 und 18
angeordnet ist, für die Zuleitung eines schnell dichtenden chemischen Abdichtmaterials in die Zone 25» die begrenzt wird
durch die aufgeblähten Blasen 17 und 18, den Zylinder 24 und die innere Fläche des Rohres 11* Die beiden Chemikalien in dem
Dichtungsmaterial mischen sich in der leeren Zone 25 unter Druck und dichten das Leck in der Dichtung 12. Die Dichtung 12 wird
zunächst durch die Kamera 13 im Zusammenwirken mit einer Beleuchtungseinrichtung
lokalisiert, die zusammenarbeitet mit einem Fernsehmonitor 26, wodurch die Bedienungsperson die Dichtung 12
oder das Eohrleck sehen und den Packer 10 ausrichten kann, indem er einen Auffänger direkt über der Dichtung 12 anordnet und dann
den Packer 10 um eine bestimmte Distanz verschiebt, um den Packer im Verhältnis zur Dichtung 12 auszurichten.
Die Dichtungsmaterial-Leitungen 14 und 15 haben Ventile 30 bzw.
31, die oberhalb der Erde 27 angeordnet sind, wodurch sie betätigt
werden können, um die leere Zone 25 mit Dichtmaterial zu
füllen, wodurch das Leck in der Leitung 11 abgedichtet wird.
Ein Paar Rückschlagventile 32 und 33 sind in den Leitungen 14 bzw. 15 angeordnet, und .zwar in der Nähe des Packers 10, um zu
verhindern, daß Luft, die unter Druck in die Zone 25 eingeführt wird, in die Materialleitungen 14 und 15 eindringt. Die Luftleitung
16 ist ebenfalls verbunden mit einer öffnung 35 der Leitung 34 durch den Zylinder 24, um Luft in die leere Zone 25 zu
leiten. Ein Luftablassventil 36 verhindert, daß Luft durch die
Leitung 34 strömt, bevor ein vorherbestimmter Druck erreicht ist, und ein Luftdruckregler 37, der in der Leitung 34 angeordnet ist,
ermöglicht die Zufuhr von Luft in die leere Zone 25 mit einem bestimmten Luftdruck, während ein Rückschlagventil 39 verhindert,
daß Dichtungsmaterial in die Luftleitung 16 eindringt.
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Luft mit einem vorherbestimmten Druck, wie 2,1 kg/cm bläht die
Blasen 17 und 18 vollständig auf; durch Erhöhung des Druckes
auf etwa 2,5 kg/cm öffnet sich das Luftablassventil 36, aber
der Luftdruckregler 37 lässt, nur einen geringeren Druck zu wie
0,42 kg/cm , in der Zone 25· Das ermöglicht die Luftzufuhr
durch eine einzige Leitung, ohne daß ein so grosser Druck in der Zone 25 hervorgerufen wird, daß die Widerstandsfähigkeit
der Blasen 17 und 18 überschritten wird.
Obwohl Luft ein übliches und billiges pressfähiges Strömungsmittel
ist, das die Feststellung in der Dichtung 12 ermöglicht, können andere Strömungsmittel unter bestimmten Umständen verwendet
werden.
Wenn der Packer 10 ausgerichtet ist mit der Dichtung 12 durch die Kamera 13 und die Blasen 17 und 18 aufgebläht sind für die Abdichtung
des Dichtungsbereiches, dann ist es bei Verwendung von Dichtungen, wie die mit 12 bezeichnete, immer noch schwierig,
festzustellen, ob ein Leck in der Dichtung vorhandea ist oder nicht, da eine defekte Dichtung im Gegensatz zu anderezr Lecks
oder Schadensstellen im Inneren des Eohres normalerweise nicht
anders aussieht als intakte Dichtungen, falls nicJat Wasser zu
sehen ist, das in das Rohr eindringt.
Es ist ferner wünschenswert, daß der Packer 10 genau im Verhältnis
zur Dichtung 12 ausgerichtet ist. Luft wird über die Leitung 34 in die leere Zone 25 geführt, wo sie einen Druck erzeugt, der
aufrechterhalten bleibt, wenn nicht ein Leck in der Dichtung vorhanden ist. Dieser Druck wird von einem Druckübertrager 38
erfasst und gemessen von einem visuellen Druckmesser 40. Wenn der Druck nicht aufrechterhalten bleibt, ist ein Leck in der
Dichtung 12 vorhanden. Wenn die Blasen 17 und 18 aufgebläht sind und Luft in die Zone 25 geleitet wird, dann kann die Luftströmung
alternativ auf einem LuftStrommesser 41 gemessen werden, um
die Luftmenge zu bestimmen, die durch die Leitung 16 hindurchgeht und die somit aus der Strecke 25 über die Dichtung 12 ent-
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weicht. Die externen Steuerungen weisen ebenfalls ein Luftventil 42 auf für die Einschaltung der Luft, falls erwünscht.
Der Luftdruckmesser 43 dient der Feststellung des Luftdruckes, mit dem die Leitung 16 beaufschlagt ist, während der Luftdruckregler
44 der Regulierung des Druckes dient. Ein Luftablassventil
45 dient zum Ablassen des Luftdruckes aus der Leitung
Wenn einmal feststeht, daß in der Dichtung 12 ein Leck vorhanden und der Packer genau lokalisiert ist für den Verschluss des
Lecks 12, dann können die Materialventile 30 und 31 chemisches
Material über die Leitungen 14 und 15 in die Zone 25 einführen,
um die Lecks in der Dichtung 12 abzudichten.
Eine Mehrfachleitung 46 liefert Eingangs- und Ausgangssignale zu und vom Übertrager 38, von der Energiezuleitung zum Übertrager und zur Signaleinheit 47. Ein Leerzonen-Druckmesser 48
leitet den Druck in der Zone 25 an die Ferneteuereinheit. Der Messer 40, der direkt mit der Zone 25 verbunden ist, ist ein
alternativer Weg zur Erlangung von Druckmessungen in der Zone bei grösseren Packern. Sr ist für die Linse 50 der Kamera 13
sichtbar und kann auf dem Monitor 26 abgelesen werden.
Es gibt drei Wege für die Feststellung eines Lecks in der Dichtung
12 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung:
Der erste besteht darin, den Luftstrom durch die Leitung 16 mit dem Luftstrommesser 41 zu messen, um die aus der Zone 25 entweichende
Luftmenge festzustellen. Der zweite misst den Luftdruck in Zone 25 mit dem Übertrager 38, basierend auf der Luft,
die in die Zone 25 über die Leitung 34 eingeleitet wird. Der Übertrager 38 kann jedoch in Verbindung mit dem Druckmesser
oder dem Druckmesser 40 betätigt werden, um den Druck in der Zone 25 zu messen, der verursacht wird durch die Blasen 17 und
18, die sich aufblähen, um die Zone 25 abzudichten. Die sich aufblähenden Blasen 17 und 18 treten in Kontakt mit der inneren
Fläche des Rohres 11 und schliessen zunächst die Zone 25 ab, während die weitere Ausdehnung der Blasen 17 und 18 das Volumen der
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Zone 25 vermindert, wodurch, ein Druck in der Zone 25 erzeugt
wird, der etwa 0,05 kg/cm oder weniger beträgt und der abgefühlt
wird durch einen empfindlichen Übertrager 38, der Jedoch zu gering ist, um von dem Druckmesser 40 erfasst zu werden für
die Feststellung, daß in der Zone 25 der darin enthaltene Druck aufrechterhalten bleibt und ob tatsächlich ein Leck in der
Dichtung 12 vorhanden ist. In einem anderen Verfahren zur Luftdruckprüfung kann das Ausmaß des Lecks im allgemeinen bestimmt
werden dadurch, wie lange in der Zone 25 der Luftdruck aufrechterhalten
bleibt. Der Luftstrommesser 41, der einen kontinuierlichen
Luftstrom in dielowlSleitet, wenn diese undicht ist, liefert
offensichtlich eine genauere Messung der Grosse des Lecks.
Das System ist kompatibel mit allen drei zylinderförmigen Abdichteinrichtungen,
die zwei Materialleitungen und eine Luftleitung aufweisen, und die Dichtung kann in einem Arbeitsgang getestet,
abgedichtet und erneut getestet werden. Der Druckübertrager 38 kann irgendein bekannter Typ von Druckübertragern sein, insbesondere
ein elektrischer, der nicht durch Dichtungsmaterial unterbrochen
werden kann. Ein derartiger Übertrager wird von der Fa. 6.M. Giannini & Company, Inc., Pasadena, California, im Rahmen
ihrer Druckwandler-Serie 46 155 geliefert. Als Luftdruckregler 37 kfcnn jeder Reglertyp verwendet werden, der für Luft
geeignet ist, aber es ist wünschenswert, einen kleinen oder Miniaturregler zu nehmen, von denen es viele auf dem Markt gibt.
Ein Vorteil, der sich bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung
ergibt, ist der, daß während des chemischen Abdichtprozesses der Dichtungsdruck in der leeren Zone bekannt ist wegen der Verwendung
des Druckübertragers, und zwar ohne Rücksicht auf die Sichtverhältnisse. Die Dichtmaterialventile können auf diese
W-ise benutzt werden, um die Zufuhr von Dichtungsmaterial zu drosseln, so daß der Dichtungsmitteldruck in der leeren Zone
nicht die Widerstandsfähigkeit der Packerdichtungen übersteigt.
In der Fig. 2 ist ein Flussdiagramm, das das allgemeine Verfahren
nach der vorliegenden Erfindung erläutert, dargestellt. In diesem
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Verfahren erfolgt zunächst der Schritt 60 zur Ausrichtung des Packers in Übereinstimmung mit bekannten Techniken, dann
Schritt 61 zur Ausdehnung des Packers, um die Zone 25 zu bilden. Der nächste Schritt 62 ist die Einleitung von Luft in die
Zone 25· Der Schritt 63 betrifft die Messung des Luftstromes in
die Zone 25-durch den Luft strommess er 4-1, der Schritt 64 betrifft
die Einleitung von Dichtungsmaterial zur Abdichtung des Lecks; dann folgt Schritt 65, die Entleerung des Packers 10.
Ein alternativer Schritt 66 betrifft die Messung des Luftdrucks in der Zone 25·
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Claims (1)
- Patentansprücherl yVorrichtung zur Feststellung von Lecks in einem Sohr in Kombination mit einem Packer für die ferngesteuerte Abdichtung des genannten Lecks, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale?- einen Packer (10), der aufblähbare Endteile (17, 18) auf= weist';- einer Leitung (16), die mit dem genannten Packer (10) verbunden ist und eine Strömungsleitung für das Aufblähen der aufblähbaren Endteile (17? 18),um eine leere Zone (25) in dem genannten Rohr (11) zu schaffen ι- Luftdruck messende Mittel (40), die in dem genannten Packer angeordnet sind, für die Messung des Drucks in der Zone(25)? itfenn die aufblähbaren Endteile (17, 18) aufgeblasen sindj- und Dichtungsmaterial-Leitungen (14, 15)5 die von einer abdichtende Chemikalien enthaltenden Quelle zu dem genannten Packer führen zur Abdichtung des Eohres (11) im Bereich der leeren Zone (25)«2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (16) mit einer Leitung (34) verbunden ist, die ein Ventil (37) aufweist, das die öffnung der leitung (34) zu der leeren Sorie (25) nur darm zulässt, wenn ein vorherbestimmter Strömungsdruck erreicht ist.5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,' daß das Ventil (37) ein Druckregler ist.4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Otromungsfluss messende Mittel (41) mit der Leitung (16) verbunden ist.2Ü9841/0 7-2 2ίο -5. Yoi'richtuiig iiaeh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmaterial -Leitungen (14, 15) Rückschlagventile (32, 33) aufweissn» die verhindern, daß die in die leere Zone (25) eingeieitets Strömung in die genannten Dichtungsmaterial-Leitungen eindringt.6» Vorrichtung nach einsa der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g-ΐΛ.'ΐ:-SGiciin-gti αε,ϋ dis Leitung (16) als Luftleitung ausgebildet la-':, dii- Eii'~ ©1ϊ:θ2? unter Druck stehenden Luftquelle verbunden ist,7- " ":i-:^3.3liv;iiiig Eacii ei^'sri dar vo'-"'.li3rser-.den Ansprüche, dadurch ge- '&.-■'>>:.:.-''':<:-.h;\£t,^ diiS der Paol7.-i.-r (10) mit ^-iner Fernsehkamera (13) f'ViV ."""-3 I-cd:?l';.:Eis2?tiBg siöglidisr I-e,Än " deci Hohr (11) verbunden iz - ■/./>?.:. da·: dr-iiei^2s :■:-:.sea de Mittel ',■"-!-*.'-'■ -.3 Druckiaesser ausgeciLd: "ν dst # ds:.: alt dsr lesrea Zone ;..ΐ>) ■;. Runden und derart c,/.-V"r-o-iis-L' iLö'l;, daß die Eiias^a (13) -'.er. d/-c.aesser (40) sehenοΛ-γ.Πα UF.Cii -sii".,-?;! de^ Ti-r-herg3::--.:!Ti.dei'r Ansprüche, dadurch ^.;L:^v: /laß da=s de:a Drucd moas^nde "Mitti-1 (40) einen :·:·:·;■-■ 5-:,? fi33', viiidaas-a. ds:.; 3id- d^.-r leeren Zone (2>) ver-■-".\; j v:.d dar ei:;;. slel-itriscL·?; "-r^r-bixidung (46) zu einem "Ξ-"· avtd".;iis"-; xii- die Fsr-jaDlii^uvia- des Drucks in derd^-did^r:z 3V.:? V'G^tsteiiung: voi: Lecks in Rohren unuer Verwen- :.v ΐΐΐΐ?^ Prc:-"..:s:-:-s, der- &ui'bläxibare !eile aufweiöt;, gekennzeichr durch do/.^5:d-9 Ar-b-itssehritteiβ. ι Ausr-iehfJUQ;? iss seDanntas Packers (10) in eine vorherbe-fc^iiMßte Position in eines: zv. behandelnden Hohr (11); X- j i:-.i!3dehni-!n5 der genenaten aufblähbaren Teile (17, 18;, um v-iiie Zod9 (25) des Hohree (H) zwischen diesen Teilen zuisolieranj und
Cy i's-ststsilung, ob in dieser Eohrzone (25) ein Leck vorhanden ist durch Messung: des Druckes oder des Druckabfalles in der genannten Sohrsone.209841/0722ΊΟ. Ein Verfahren nach. Anspruch 9, gekennzeichnet durch folgende Arbeitsschritte:a) Zuleitung von Luft in die genannte Zone (25) des Rohres(11);b) Messung des Luftstromes der in die genambe Zone fliesst, um das Ausmaß des Lecks in der Rohrzone festzustellen.11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Schritte' zur Messung des Luftdrucks in der Zone (25) des Rohres (11), um festzustellen, ob der genannte Druck aufrechterhalten "bleibt.12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsschritte zur Ausdehnung der aufblähbaren Teile (17, 18) und zur Zuleitung von Luft in die Zone (25) cLes Rohres (11) die gleiche Luftleitung (16) verwenden, um Luft unter Druck in die Zone (25) des Rohres (11) von der Luftleitung (16) einzuleiten, wenn ein vorherbestimmter Druck in der Luftleitung (16) erreicht ist.13· Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Zuleitung von Dichtungsmaterial aus Dichtungsmaterial-Leitungen (14, 15) zu der Zone (25) des Rohres (11), um ein Leck in dem Rohr (11) abzudichten und Verhinderung des Eindringens von Luft in die genannten Dichtungsmaterial-Leitungen während der Zuleitung von Luft in die genannte Rohrzone.14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Verhinderung des Eindringens von Dichtungsmaterial in die Luftleitung (16, 34) aus der genannten Zone des Rohres (11) während der Zuleitung von Dichtungsmaterial zu der genannten Rohrzone (25)·15· Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der aufblähbaren Teile (17, 18) über das Maß hinausgeht, das notwendig ist, um den Kontakt mit den inneren Flächen des abzudichtenden Rohres (11) herzustellen, wodurch die Rohrzone in ihrem Ausmaß verkleinert wird, so daß Druck darin ent-209841/0722entsteht; und -umfassend die Messung des Luftdrucks in der genannten Rohrzone erfolgt, um festzustellen, ob der genannte Druck darin aufrechterhalten bleibt.16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Zuleitung von Luft in die leere Zone des Rohres (11).17· Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Druckmessung durch einen empfindlichen Druckübertrager (38) erfolgt, der in der Lage ist, weniger alsο
0,07 kg/cm zu messen.209841/0722
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