管道加管衬的设备和方法技术

一种给已安装好的管道加管衬的设备，包括一个用来减小穿过其内的衬管的直径的型槽和将型槽夹紧到管道上的夹紧装置。型模具有空心壳体，装有加热装置，如电加热盘管。型模下游设有冷却装置，以冷却从型模拉出的被加热的衬管。型模和夹紧装置之间装有推进装置，协助衬管通过管道。型模有一与模轴心线成６°至３２°倾斜的模表面，沿轴向延伸一在最大直径的型模表面部分和型模出口间的整个轴向距离的至少７０％的长度。型模表面和出口之间的模内壁与模轴线平行。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及为现有管道加管衬的一种设备。在本专利技术的描述中涉及天然气管道、石油管道和给水管道，但可认为本专利技术适用于各种管道。当给已安装好的管道加管衬时(当这种管道埋在地下时会由于地面移动而产生开裂)，公知的办法是把一个加热的塑料管衬拔拉过一型模以减小其直径，然后把其拉进一段现有管道之中。本专利技术的目的是提供一种给已装好的管道加管衬的改进的设备。在衬管被拔拉进现有管道之前用一型模减小其直径。“巳装好”的管道是指那些已装在适当位置、用来完成其预期目的的管道。例如埋在地下用来输送天然气、石油、水或污水的管道，构成一个较大设施一部分的管道，如在石油和天然气提炼厂装置或储存装置里的、或支撑在地面上或者铺设安装以连接供给源与受给者的管道，比如连接油井与提炼厂或港湾的油管。当管道埋在地下时而要进行上述加管衬的工作时，一般是使一台卷扬机靠近要加管衬的某节管道一端的开挖场地，从卷扬机处导引一根缆绳或类似柔性线穿过该管道到另一开挖处，在那边装在一塑料衬管的前端。靠近该第二开挖处有一管道加热和挤压装置，该装置有一加热器和一缩管模。在加热和挤压装置的出口端有一往复式“推进器”以扣住塑料管将其从装置中拉出并迫使其移向要加管衬的管道。按照本专利技术，提供了一种给已安装好的管道加管衬的设备，包括一个型模，用来减小穿过其内的衬管的直径;还包括将型模夹紧到管道上的夹紧装置，型模具有空心壳体，其中装有加热型模的加热装置。最好加热装置包括电加热盘管，它在使用时由供电线路供电。最好该设备在型模下游设有冷却装置，以冷却从型模拉出的被加热的衬管。通过一个关于其操作的最佳方面，本专利技术构想了一种型模。该型模表面全部或部分与模轴线成6度到32度之间的倾斜角，其表面没有超过32度角之外的部分，且沿模轴线延伸一定长度，该长度至少为衬管与此表面相接合的部位与衬管脱开模的部分之间的轴向距离的70%。已有技术实际使用的模制方法的模由两部分分构成第一部分为倾斜的型模表面，用来把直径减小到一最小值;第二部分为模内侧的轴向延伸部分，有平行于模轴心线的壁和与上述最小值相等的内直径。我们发现，在实施本专利技术中，相对于该第一部分的轴向长度来减少所述第二部分的轴向长度，要不然把整个第二部分全部省掉，这样做更有利。特别是，采用这种设计的型模，其第一部分在其轴向上的延伸等于从该衬管与模倾斜面相接触的部位到该衬管从型模出来的出口孔之间的轴向距离的至少70%的轴向距离，且这段距离最好超过80%的上述距离，较有利为超过85%，这样实际上减少了需用以模制衬管的拉力。在实施本专利技术时，使用这样一种型模的另一结果是，当用一根合成碳氢化合物树脂的衬管时，如在实际中常用的聚乙烯或改性聚乙烯衬管时，从模出口孔拉出的衬管表现出与模制程度有关的，比现有技术中具有上述如此基本长度的第二部分的拉模所能产生的更强的径向膨胀趋势，现有技术中模的第二部分占总轴向长度的50%。在放松拉力后，这种趋势将产生比用现有技术的模产生的径向膨胀更大的与拉力成正比的径向膨胀。本专利技术的步骤取决于下述两个因素由放松拉力而引起衬管在要加衬的管道内的膨胀;由模制后衬管的复原力诱发的衬管的膨胀。由于使用上述具有相对于第一部分的轴向长度减少了的第二部分的轴向长度的模，可大大地增加由于放松拉力而引起的与拉力成正比的膨胀，从而改进了对管道加衬操作的控制。相对于我们正在申请中的共同申请等，UK8806926，上述装置更进一步具有一显著优点。当推进器扣住该衬管并把它朝要加衬的管道推进时，由拔拉装置(如卷扬机)施加在该管道远端的拉应力会暂时减少，这是该种推进器工作时所固有的固有品性。当推进器放松其紧扣后，应力又恢复到原值。这会在工作中产生应力连续波动。在这种波动过程中，需要使在最大应力和最小应力之间的转换尽量平稳和具有最少量的激剧变化或跳动。我们发现，由于本专利技术型模的最佳使用的结果，衬管应力变化的幅度减小了而应力波动也平缓了，与现有技术的模相比较，本专利技术型模所产生类似程度的模制所需的拉应力要小，而且从模口挤压出来的衬管部分“回弹”趋势更大，考虑到与施加拉应力有关的非常大的拉力问题，这又在操作安全和效率两方面形成一重要的改进。用本专利技术的方法，在单个操作中可以加衬的管道长度一般可在10米以上。在任何特殊情况下，可加衬的管道的有限长度将取决于下述几个因素的组合在管道内衬管移动的摩擦阻力;进入管道后直径已变小的衬管承受变形的程度(该问题在直径较大，SDR比例相当大的衬管中碰到过);在衬管前端的极限应力，即超过此应力时衬管可能会受到永久性破坏或伸长;带动拔拉装置的机械(如卷扬机)的功率;衬管直径和/或平直度的均匀性及管道内侧直径或平直度的均匀性。在任何特殊情况下，最合适的可行的加衬长度能通过反复试验容易地确定。采用本专利技术的方法，管道加衬的长度可达到450米或更多。模的表面抛光可用现有技术中已知办法做到。这种表面抛光应至少低于N7，较好的要一般低于N6，最好低于N5，理想的是在N4左右或更低。已发现，当该型模的倾斜面相对于其轴心线具有相当小的倾斜角时是有利的，这个角的大小在12～29度之内，最好是20～25度。减小这个角度会帮助降低用来产生对衬管的压力所需的拔拉荷载，但对任何给定压缩程度的压力而言，同时也增加了模制面的面积。最佳角度将为，在任何特殊的情况下，使高荷载的所有缺点减少到最少，以一方面产生压缩和另一方面产生大的摩擦诱发模表面面积。该模表面形状可为截头圆锥体。换句话说，在上述模倾斜角范围内，模的倾斜面可有一个相对于其轴心线的可变倾斜角。当采用与本专利技术方法相匹配的保持恢复变形的材料构成的衬管时，衬管可处于其材料的恢复力的影响下并可望在加衬管道内发生径向膨胀，这是本专利技术的一个重要的和很好的特征。通过适当选用衬管的原始直径、在模制操作中的压力大小、以及与要加衬的管道内直径有关的模出口直径，在管道内环境温度和压力下，在放松应力后，由恢复力而诱发了管道内衬管的膨胀，本专利技术能以上述措施而提供一种与管道紧密配合的衬管的方法。没有必要用现有技术所提供的方法使在管道内的衬管膨胀。这些方法如用衬管内特大的大气压力，从内侧给衬管加温，或最初就对衬管使用非常高的拉力，使其在进入管道之前就引起其直径的预先减小。在任何特殊的情况下，为实施本专利技术方法而使用的精确的操作条件将取决于上述几个因素，而且将根据管道的内直径和管道被使用的目的(如是否用于水或气体)、衬管的材料和衬管的SDR(SDR表示在衬管模制前其直径与其壁厚的比)。衬管用的较好材料是聚乙烯，但具有必要的保持复原特性的其它材料，如聚乙烯的共聚物和十个碳原子以上的至少为一个α-烯烃的化合物也可同样使用。虽然在通过型模的过程中衬管的直径减少高达15%，但其减小值最好在5.0%到9.8%范围内，该减小值应允许衬管能拔拉过现有管道。现有管道内径常常不是准确的，可能沿管道长度而变化。而且衬管的恢复率可能随着环境条件和该衬管的材料的不同而变化，由于这些事实，上述较为简单的要求就变复杂了。与该管道的使用和提供现有管道充分内密封的要求相符的前提下，该衬管的壁厚应尽可能薄。最好衬管的壁厚对其直径的比在10～46之间。把衬管拉过现有管道所选择的最大拉力应是在上述衬管的屈服强度的45%～55%之内为最好，特别是约50%。型模的入口直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种给已安装好的管道加管衬的设备，包括一个型模，用来减小穿过其内的衬管的直径；还包括将型模夹紧到管道上的夹紧装置，其特征在于型模具有空心壳体，其中装有加热型模的加热装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩爱德华麦圭尔，
申请(专利权)人：BG公开有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]