[发明专利]管道加管衬的方法和设备

说明书

本发明涉及为现有管道加管衬的一种方法和设备。在本发明的描述中涉及天然气管道、石油管道和给水管道，但可认为本发明适用于各种管道。

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。

本发明的目的是提供一种给已装好的管道加管衬的改进的方法。在衬管被拔拉进现有管道之前用一型模减小其直径。“已装好”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。

按照本发明，提供了一种给已安装好的管道加管衬的方法，它包括 如下步骤：取一节衬管，其外径大于要加衬的管道的内径;使用拔拉装置在拉力下将衬管拉过一型模，将衬管外径减小，该拔拉装置穿过管道并连接于衬管的前端;把外径减小到比要加衬的管道的内径小的尺寸的衬管拔拉通过已装好的管道;衬管由具有保持复原能力的聚乙烯或聚乙烯共聚物的塑料材料做成的;使由拔拉装置所施加的拉力在衬管从型槽内拔出后能部分地抑制衬管外表面的径向膨胀;在将衬管拉过已装好的管道以后，放松所述拉力而在普通大气压力和管道的环境温度下使该管在该管道内复原膨胀。

按照本发明，在将衬管模制之前可将其预先加热到35℃-90℃之间。在一种实施方案中，可将衬管预先加热到35℃-65℃之间，最好预先加热到45℃-55℃之间。衬管的部分预加热可在型模内完成。按照本发明衬管外径的减小达15%。

本发明的一个方面是：在模制衬管之前采用本发明涉及技术所公知的办法加热衬管。或者说此外，也可在衬管通过型模过程中加热衬管。在这种情况下，本发明提供了在衬管穿过型模的同时加热型模内表面的方法。

本发明的另一方面是：可以在环境温度下进行模制操作。选择适合于在环境温度下模制的衬管取决于，尤其是取决于，该衬管的尺寸、其SDR比和制成该衬管材料的特性。在环境温度下，操作者经过反复试探的方法可容易地确定是否可以某一特殊条件下成功地模制衬管。

通过一个关于其操作的最佳方面，本发明构想了一种型模。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，在实施本发明中，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。在实施本发明时，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。

本发明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。