專利名稱：用于制造管襯的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
在某些方面中，本發(fā)明涉及用于制造管襯的系統(tǒng)和方法、涉及有 村里的管和管道、涉及具有襯和纖維光學傳感器的管道、涉及用于為 管加村里的方法和管村，而在某些具體方面中，涉及連續(xù)加固的熱塑 性管襯，該熱塑性管襯可在剝蝕管襯的修復中用作獨立管襯。
第一和第三發(fā)明的
背景技術(shù)：
液體和氣體的管道和/或地下輸送已使用了許多年。所述管道和/
或地下輸送已證實是用于長距離輸送潛在爆炸性、易燃性、和/或有毒 液體(例如，原油)和氣體(例如，甲烷和丙烷)的一種有效且安全 的方式。提供這種長距離輸送的一種方法是通過金屬管和管道。在過 去，從成本和原材料供應的觀點來看，金屬(諸如鋼、銅、鉛等)的 利用是有效的。然而，隨著全世界的人口增長并且將液體和氣體輸送 到更多地方的需求增加，由于多種原因?qū)е逻@種金屬物品的繼續(xù)使用 變得越來越難。最初，所述金屬管和管道的制造是在特定鑄造車間(這 些鑄造車間通常位于離所需安裝位置較遠的距離處)在高溫制造方法 下進行的。這種非現(xiàn)場制造可能需要將笨重的金屬物品輸送到安裝位 置，之后順序地布置到已挖出的溝渠中。由于金屬物品較重并且必須 連接在一起以形成預期的管道，因此可能難以執(zhí)行這些程序。另外， 為了減少獨立管之間連接部的數(shù)量，可形成較長的金屬管，伴隨著所 需焊接連接的增加而增加了復雜性。與金屬管和管道相關(guān)的其它問題
包括內(nèi)部和外部腐蝕(這可能污染所輸送的液體或氣體)的可能性； 土地位移阻力的低閾值，這可能造成管道內(nèi)部的損壞；以及在更換部 分中磨損的金屬管的困難，這也是由于金屬管重量、金屬管長度、以
及連接焊接而導致的。這些問題已證實在某些地理區(qū)域(所述地理區(qū) 域是經(jīng)常遭遇地震的區(qū)域)中是極為麻煩的。在過去，當發(fā)生預料不 到的地震時，證實金屬氣體和液體管道不具有足夠的撓性以承受施加 于其上的剪切力，并且導致這些地區(qū)發(fā)生爆炸、泄漏或中斷供應。這 些金屬物品保持在用的原因是它們能承受高壓力。此外，盡管所述金
屬管被設計成可承受這種高壓力(例如，超過80巴)，但一旦在實際 金屬管結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述裂縫會容易地蔓延且尺寸擴大， 并且在連續(xù)的高壓力施加于同一變?nèi)鯀^(qū)域的情況下可能會更大。因此 在這種情況下，除非進行了封閉并且采取了修補或更換，否則即將發(fā) 生管的故障。
盡管在全世界的各個地區(qū)均需要制造新管道，但也存在日益增長 的更換已在用的日益退化的管道的需求。老化的管道近年來導致了與 使用這種老化物品的安全性有關(guān)的問題。預料不到的爆炸已產(chǎn)生了悲 劇性結(jié)果。因此一些老舊金屬管的徹底檢查和更換是必要的。這些老 舊金屬管中的一些構(gòu)建在過去是郊區(qū)而現(xiàn)在是人口眾多的市區(qū)的地區(qū) 中，因此增加了與發(fā)生故障有關(guān)的危險。期望沿著相同的精確路線完 全更換舊的管道。在人口眾多的地區(qū)，挖掘和更換方法變得極為困難、 不便且費用大。
由于以上提到的困難，需要開發(fā)比較安全、持續(xù)時間較長、易于 安裝、不腐蝕、不傳遞裂縫以及撓性好的管線材料。目前已經(jīng)有一些 為這樣的應用設計的熱固性或者熱塑性物品。這些包括某些纖維纏繞 強化材料(包括玻璃纖維、聚芳族聚酰胺、聚酯、聚酰胺、碳纖維等)。 但是，所獲得的產(chǎn)品不包括特定的織物強化產(chǎn)品(它們是纏繞特定的 塑料材料層的纖維)，因此難以制造并且成本高。另外，這樣的纖維纏 繞材料通常不易在管安裝地點被生產(chǎn)，這是由于在熱塑性或者熱固性 層生產(chǎn)后形成纖維纏繞強化物品的復雜性所導致的。另外，對于非就 地生產(chǎn)，輸送和地面放置可能是困難的問題。這樣，盡管過去已經(jīng)對 金屬管和管道提出了一些改進，但在目前本發(fā)明人所知的符合地下液
高壓金屬物品的方式的可行的選擇方案。
管襯已經(jīng)用于多種應用中以阻止管線由于內(nèi)部腐蝕而導致的進一 步劣化、增大耐腐蝕能力以及阻止在接頭處的泄漏。管襯通常被設計 成只抵抗安裝載荷并且用作被傳輸?shù)牧黧w的壓力阻隔元件。操作載荷 被直接傳送到可能已經(jīng)超過其設計壽命的主管壁并且由主管壁承受。 管襯通常不恢復管線的操作參數(shù)。管村具有多種已知的形式。這些包
括現(xiàn)場固化管("CIPP")。 CIPP產(chǎn)品是浸漬有未固化熱固性樹脂的纖 維強化產(chǎn)品，主要用于下水道和總水管修復。CIPP被插入到主管中
并且膨脹接觸主管壁并且通常通過將加熱的水泵送通過被管線加強的
CIPP而被固化。CIPP村被設計成僅抵抗安裝作用力并且通常不用于
提高主管的強度，或?qū)μ岣咧鞴艿膹姸茸饔貌淮?。另外，它們通常?br> 免于受到外部腐蝕。這種類型的管襯的示例被披露在美國專利us
4,064,211和US 6，708，729中(并且在這里所述的現(xiàn)有技術(shù)中)。這樣 的管襯的使用已經(jīng)在工業(yè)文獻中被記載并且不適用于高壓的情況下。
另一種類型的現(xiàn)有技術(shù)管線是擠壓熱塑性管襯。這些產(chǎn)品是諸如 HDPE (高密度聚乙烯)、尼龍、PVC (聚氯乙烯)合金以及其他這樣 的常用于管道輸送應用和/或減輕腐蝕的材料的連續(xù)多段熱塑性材料。 這些材料有時組合使用(即，多層不同的材料)或者具有間斷的纖維 強化段以提高性能。這種類型的產(chǎn)品的限制是它取決于主管線的強度 以抵抗操作應力；它具有有限的拉伸強度，因此僅以較短的長度被拉 到主管線中，通常一英里或者更??；并且它不能免于受到外部腐蝕。 這種產(chǎn)品的另 一個限制是流體能夠滲透壁。所有熱塑性材料在一定程 度上是可滲透的。滲透的氣體會被收集在壓力可能增大到達管線的操 作壓力的水平的管襯主管界面的空間中。當管線壓力突降時，被收集 的氣體遵循通常的氣體定律并且膨脹。這樣的膨脹通常導致管村彎曲 (所謂的"襯塌陷")。因此，具有聚合物管襯的管線通常裝有"排氣 系統(tǒng)"并且建立操作程序"排出"滲透的流體(例如見美國專利US 5,072,622，其中描述了一種在使得管襯坍塌前排出這樣的氣體的方 法)。開發(fā)的用于安裝熱塑性管襯的方法包括鍛襯，利用特定尺寸的輥
和襯張力減小管襯的直徑(例如見美國專利US6，240，612)，以及其中 圓襯被折成"C"、 "H"、 "W"、 "U，，或者其他便于插入的形狀的"彎 折和成形"方法(例如見美國專利US 4,863,365、 4,985,196、 4,998,871 和6,058,978)。包括這樣的管襯的使用的應用在工業(yè)文獻中被描述。
另一種公知的用于管線修復的管襯產(chǎn)品和方法是可被拉到或者插 入主管中的撓性且剛性的可巻繞復合管件?？蓭喞@復合管件的直徑遠 小于主管的直徑以使其被安裝。該管和安裝方法可增大管線額定壓力 以及提高內(nèi)部和外部的抗腐蝕性，但是會導致主管的有效內(nèi)徑大大減 小。這導致管線操作費用增大。該產(chǎn)品的其他重要的限制是為了節(jié)省 成本而在公路輸送足夠連續(xù)長度的直徑大于約4英寸的剛性可巻繞管 的困難(例如見美國專利US 3,769,127、 4,053,343、 5,755,266、 5,828,003 和6，065，540 )。
另 一種公知的用于管線修復的管襯產(chǎn)品和方法是可被拉到或者插 入主管中的強化熱塑性管。該產(chǎn)品通常包括由包覆層保護的纖維或者 帶所強化的擠壓熱塑性襯。這種撓性好且具有剛性的管和方法可增大 管線額定壓力以及提高內(nèi)部和外部的抗腐蝕性，但是會導致主管的有 效內(nèi)徑大大減小，導致管線操作費用增大。該方法的另一個限制是為 了節(jié)省成本而在公路輸送足夠連續(xù)長度的直徑大于約4英寸的剛性管 的困難(例如見美國專利US 2，502，638、 4,000,759、 4，384，595、 5,072,622 和6,305,423 )。
巻繞纖維強化塑料管通常具有多種形式，包括其中特定纏繞段(例 如30英尺)被生產(chǎn)的間斷段產(chǎn)品和連續(xù)段產(chǎn)品，通常被稱為"可巻繞 的復合管"或者"SCP"。 一種公知類型的SCP使用在聚合物基質(zhì)(例 如環(huán)氧樹脂或者聚酯)中被巻繞纖維層強化的聚合物襯或者芯管(例 如見美國專利US 6,782,932、 5,933,945、 5,921,285、 4,384,595、 4,142,352 和4,120,324)。另一種公知類型的SCP具有利用其中在聚合物襯移動 通過設備時材料從繞聚合物村轉(zhuǎn)動的巻筒或者輥拉出的巻繞工藝被巻 繞帶或者纖維強化的聚合物襯或者芯管(例如見美國專利US 2，502，638、 3,616,072、 4,259,139和4，495，018和于2003年1月27日
提出的申請?zhí)枮?51,350的美國專利申請乂>開號20040144440)。

發(fā)明內(nèi)容
在至少某些實施例中，本發(fā)明披露了管襯及其制造方法、安裝方 法、以及具有多部件襯的襯管或管線，在一方面，光纖傳感器系統(tǒng)和/ 或通訊系統(tǒng)，例如光纖通訊系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的某些管襯為獨立支撐結(jié)構(gòu)，并且能夠 承受操作和安裝載荷，還可利用埋入的測量和冗余感測裝置連續(xù)檢測 修復管線的整體性。本發(fā)明還披露能夠通過通訊系統(tǒng)(例如具有光纖 電纜和/或設備的光纖通訊系統(tǒng))進行通訊/控制的襯管或管線，在一 方面，具有用于任何滲透流體的收集和去除裝置。在某些特定方面， 本發(fā)明披露在不挖掘和不更換的情況下被修復到初始或者接近初始技 術(shù)要求的管線(例如較大直徑的受損管線)。
在至少某些方面，本發(fā)明披露可作為用于將管或者主管修復到(或 者接近)其初始性能參數(shù)和初始使用壽命的獨立支撐管襯被安裝的重 量輕、強度高、撓性的多部件管襯結(jié)構(gòu)，同時增大內(nèi)部和外部腐蝕防 護以及提高對例如在地震、事故和恐怖主義襲擊中所遭受的破壞的防 護。在某些方面，這里所用的"獨立支撐"管襯是在沒有輔助裝置的 情況下承受所有(或者基本所有)安裝和操作載荷的管襯。
在至少某些方面，本發(fā)明披露具有足夠的軸向強度使得現(xiàn)有的管 線的長度超過幾英里(例如超過5英里或者超過10英里)的襯，在一 方面，利用單拉裝置。
在至少某些方面，本發(fā)明披露在管或者管線內(nèi)用于收集或者處理 滲透流體(特別是氣體)的裝置和結(jié)構(gòu)，滲透流體可能在管線壓力減 小(并且在一些情況下突降)時使得壓力阻隔層坍塌。
在至少某些方面，本發(fā)明披露用于連續(xù)測量和監(jiān)測管線完整性的 方法。
在至少某些方面，本發(fā)明披露用于管線設備、管線控制裝置和控 制閥的遠程操作的設備和系統(tǒng)。
在至少某些方面，本發(fā)明披露連續(xù)段獨立支撐強化熱塑性管襯，
其中包括 一個聚合物材料層；兩個或者多個織物強化材料層；用于 拉動和增大強度的軸向強度增強裝置(例如，在某些方面，例如由碳 纖維基材料或者這里披露的任何適合的高強度纖維或者材料制成的軸 向帶(在一方面，纖維帶)或者短襪或者平管)；關(guān)于織物強化的鎖定 帶的巻繞纖維；另外， 一個或者一系列光纖電纜；另外，這些電纜被 保護層覆蓋，例如保護性聚合物層，在某些方面，減小安裝損害并且 提供用于收集和排出滲透流體的結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明所涉及的襯包括 在聚合物包覆層內(nèi)和/或織物強化材料(例如但不限于SARAN (TM) 材料)最外層上的熱塑性薄膜層。在某些方面，本發(fā)明所涉及的管襯 被設計成在高達2000psi( 136巴)的最大容許操作壓力下長期使用(五 十年或者更長)，相對于短期爆裂的安全系數(shù)在2.8至3.8之間。
在一個特定的方面，本發(fā)明所涉及的管襯的第一層為第一聚合物 層，所述第一聚合物層為擠壓圓筒熱塑性或者改性熱固性樹脂材料， 諸如聚烯烴、聚酰胺、聚氯乙稀及其合金、HDPE和具有可用于包括 碳氫化合物和水的運輸?shù)膽弥械淖銐虻哪突瘜W腐蝕和強度的聚合物 材料。這樣的材料容易在世界范圍內(nèi)使用，并且在天然氣、碳氫化合 物和水的運輸中大量使用。在長時間、可運輸和長度方面擠壓圓筒被 生產(chǎn)以便于檢查和輸送到制造地點。這些間斷段的聚合物材料的圓筒 被焊接在一起(例如利用熔化焊接)以形成用于管襯的連續(xù)長度內(nèi)壓 力阻隔層。利用當前的技術(shù)結(jié)合最好是快速冷卻技術(shù)進行焊接以加快 加工速度。另外，在加工過程中，外部和內(nèi)部焊珠被去除并且每一個 焊縫經(jīng)受100%體積非破壞性整體性測試。
內(nèi)壓力施加在非強化圓筒上導致其直徑膨脹，從而使得壁厚薄到 破裂點或者壓力中斷。過去使用的擠壓熱塑性管襯取決于主管的壁厚 以在不破壞管襯的情況下限制膨脹和支撐所施加的壓力。強化塑料管 的開發(fā)表明在擠壓的襯上施加強化使得管抵抗較高的壓力。在本發(fā)明 所涉及的襯的某些方面，第一聚合物層具有范圍在26至36之間的圓 筒外徑與壁厚的比，有時被稱為標準尺寸比("SDR，，)。該比率能夠在 不彎曲圓筒的情況下處理圓筒，同時提高管襯的所需撓性。
加在管襯的第一層圓筒上的強化是在張緊的情況下施加的兩個或 者至少兩個織物層(最好但不是必須的，單向織物)，在一方面，以基 本相同但相反的角度(即，相對于管襯軸線，正負相同的角度)。在某 些方面，管襯的每一個強化層是單一寬度的織物?？椢锏拿恳粚挾瓤?具有幾個不同的強化材料的厚度。在某些方面，所用的材料是通常被 稱為"彈道材料"或者"伸直鏈聚乙烯彈道材料"的幾種高級強化纖 維材料中的一種。該材料重量輕，表現(xiàn)高的特定強度，高的特定硬度， 低延伸率或者伸展性，在某些方面與內(nèi)襯材料類似。
在某些方面，織物的寬度由以下關(guān)系式確定 覆蓋率=WN/7cDcos(|)
其中W是織物的寬度，N是織物層數(shù)，D是管村的外徑，以及(j) 是織物巻繞角。對于一層，N-l。例如，在一個特定的情況下 在N-1時，覆蓋率- W/7tDcos(J) 對于100%覆蓋率覆蓋率=1.00并且cos(|)=寬度/D 例如，對于D- 4.500英寸和寬度-8.00英寸的管襯， cos(J) - 8/ ( 3.1416 ) ( 4.500 ) = 0.5659并且())=55.53。 對于本發(fā)明的某些方面，所需的覆蓋率為100%,范圍的標稱值 在50和85度之間，例如，在一個方面，為54.7度。管襯的外徑隨著 每一個強化層而增加，導致每一層的織物寬度增大。對于寬度較小的 多個織物層，仍然可達到100%的覆蓋率。(在上面的示例中，使用兩 層，N-2,并且織物寬度為4.0英寸，達到相同的覆蓋率)。對于本發(fā) 明的某些方面，角度可略微調(diào)節(jié)以利用單一織物厚度產(chǎn)生100%覆蓋 率。在一個方面，薄聚烯烴襯(例如下面所述的層10)抵抗壓力直至 強化被加載并且壓力進一步的增大被傳遞到強化。承載的這種轉(zhuǎn)移似 乎出現(xiàn)在接近最大容許操作壓力的三分之一處。
由于構(gòu)成材料可具有極低的摩擦系數(shù)，另外，第一強化層局部與 內(nèi)襯粘接，強化層相互粘接，例如利用任何適合的粘接劑，例如膠或 者快速固化粘接劑和/或帶。粘接發(fā)生在基體圓周上相等間隔的一個、 兩個、三個、四個或者多個獨立的窄軸向帶(或者間斷量的膠或者粘
接劑)處。在某些方面，軸向帶的總寬度占內(nèi)襯(第一層圓筒)的圓
周不到10%。有限的粘接用于保持管襯的撓性，同時在后續(xù)的制造操
作和安裝中使得強化定位。
為了使得本發(fā)明的長段管襯可利用單一拉拔安裝，在某些方面，
一個或者多個帶(例如在2個帶和8個帶之間)、短襪或者管(例如碳 纖維帶)在織物強化層頂部上間隔設置并且例如利用快速固化粘接劑 粘接到表面上。另外，第二組或者層(并且在一個方面，第三層)帶 可安裝在第一層的頂部上。帶的數(shù)量將根據(jù)管襯直徑和所需的拉伸強 度而改變。在某些方面，所用的帶是由高模數(shù)高強度碳纖維生產(chǎn)的接 近100%的單向纖維帶。在某些方面，較硬的纖維帶與基質(zhì)材料(例 如環(huán)氧樹脂或者類似材料)結(jié)合使用。在某些方面，不使用基質(zhì)或者 充填材料并且?guī)擒浐蛽闲缘?。在某些方面，纖維束或者絲束的范圍
在12000至50000個細絲并且使用多個束。纖維可縫在一起。每一個 拉拔帶被放置在管上，例如在基本軸向上或者相對于管襯的軸線的零 度位置。在某些方面，相對于軸線的實際角度在0至10度之間。在一 個方面，拉拔帶的構(gòu)造和位置是這樣的，即，當完成的襯被折疊時， 例如折成"C"形以插入到管中時，拉拔帶有助于在這樣的插入過程 中使得襯保持"C"形。
在一個實施例中，隨著帶的安裝，高強度彈道材料纖維束被巻繞 到帶的頂部以將它們定位。該覆蓋無需提供100%覆蓋率。在某些方 面，束的角度正常為土54.7。并且在50°至80。的范圍內(nèi)。纖維束用于幫 助固定纖維帶與強化的關(guān)系并且確保彈道纖維織物和帶的低系數(shù)不會 在它們兩個之間形成相對移動。固定強化織物和碳纖維帶(或者襪或 者管)之間的關(guān)系保證兩種材料以相同或者基本相同的比率應變，提 供用于拉拔的附加拉伸強度，并且使得織物的環(huán)載荷較大。
另外對于就地強化，連續(xù)測量、監(jiān)測和通訊系統(tǒng)的部件可被粘接 到管表面上。在某些方面，該系統(tǒng)可根據(jù)管線操作者所確定的連續(xù)或 者間斷地進行測量。該系統(tǒng)是光纖系統(tǒng)。在某些方面，該系統(tǒng)作為連 續(xù)熱塑性帶與管相連，每一個帶包括兩個光纖電纜(一個用于溫度，
一個用于應變)或者四個光纖電纜(兩個加上兩個附加的用于冗余的 電纜)。光纖電纜的一半還被封閉在電纜放置于其中的管狀空間中。另 一半被埋在熱塑性材料內(nèi)。在一方面，測量系統(tǒng)最少具有這樣一個帶，
在一方面，具有至少兩個這樣的帶，它們的位置相互之間成90度并且 被軸向和/或螺旋形地放置在管上。被封閉在管內(nèi)的光纖電纜被設計成 允許在大的距離上進行溫度分布測量。對于溫度測量，僅需要一個光 纖電纜，其它的是多余的并且如果需要和當需要時可用于更換破損的 電纜。在一個方面，光纖傳感器將以約4。F的精度對局部溫度變化作 出響應并且位于通常約六英尺內(nèi)的溫度位置。溫度變化反映泄漏或者 即將發(fā)生的泄漏。被埋在熱塑性帶內(nèi)的光纖傳感器的一半用于測量沿 著管的長度的局部應變。另外，這種測量僅需要一個光纖電纜，另一 個被提供作為冗余。在一方面，應變傳感器被埋在錨固在管內(nèi)壁上的 帶中。管襯的應變水平的變化被測量到大約20微應變的精度，并且正 常位置在小范圍內(nèi)，例如約六英尺的范圍內(nèi)。來自于該傳感器的數(shù)據(jù) 通過長期測試數(shù)據(jù)校正(例如通過ASTM D 2992測試的回歸分析) 能夠連續(xù)確定管襯的整體性并且能夠在故障或者事故發(fā)生前進一步進 行校正。
根據(jù)本發(fā)明，除了監(jiān)測系統(tǒng)，可提供附加的光纖電纜，用于通訊 和控制系統(tǒng)。這些光纖電纜可被包括在上述帶內(nèi)或者在分離的帶內(nèi)。 具有這些光纖電纜的這樣一種系統(tǒng)遠程或者現(xiàn)場提供用于與控制/監(jiān) 測系統(tǒng)相連的通訊和控制功能，例如管線管理控制和數(shù)據(jù)采集 ("SCADA")系統(tǒng)以及操作管線裝置和控制器?？衫眠@些電纜控制 在本發(fā)明所涉及的管襯外部的管線閥。在一個方面，傳感器和通訊線 通過現(xiàn)有的操作系統(tǒng)集成以提供管線或者其上的設備的潛在問題的控 制和指示、自動警示和/或停機。
另外，利用聚合物包覆層或者套可保護監(jiān)測系統(tǒng)包裝和強化，在 一個方面，所述聚合物包覆層或者套由寬度基本上等于加強管襯的圓 周的材料片制成，例如由聚烯烴、尼龍、聚氯乙稀(PVC)、高密度聚 乙烯等制成。在一個方面，片材被巻起以形成緊密安裝在管周圍的連
續(xù)圓筒并且將其自身焊接以防止外部碎屑和/或流體侵入。該包覆層在 光纖包的頂部上以在折疊和拉拔到主管中保護它們不受到磨損和操控 損壞。或者，通過使得該結(jié)構(gòu)涂覆一層塑料或者類似材料來形成包覆
層，例如但不限于聚亞安酯，例如來自于IR產(chǎn)品的聚亞安酯S- 355。 這樣的材料可被噴涂、利用十字頭擠出機擠出或者涂覆。
該布置在管強化和包覆層的內(nèi)部之間形成環(huán)形間隙，這是由于它 們之間存在光纖傳感器。另外，根據(jù)需要分隔件被放置在傳感器帶之 間以支撐包覆層(例如，獨立分隔件由塑料、木材、擠出熱塑性或者 熱固性材料制成或者分隔件與包覆層成為一體)。另外，在某些方面中， 這些分隔件的形狀適于使得來自于流動流體的聚積的滲透流體在外部 排出口被抽空以沒有可能導致管襯受損的壓力聚積。監(jiān)測被去除的流 體的量和/或減輕壓力提供對管襯的整體性的附加表示。
及其等同形式提供關(guān)于那些問題的解決方案以及滿足那些要求。本領
域技術(shù)人員在本發(fā)明的認知、教導、披露和建議下，從下面為了說明 本發(fā)明而結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的描述中可以明顯地看出其他目的和 優(yōu)點。這些描述中的具體細節(jié)不影響保護本發(fā)明的本專利的目的，無 論以后其他人可通過進一步改進的變型或者增加的特征來掩飾本專利 的目的。


下面參照附圖所示的實施例對上面簡述的本發(fā)明實施例進行更詳 細的描述，附圖構(gòu)成了說明書的一部分。這些圖示出了某些優(yōu)選實施 例并且不用于不適當?shù)叵拗票景l(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍可 具有其他同樣有效或者等同的實施例。
圖l是本發(fā)明所涉及的村的截面圖。
圖2 - 5是圖1的襯的部件的側(cè)視圖。
圖6、 7、 7A、 8、 9、 12和14是如圖5中的襯的部件的截面圖。 圖IO是現(xiàn)有技術(shù)的光纖電纜的截面圖。
圖IIA和IIB是與本發(fā)明所涉及的襯結(jié)合使用的系統(tǒng)的示意圖。
圖13表示本發(fā)明所涉及的分隔件的形狀。
圖15是本發(fā)明所涉及的用于生產(chǎn)襯的方法的示意圖。
圖16A是本發(fā)明所涉及的系統(tǒng)的透視圖。
圖16B是圖16A的系統(tǒng)的一部分的分解圖。
圖16C是圖16A的系統(tǒng)的一部分的放大圖。
圖16D是圖16A的系統(tǒng)的一部分的放大圖。
圖16E是圖16A的系統(tǒng)的一部分的第一側(cè)視圖。
圖16F是圖16A的系統(tǒng)的一部分的頂視圖。
圖16G是圖16A的系統(tǒng)的一部分的前視圖。
圖16H是圖16A的系統(tǒng)的一部分的第二側(cè)視圖。
圖17A是圖16A的系統(tǒng)的同心軸的透視圖。
圖17B是圖17A的同心軸的透視分解圖。
圖18A是圖16A的系統(tǒng)的分裂芯的透視圖。
圖18B是圖18A的分裂芯的前視圖。
圖19A是圖16A的系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)臂組件的透視圖。
圖19B是圖19A的組件的第一側(cè)視圖。
圖19C是圖19A的組件的后視圖。
圖19D是圖19A的組件的前視圖。
圖19E是圖19A的組件的第二側(cè)視圖。
圖19F是圖19A的組件的頂視圖。
圖19G是圖19A的組件的底視圖。
圖19H是圖19A的組件的透視圖。
圖20A是表示用于圖16A的系統(tǒng)的材料路徑的透視圖。
圖20B是圖20A的路徑的頂視圖。
圖20C是表示用于圖16A的系統(tǒng)的材料路徑的透視圖。
圖20D是圖20C的路徑的頂視圖。
圖21A是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
圖21B是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的
透視圖。
圖21C是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
圖21D是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
圖21E是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
圖21F是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
圖21G是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
圖21H是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
圖21I是表示在其操作中的一個步驟的圖16A的系統(tǒng)的一部分的 透視圖。
具體實施例方式
圖1中所示的本發(fā)明所涉及的管襯12具有最靠內(nèi)的第一層10(當 第一層IO形成時其是空心圓筒，在一方面，它是可變形/可再次成形 的圓筒)、第二層20、第三層30、纖維束40、分隔件50、光纖電纜 60和包覆層70。
如圖1和2所示，第一層10是由強度足以支撐其他層和部件并且 撓性足以被壓縮、變形和再次成形的撓性材料制成的大體圓筒形元件。 在一個特別的方面，第一層10是擠壓HDPE (例如任何適合牌號的； 例如PE3408、 PE100)并且釆用外徑與壁厚的比SDR約為32.5的空 心圓柱形。在某些方面，帶襯的管的外徑在4"和30"之間，在其他方 面，帶襯的管為標準尺寸(鐵管尺寸或者IPS)并且外徑在6"和16" 之間。在一個特定的方面，50英尺長的這樣的第一層可在市場上獲得。 在某些方面，抗流體熱塑性材料用于抵抗通過管線或者管輸送的流體 的笫一層。NYLON 6(商標)材料、RILSAN(商標)材料或者NYLON
11 (商標)材料或其它適合的熱塑性材料可用于第一層。
在某些實施例中，多段第一層10在襯12被安裝在管或者管線內(nèi) 的位置處就地焊接在一起。在一個方面，多段第一層IO被熔焊并且當 焊接部還沒有被焊接時，在層10內(nèi)和外磨掉和/或去除焊縫。另外， 可就地對焊接區(qū)域進行整體性測試，例如，但不限于利用已知的超聲 波測試設備。
如圖1和3中所示，第二層20包圍第一層IO，第二層20是用于 強化襯12的材料層。適用于第二層20的材料包括具有高定向HMPE 纖維("HMPE":高分子重量聚乙烯)；或者超高分子重量聚乙烯
("UHMPE" ); SPECTRA (商標)材料；KEVLAR (商標)材料； ARAMID(商標)材料；VECTRAN(商標)材料；液晶聚合物("LCP") 材料；DYNEEMA(商標)材料；TWARON(商標)材料；TECHNORA
(商標)材料；纖維強化材料，例如碳纖維、玻璃纖維和/或混合纖維 的織物；由碳纖維和/或玻璃纖維制成的織物；和由碳纖維和SPECTRA
(商標)材料制成的織物。在某些特定方面，使用在市場上從 Honeywell公司獲得的SPECTRA (商標)材料，這是因為它具有 0.0351bs/ii^的重量體積比。在某些特定方面，使用在市場上獲得的帕 拉膠芳香尼龍纖維，它具有0.0511bs/ii^的重量體積比。在某些特定方 面，使用在市場上獲得的碳纖維強化材料材料，它具有0.0511bs/in3 的重量體積比。在某些方面，層20和30的厚度在0.010和0.240英寸 的范圍內(nèi)，并且在一個特定的方面，為0.024英寸。在一個方面，層 20和/或?qū)?0為高定向高分子重量聚乙烯("HMWPE，，)。
在某些方面，第二層20以在45度和85度之間的包繞角(或者纏 繞角)包圍第一層IO。在其他方面，該包繞角在50度和60度之間， 在一個特定的方面，該角度為54.7度。如圖3中所示，該纏繞角標記 為"+"表示其相對于層10的縱向軸線A的取向并且纏繞角為56度。 每一個巻的邊緣抵靠相鄰巻的邊緣以使得沒有第二層的部分本身重疊
(見，例如圖3中由箭頭W表示的抵靠)?；蛘?，使用最小重疊；或 者如圖3中所示具有間隙G。層20的每一個巻具有寬度H?；蛘撸?br> 個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個或者多個巻、帶或
者粘接劑或者膠21的線涂覆到襯10上。應該理解的是，根據(jù)本發(fā)明， 整個層20可包繞在層IO周圍并且在巻邊緣之間沒有間隙； 一些邊緣 具有重疊；在所有相鄰的巻邊緣之間具有間隙；或者在一些邊緣之間 的間隙、 一些邊緣的重疊和/或在其他邊緣之間沒有間隙的組合。在某 些方面，其中層20 (和/或下面所述的層30)具有單向(以相同角度 或者在同一方向上的取向)纖維，施加層20以使得纖維以相對于縱向 軸線A的一個角度取向，在一方面，以與巻繞角相同的角度。由于沒 有使用這樣的重疊，減小襯12的總有效直徑?；蛘?，第二層20以相 鄰巻邊緣之間具有空間的方式而不是以不導致重疊的相互邊緣抵靠的 方式被包繞。在一些這樣的方面，在相鄰巻邊緣之間的空間不大于總 村表面積的3% 。
或者，如圖3和6中所示， 一個或者多個膠、粘接劑線或者帶或 者帶21可以間斷地或者從第一層10的一端到另一端沿著直線(所示) 或者包繞第一層10涂覆在第一層10上以阻止或者防止第二層20在第 一層10上滑動。在其中SPECTRA (商標)纖維材料與軸向碳纖維結(jié) 合使用的實施例中，這些線21將軸向碳纖維綁在SPECTRA (商標)
在某些方面，線21使用可在市場上從Loctite公司獲得的改性的氰基 丙烯酸鹽粘合劑類型的膠。如圖6中所示，使用8條線21;但可使用 任何所需數(shù)量(例如，1、 2、 3、 5、 IO等)。在一個方面，線21被噴 涂。在某些方面，線21 (和31)被涂覆以使襯12仍然具有足以可根 據(jù)需要變形或者再次成形的撓性。在一個方面，兩對、三對、四對、 五對或者多對兩線圍繞圓周間隔使用。在某些方面，利用巻繞機施加 帶21，在一個方面，巻繞機是同心巻繞機，或者可是軌道巻繞機。在 某些方面，對于直徑較大的管狀，使用多個機器以并排施加多個帶以 形成一個層。
如圖1、 4和7中所示，第三層30巻繞在第二層20上并且可以如 同參照第二層20所述的任何一種方式被巻繞并且可是如同參照第二
層20所述的材料，如同參照第一層10所述的在層20上具有或者沒有 線21等。在一個方面，第二層20和第三層30是約0.024英寸厚的 SPECTRA (商標)材料。在某些方面，如圖4中所示，第三層30以 與第二層20相反的巻繞角巻繞(用"-"表示，說明其相對于軸線A 的取向并且在與層20的取向相反的方向；并且，如圖所示，以-54 度的纏繞和巻繞角)。另外，如在圖7中所示(不是按照比例的)，在 底視圖中，線31 (與線21類似)可用于第二層20和第三層30之間。
如圖1、 5和8中所示，4吏用一個、兩個、三個、四個、五個、二 十個、三十個、三十六個、四十個或者更多的纖維束(或者"絲束") 40,例如巻繞在第三層30上(和/或在層20和/或在帶50上)以強化 襯12并且在其被拉到管線中時有助于其整體性?？墒褂萌魏芜m合的纖 維。以不同的巻繞角在襯12上施加束或者絲束40在本發(fā)明的保護范 圍內(nèi)。束40a處于正巻繞角，束40b處于負巻繞角。
在某些特定的方面，束40是可在市場上得到的纖維絲束，它巻繞 在襯12上，通過纖維40膠粘或者粘接定位，纖維40與其余部件形成 可反抗并且承受應變的一個整體以使第三層30的蠕動(不希望的移 動)減小并且在襯12上的軸向載荷被帶50部分吸收，從而減小在其 他層上的應變。
另外，如圖1、 5和8中所示，帶50 (或者短襪或者管)(或者兩、 三或者多疊帶50)可用于第三層30。另外， 一個或者一些束40被施 加在層20、層30上和/或在帶50上。用在帶50上的束40將帶50綁 在下層。在一個特定方面， 一個或多個第一帶50施加在層30上接著 束40的層(如下所述)將帶50捆綁定位。接著， 一個或者多個附加 帶50施加在束40上并且附加(一個或者多個)束40將附加的帶50 捆綁定位。這些帶50還增強襯12被拉到管線中的能力。在一個特定 方面，帶50是大約1.50英寸寬、大約0.040英寸厚的碳纖維帶，8個 這樣的帶50圍繞襯的圓周等間隔地被使用并且從其一端到另一端在 直線上延伸(或者使用4對2個相互堆疊的帶)。帶50 (和纖維40) 可等間隔地圍繞襯圓周或者不等間隔地圍繞襯圓周；例如圖8和9示
出了帶50具有特定間隔的截面圖。如圖9中所示，帶50的間隔有助 于保持如下面所述的大體為"C"形的折疊襯12 (可插入到管或者管 線中)(見圖14)。
如圖l和9中所示，光纖電纜60 (—個、二個、三個、四個、五 個、六個或者多個)施加在纖維40上。將光纖電纜施加在層10、 20 和/或30和/或在帶50上和/或在類似于包覆層70的包覆層下方在本發(fā) 明的保護范圍內(nèi)?？墒褂萌魏我阎倪m合的光纖電纜，包括來自于的 S/A/厶司的SmartProfile (商標)電纜。在一個特定方面，如圖10中 所示，使用SmartProfile (商標)光纖電纜61，它具有例如由HDPE 制成的主體62和兩個附加的光纖電纜66、 67，主體62在中央空間65 內(nèi)將一個或者至少兩個光纖電纜63、64封在充填材料69中。電纜63、 64中的任何一個或者兩個用于測量襯12上的溫度，而電纜66、 67中 的任何一個或者兩個用于測量應變。溫度測量提供關(guān)于襯12中的泄漏 的信息，包括關(guān)于泄漏的存在情況及其位置的信息(在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng) 中利用在管(例如鋼管)外部的電纜進行溫度和應變測量)。電纜63 或者64可被取消；但提供這樣兩個電纜能夠在它們中的一個失效的情 況下提供冗余。
圖11A示意性地示出了本發(fā)明所涉及的基于來自于光纖電纜的信 號接收、處理和傳遞信息的系統(tǒng)100。管線(或管)110具有襯112(類 似上述襯12或者類似本發(fā)明所涉及的任何襯)，襯112具有上述光纖 系統(tǒng)114,具有光纖電纜160 (類似上述電纜60)。管線110具有多個 與管線相關(guān)的裝置和設備104 (圖中示意性地示出兩個)，每一個具有 操作者或者控制器106。在一個特定方面，管線110具有多個裝置104， 裝置104是選擇性地控制通過管線的流體流的閥，每一個閥具有與光 纖系統(tǒng)114操作連通的控制器106。測量系統(tǒng)120在管線110和控制 系統(tǒng)130之間提供通訊界面(例如具有SCADA系統(tǒng)136的管線操作 者控制室)。SCADA系統(tǒng)136包括計算機系統(tǒng)138，計算機系統(tǒng)138 從已經(jīng)將來自于管線110的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的系統(tǒng)120接收 表示溫度和/或沿著管線110的長度的應變的數(shù)字信號。系統(tǒng)120或者
系統(tǒng)138具有可編程的媒體，所述媒體被編程以記錄溫度或者應變或 者溫度和應變的異?；蛘叻逯怠＿@樣的異?；蛘叻逯悼杀硎驹诠芫€ 110中的潛在的泄漏(溫度峰值)或者潛在的過度應力條件或者即將 發(fā)生的襯故障(應變峰值)。在一個方面，當達到溫度、應變或者溫度 和應變的警示值時，系統(tǒng)130啟動警示或者警示系統(tǒng)140。在一個特 定的方面，每一個裝置104是管線值；系統(tǒng)140響應于來自于系統(tǒng)114 (測量的溫度或者應變或者溫度和應變，并且表示在閥104之間的位 置處的泄漏)、120、 130的信號提供警示；在每一個閥104上的控制 器106蜂皮啟動以關(guān)閉閥104;并且閥104^皮關(guān)閉，隔開管線110在閥 之間的段。
圖11B示意性地示出了與管線IIO相連的系統(tǒng)120的一個特定實 施例(例如在市場上從Smartec S/A公司得到的Model DiTest Model STA201)。如圖所示，光纖電纜160a、 160b形成閉路或者與反射端 端接(可利用這里任何系統(tǒng)的任何電纜來實現(xiàn))。在一個方面，代替電 纜形成環(huán)路，反射鏡被提供在電路160a、 160b的端部處以在同一電纜 中光束反射回來。如在圖11B中所示，根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)所涉及 的測量系統(tǒng)120與管線110結(jié)合使用。測量系統(tǒng)120發(fā)送信號(例如 激光束)到并且通過上(如圖11B中所示)光纖電纜160a并且接收 通過下(如圖11B中所示)光纖電纜160b回來的信號。系統(tǒng)120將 信號輸入到光纖電纜中；監(jiān)測返回信號；處理返回信號(包括A/D轉(zhuǎn) 換)；產(chǎn)生表示被測量的參數(shù)(管線110的溫度和/或應變)的數(shù)字信 號，例如在4F內(nèi)的溫度靈敏度和/或在0.002%的應變靈敏度。
如圖1中所示，在包覆層70中使用溝槽或者凹槽71是以前的和 公知的(例如見美國專利US6，220，079)。另外，如圖1中所示的本發(fā) 明所涉及的包覆層70可具有一個、兩個、三個、四個、五個、六個、 七個、八個或者多個內(nèi)部溝槽或者凹槽72。這樣的溝槽或者凹槽用在 襯有管襯12的管線內(nèi)以提供用于容納流過管線的流體中通過襯12的 層滲透的氣體的空間。
另外，根據(jù)本發(fā)明，包覆層70不設有溝槽71和溝槽72。如圖12
中所示，管襯12a (類似管襯12)具有一個、兩個、三個、四個、五 個、六個、七個、八個或者多個分隔件15 (示出兩個)，分隔件15施 加在包覆層70a上。包覆層70a內(nèi)部和外部沒有溝槽，并且靠近分隔 件15形成的空間73提供可進入以排出聚積的氣體的體積。或者，類 似于溝槽72和/或類似溝槽71的一個或者多個溝槽可與襯12a結(jié)合使 用。
如圖13中所示，分隔件15可采用任何所需的形狀(示出了截面 形狀15a-15h)，并且它們可由任何材料制成，包括但不限于金屬、金 屬合金、非導電金屬、非導電金屬合金、塑料、木材、玻璃纖維或者 復合材料。任何中空的分隔件可具有中空的內(nèi)部，例如，內(nèi)部15i、15k， 和一個或者多個排氣孔，例如孔15j或者151。
當氣體滲透襯10并且進入到溝槽71、 72和/或空間73中，從靠 近溝槽的空間或者從空間7 3去除該聚積的氣體，例如通過從沿著管或 者管線提供的端口抽真空。根據(jù)本發(fā)明的某些實施例，通過與第一層 IO共同擠出不滲透材料(例如0.060英寸厚)的薄層17 (如圖l部分 所示，包括管或者管線的整個長度和圓周)來減少這樣的氣體滲透， 薄層17在第一層10的濕潤側(cè)(內(nèi)側(cè))并且用作壓力阻隔層。在一個 方面，該層17是EVOH (乙烯乙烯醇共聚物)或者NYLON (商標) 材料。在另一個方面中，為了減少氣體滲透，HDPE薄層19(見圖7， 例如0.060英寸厚)與第一層10共同擠出。另外，層19具有多個納 米管NT，例如在整個層19上的功能化單壁納米管(見圖7A)以阻 止氣體滲透通過第一層10并且強化它。在一個方面，體積百分比在約 1%至5%之間的層由這些納米管制成；并且在一個特定的方面，大約 為2%。另外，在包覆層或者第一層10內(nèi)部使用熱塑性材料薄層13 (圖l中虛線所示)，例如但不限于SARAN(商標)巻。另外，層15 (類似層19)巻繞在織物的周圍或最外層(例如圖4中的層30)上以 幫助部件保持定位。 在某些材料和某些彈道材料中，例如SPECTRA (商標)材料蠕 動(即，在加載下延伸)，可導致整個層的強度降低。為了強化這樣的
層和減小其中的蠕動，多個功能化單壁納米管被加入到第二層20和/ 或第三層30 (和/或加入到其他任何層或者部件)。利用來自于 NanoRidge Materials, Inc.的功能化納米管由于它們的尺寸小基本上 不會導致層或者部件的重量增加，例如層20或者層30。在某些方面， 這些納米管的體積百分比為部件或者層的總體積的約1%至5% ，在一 個特定方面，為總體積的約2%。
在某些方面，對于層10、 20、 30，代替例如僅使用SPECTRA (商 標)材料纖維，纖維的混合物可被使用。例如，碳纖維(體積百分比 為20%至50% )可與SPECTRA (商標)纖維混合。另外，織物層 20和/或織物層30 (和/或在任何實施例中任何強化織物層)可在其任 何一側(cè)或者兩側(cè)上具有涂層以有助于使得織物在村中相對于其他襯部 件保持在所述位置。在某些方面，這樣的涂層是低熔點熱塑性的，例 如但不限于EVA、 HPPE或者LDPE。在一個方面中，在涂層前，層 19中的納米管，例如功能化單壁納米管被加到織物以增大織物強度和 減少織物的蠕動或者不希望的移動。在某些方面，這里的任何織物層 可包括帶狀或者片狀的與織物成為一體的箔帶(例如鋁箔)，例如在圖 4中所示的帶SS。另外，這里的任何織物層可包括在整個織物上的粘 接劑以穩(wěn)定其并且有助于其操控；例如EVA粘接劑增大織物的摩擦系 數(shù)。在這里的可具有上述涂層的那些織物中，可使用粘接劑。
在某些方面，帶50是熱固性帶，例如利用熱塑性粘接劑浸漬的單 向碳纖維的材料(例如EVA)或者熱固性樹脂(例如環(huán)氧樹脂)；例 如在某些特定方面，1至6英寸寬和0.02至0.125英寸厚，另外整個 具有環(huán)氧樹脂粘接劑。
圖14示出了已經(jīng)被折疊或者變形為如圖14中所示的大體上為 "C"形的襯12b (例如，如同圖12中的襯12a;類似的附圖標記表 示類似的部件)。襯12b被折疊，帶50的位置是這樣的，即，在如圖 14中所示的折疊構(gòu)造中，使得多個帶50大體上相互對準。對于如位 于圖14中的四個帶50，通過在每一個帶50的位置處連接和拉拔有助 于使得襯12b被拉到管或者管線中。在變形成任何形狀的變形襯上排
列一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個或者多個類似
帶50的帶在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
如圖14中所示，根據(jù)本發(fā)明，襯可具有分隔件15,分隔件15的 位置是這樣設置的，即，使得它們支撐包覆層和/或提供溝道以收集滲 透流體。在一個特定方面，如圖所示，在不限制襯12變形的能力的情 況下，分隔件15提供對包覆層的均勻支撐。
另外，連接帶14可用于保持襯12b的如圖14中所示的變形形狀。 帶14可在如圖所示的點處被膠接、粘接或者附著在襯12b的外包覆層 上以使得變形的襯保持所示的形狀。任何適合的材料可用于帶14;例 如，粘接帶；管帶；聚乙烯帶；或者端部被膠接、粘接或者附著于襯 的箔或者塑料帶。這樣一種或多種帶14可與變形成任何形狀的襯結(jié)合 使用以在襯安裝過程中保持形狀和/或在安裝前在管或者管線外處理。 在襯再次變形到全膨脹構(gòu)造開始后，帶14比較容易破裂。
圖15示意性地示出了本發(fā)明所涉及的用于生產(chǎn)本發(fā)明所涉及的 管襯12c的方法，由于襯12c具有監(jiān)測安裝效果(例如在主管中的位 置和/或施加的張力)的功能，因此管襯12c具有施加在其上的光纖電 纜60a(類似于光纖電纜60或者上述任何光纖電纜)。當在生產(chǎn)系統(tǒng)F 中襯12c離開襯制造設備時，系統(tǒng)MA (例如類似于上述系統(tǒng)120) 與光纖電纜連通(如同上述的系統(tǒng)120處于這樣的連通)。通過在光纖 電纜的遠端使用反射鏡MR和/或在襯12c的端部處使用GPS傳感器 裝置GPS ( GPS傳感器裝置GPS發(fā)出通過光纖電纜傳遞的GPS定位 信號)，系統(tǒng)MA可確定在設備出口處的襯12c的端部與生產(chǎn)的襯的 遠端之間的距離，從而提供生產(chǎn)的村12c的長度測量。如果在襯12c 生產(chǎn)時在其上具有應變，那么提供拉力測量可測量應變。類似地，在 襯安裝過程中使用系統(tǒng)MA,提供表示安裝在管或者管線內(nèi)的襯的長 度的測量；并且，在一方面，當襯被拉到管或者管線中時，提供襯上 的應變測量。這里的任何管或者管線可具有帶反射鏡MR和/或上述 GPS設備的光纖電纜。
在一個特定實施例中，本發(fā)明所涉及的襯的內(nèi)芯，例如第一層10,
是包括兩個不同熱塑性層的擠出管，位置靠近流動流體的內(nèi)"濕潤"
層并且由諸如Nylon (TM)材料或者Evott的耐化學材料制成。外層 由耐化學性能較低的材料制成(例如，HDPE)。在一方面，內(nèi)層為該 內(nèi)芯的厚度的約20%，外層約為80%。包覆層，例如包覆層70可具 有類似的結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明在某些并且非必須的所有實施例中，提供用于管的 襯，所述襯包括包括聚合物材料中空圓筒的第一層；包括巻繞材料 的第二層，所述巻繞材料巻繞第一層，包括巻繞第二層的巻繞材料的 第三層；在一方面，第三層與第二層成一個角度或者不成角度；所述 襯具有與第二端分隔的第一端；在襯上并且從所述村的第一端延伸到
第二端的至少一個強度增強元件；所述襯包括獨立支撐結(jié)構(gòu)。這樣一 種襯可以任何可能的組合形式具有下列中的一個或者一些其中所述 聚合物材料是熱塑性材料；其中所述聚合物材料是熱固性材料；其中 所述第二層的巻繞材料是定向HMWPE纖維；其中所述第三層的巻繞 材料是定向HMWPE纖維；其中所述第二層不重疊地巻繞在第一層 上；其中所述第三層不重疊地巻繞在第二層上；其中至少一個強度增 強元件為帶、短襪和平管的任何一種；其中至少一個強度增強元件由 高強度纖維材料制成；其中至少一個強度增強元件是圍繞第一層圓周 間隔的多個元件；在至少一個強度增強元件的周圍和外部巻繞多個纖 維元件以將至少一個強度增強元件定位在襯上；沿著襯延伸的至少一 個光纖電纜；其中至少一個光纖電纜在襯和一個設備之間提供通訊連 接；在襯上并且圍繞襯的保護層，例如巻繞、噴涂和涂覆在襯上；其 中至少一個光纖電纜是可連接的以與用于測量溫度的測量系統(tǒng)通訊連 接；其中至少一個光纖電纜是可連接的以與用于測量應變的測量系統(tǒng) 通訊連接；其中至少一個光纖電纜是可連接的以與用于測量溫度和應 變的測量系統(tǒng)通訊連接；其中保護層由聚合物材料制成；其中第一層 處于第一角度，第二層處于第二角度，第一角度基本上等于第二角度 并且與第二角度相反；其中第二層在間斷點處或者在其基本整個表面 上粘在第一層上；其中第三層在間斷點處或者在其基本整個表面上粘
在第二層上；其中第二層在間斷點處粘在第一層上，第三層在間斷點 處粘在第二層上；多個設置在包覆層下方并且與其接觸的支撐元件； 其中襯可變形為變形形狀以插入管中；其中所述形狀大體為"C，，形； 多個設置在包覆層下方并且與其接觸的分隔元件以在不限制襯的可變 形性的情況下支撐包覆層；和/或其中所述包覆層具有多個用于排出通 過襯滲透的流體的內(nèi)部凹槽。
因此，本發(fā)明在某些并且非必須的所有實施例中，提供一種可就 地制造的連續(xù)織物強化獨立支撐管襯，所述管襯具有縱向軸線，并且 包括多段間斷的聚合物管狀擠出件，所述多段間斷的聚合物管狀擠 出件利用焊縫焊接在一起以形成具有第一端和第二端的連續(xù)中空圓筒 形元件，至少兩個高強度低重量強化材料的加強層，所述至少兩個加 強層從連續(xù)中空圓筒形元件的第一端到第二端軸向施加，其中每一個 所述加強層具有層厚，并且每一個所述加強層提供連續(xù)中空圓筒形元 件的覆蓋率，其中每一個所述加強層以巻繞角巻繞在連續(xù)中空圓筒形 元件上，其中連續(xù)中空圓筒形元件具有外徑，所述覆蓋率滿足下列等 式(對于l個寬度，N-l，對于多個寬度，N-所用織物寬度的數(shù)量)
覆蓋率=NN/兀Dcos(()
其中W是織物的寬度，N是織物的層數(shù)，D上管襯的外徑，小是 織物巻繞角。對于一層，N-l。
這樣一種管襯可具有100%的覆蓋率，角度在50至60度之間； 和/或這樣一種管村可包括不與縱向軸線平行的或者基本上不與管襯 的縱向軸線平行的從第一端到第二端施加在管襯上的至少一個拉拔元 件或者多個拉拔元件。
因此，本發(fā)明在某些并且非必須的所有實施例中，提供一種為管 加襯的方法，所述方法包括將襯拉到管中，所述襯如這里所披露的。 在這樣一種方法的某些方面，所述襯是至少3、 4、 5或者10英里長的 連續(xù)獨立支撐結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明在某些并且非必須的所有實施例中，提供一種用于 在管線上操作一個設備的控制器的方法，所述方法包括利用控制系
統(tǒng)接收來自于與管線連通的測量系統(tǒng)的測量信號，所述管線具有外管 結(jié)構(gòu)和其中的襯，如這里所披露的襯具有沿著襯延伸的至少一個光纖 電纜和在襯上并且圍繞其的保護層，測量系統(tǒng)從至少一個光纖電纜接 收表示管線內(nèi)的溫度和管線上的應變中的任何一個的信號，并且響應 于該信號利用控制系統(tǒng)控制所述控制器。
在一個特定方面，本發(fā)明披露一種利用強化層或帶的一層或者多 層織物強化連續(xù)塑料管的系統(tǒng)。在巻繞前，被巻繞的織物是同心(圍 繞)塑料管襯(縱向軸線)。塑料管移動通過該設備?？椢飵單挥谝苿?塑料管的軸線的周圍并且利用在偏轉(zhuǎn)臂組件的臂上的輥將織物從巻的 外徑拉出，所述偏轉(zhuǎn)臂組件的臂上的輥以可控制的速度轉(zhuǎn)動并且可調(diào) 節(jié)織物張緊。該臂取得織物并且將其重新定向到巻繞角。在某些方面，
定位臂對于織物寬度以及在40至70度范圍內(nèi)的角度是可調(diào)節(jié)的?？?物寬度由上述"覆蓋率"公式確定。
在某些方面，使用帶代替織物。該帶具有封裝纖維的基質(zhì)材料(或 者纖維埋在其中)。在織物中，纖維沒有被封裝或者埋在基質(zhì)中。強化 巻繞材料包括織物或者帶。
圖16A-21I示出了本發(fā)明所涉及的用于將材料巻繞到管上的系統(tǒng) 200的一個實施例。系統(tǒng)200具有與支撐框架204相連并且被其支撐 的主軸202。兩個芯210、 220上巻有將被提供以巻繞到塑料管206上 的材料(織物或者帶)。芯210是釋放芯，偏轉(zhuǎn)臂組件250從釋放芯接 收材料242并且將材料242巻到管206上。芯220是重新巻繞芯，在 釋放芯210排空后，芯220可移動以替換釋放芯210。每一個芯210、 220分別由兩個半芯210a、 210b和220a、 220b制成，例如利用緊固 件、螺釘和/或(所示)可拆卸配合的鉤-環(huán)緊固件材料，例如VELCRO (TM)材料221以可拆卸的方式將這些半芯連接在一起。每一個芯 210、 220相對于相應的同心軸310、 320是可拆卸地安裝和可轉(zhuǎn)動的。 同心軸310、 320轉(zhuǎn)動地和移動地安裝在主軸202上。同心軸310、 320 是相互獨立轉(zhuǎn)動的?？刹鹦兜亩朔ㄌm251將同心軸保持在主軸202上。
具有鏈244的馬達208轉(zhuǎn)動在主軸202上的同心軸320以將材料222從重新巻繞臺212巻繞到重新巻繞芯220上。重新巻繞臺212具 有材料222的可轉(zhuǎn)動的巻214，巻214被供給到重新巻繞芯220上。 鏈244接合與主軸202相連的鏈輪257并且鏈輪257靠近鏈輪連接法 蘭254。鏈輪連接法蘭254與軸202相連并且保持驅(qū)動鏈244位于鏈 輪257上。
軸承256壓配合在主軸上以有助于同心軸320在主軸202上的轉(zhuǎn)動。
當塑料管206移動通過該系統(tǒng)時，具有多個輥224a、 b、 c、 d的 管支撐件224 (示出 一個)支撐塑料管206。(當然該管可是非塑料的、 金屬的、復合材料的、玻璃纖維等)例如，管206現(xiàn)場例如可由擠出 機擠出制造，當管被制造時，接著將管供給到系統(tǒng)200。另外，支撐 框架204被固定在基座226上，基座226具有可轉(zhuǎn)動的輥228,輥228 可在固定于支撐件238上的軌道232上移動。馬達234移動與基座226 相連的鏈或者帶236以移動基座226，例如，在管仍然被提供到系統(tǒng) 200并且材料巻繞已經(jīng)臨時停止以使完整的重新巻繞芯可移動到替換 空的釋放芯的位置時。當管移動時，系統(tǒng)200沿著軌道移動，從而當 新的釋放芯處于恢復巻繞的位置時，巻繞可在管上其中用于換芯而停 止巻繞的點處繼續(xù)進行。這樣，可在不停機的情況下進行管的生產(chǎn)操 作并且在不停機的情況下可連續(xù)進行巻繞操作。
如圖16D、 17A和17B中所示，每一個同心軸310、 320具有多 個轉(zhuǎn)動地安裝在其上的輥246以使每一個輥的一部分246a突出到軸部 的外表面248的上方。向外突出的輥部分246a被接收在芯210、 220 內(nèi)部的相應溝槽252中并且在其中轉(zhuǎn)動(見圖18A、 18B),所述溝槽 沿著芯210、 220的整個長度延伸。另外，溝槽252具有金屬襯里。同 心軸320具有與同心軸310大體相同的結(jié)構(gòu)。軸320具有用于安裝鏈 輪連接板的螺紋孔；并且軸310具有用于固定外部軸承的進入孔。圖 16D和17A的止檔243a、 243b阻止芯210、 220從軸端部滑出。
該輥/溝槽結(jié)構(gòu)有助于芯210、 220在同心軸310、 320上的移動和 確保它們的適當定位。每一個芯部210a、 210b、 220a、 220b具有溝
槽252。 一至六個或者更多的這樣的溝槽可用于芯上。在一個方面， 芯部210a、 210b、 220a、 220b是由可模制的材料(諸如玻璃纖維) 模制而成的一個部件，每一個具有側(cè)法蘭211。
例如在圖16A、 16C和19A- 19G所示的偏轉(zhuǎn)臂組件250具有臂 框架270并且可相對于芯210轉(zhuǎn)動，偏轉(zhuǎn)臂組件250從芯210取得材 料242并且將其巻繞到管206上。為了從芯210接收材料242，接著 以一定角度將其巻繞到管206上，材料242通過一連串的輥261-265 并且圍繞它們。每一個輥261-265轉(zhuǎn)動地安裝在臂框架270上。臂框 架270通過馬達208隨著軸207圍繞管206轉(zhuǎn)動。為了平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，配 重元件266與臂框架270相連或者與其成為一體。如圖所示，輥261-265 以所需的角度位于臂框架270上以使偏轉(zhuǎn)臂組件250以所需的張力從 芯210移動材料242并且以所需的角度施加在管206上。輥262、 264 和265的位置是可調(diào)節(jié)的以考慮織物、帶或者管中的差異并且以調(diào)節(jié) 材料巻繞在管上的巻繞角。
通過松開螺栓262a (示出一個)并且將輥262移動到所需位置來 調(diào)節(jié)輥262的位置。通過松開位于槽262c、 262d中的螺栓262e、 262f， 調(diào)節(jié)輥262的位置。
輥264、265的位置的可調(diào)節(jié)性是通過將輥安裝座265a在框架270 的一部分中的槽265b、 265c中移動來選擇性地設置輥安裝座265a的 位置提供的。該調(diào)節(jié)使得材料相對于管以所需的切向離開偏轉(zhuǎn)臂組件。
樞轉(zhuǎn)座265c具有一連串的孔265h,例如以2度增量以適合各種 巻繞角。輥264、 265樞轉(zhuǎn)并且被設置以使得離開它們的材料將處于適 合的巻繞角。在槽265r、 s中的各種調(diào)節(jié)是為了適應不同尺寸的管。 在一個方面，材料對于管的底部或者頂部切向地離開芯。輥的該樞轉(zhuǎn) 調(diào)節(jié)性提供了材料的巻繞角的調(diào)節(jié)。在一個方面，調(diào)節(jié)方法包括在樞 轉(zhuǎn)點設定輥264和265的角度以匹配巻繞角。每一個樞轉(zhuǎn)具有11個2 度間隔的孔265h,利用銷265k將其固定在適當位置。這提供了 20度 的調(diào)節(jié)范圍，例如從53至73度。輥265向上移動或者向下移動以匹 配管的直徑。輥262的位置沿著槽被調(diào)節(jié)以將材料網(wǎng)定心在輥264和
265上。張緊由同心軸中的摩擦施加，并且通過與輥265對準的張緊 桿269(見圖19H)。材料在輥265和張緊桿269之間滑動。張緊桿269 的位置是可調(diào)節(jié)的以在張緊桿269和輥265之間提供所需的間隙。該 間隙取決于材料的厚度。壓迫材料通過該間隙導致張緊。通過減小間 隙的尺寸，增大張緊。利用間隙調(diào)節(jié)螺釘269a和與張緊桿269相連的 可移動的桿269c來調(diào)節(jié)間隙設定。四個彈簧269d (圖19H中虛線示 出 一個)通過可轉(zhuǎn)動的螺釘269b在桿269上提供可調(diào)節(jié)的張力。另外， 輥262和263被固定以使它們不能轉(zhuǎn)動。輥265是"夾持輥"，當織物 離開輸出輥時輥265被接合以使得織物定位。在正常運轉(zhuǎn)過程中張緊 桿269彈簧269d被壓縮以使張緊桿269和輥265之間的間隙設定張力。 凸輪操作桿269c可釋放彈簧并且使它們相對于材料推動張緊桿269 并且將材料夾在張緊桿269和輥265之間。
圖20A-20D示出了利用類似于系統(tǒng)200的系統(tǒng)將材料施加到管上 的各個巻繞角。如圖20A和20B中所示，材料242以63度的正巻繞 角尋皮施加到管206上。如圖20C和20D中所示，材料以53度的正巻 繞角^L施加到管206上。
圖21A-21I示出了利用系統(tǒng)200的巻繞方法的步驟。如圖21A中 所示，重新巻繞芯220被排空并且芯210已經(jīng)被移開。如圖21B中所 示，重新巻繞馬達208被啟動并且來自于重新巻繞臺212的材料已經(jīng) 充填重新巻繞芯220。
圖21C示出了通過將輥246上的芯移動到同心軸上使得充填的芯 220移動到釋放芯位置。先前作為重新巻繞芯220的芯現(xiàn)在是釋放芯 210。如圖21D中所示，兩個分裂的半芯已經(jīng)被固定在一起以形成新 的重新巻繞芯220并且新的重新巻繞芯220已經(jīng)充填有材料。圖21E 示出了材料巻繞在管206上，芯220是滿的，并且利用偏轉(zhuǎn)臂組件250 從芯210取出材料。當偏轉(zhuǎn)臂組件將材料巻繞到管上時，芯220相對 于主軸轉(zhuǎn)動。如圖21F所示，芯210已經(jīng)被排空。
圖21G示出了準備去除分裂的半芯210a、 210b以將滿的重新巻 繞芯220移動到釋放芯210的位置。
如圖21H中所示，滿的重新巻繞芯220已經(jīng)移動到釋放芯的位置 并且現(xiàn)在是釋放芯210。在新的釋放芯210上的材料端部被接合到已 經(jīng)巻繞到管上材料的端部，例如利用高強度快芯粘接劑。同時，分裂 的芯部220a、 220b被放置在同心軸320上，產(chǎn)生新的重新巻繞芯220, 接著將材料巻繞到其上。圖211示出了分裂的芯部已經(jīng)被放置和固定 在同心軸320上，新的重新巻繞芯220已經(jīng)充填材料，并且當釋放芯 210供給材料242以巻繞管時，管上的材料242的巻繞已經(jīng)被恢復。 同時偏轉(zhuǎn)臂250轉(zhuǎn)動/巻繞，在不使得系統(tǒng)停機的情況下重新巻繞芯可 被更換和/或充填。
利用控制系統(tǒng)使得偏轉(zhuǎn)臂組件250的轉(zhuǎn)速與管移動通過系統(tǒng)200 的線速度協(xié)調(diào)，從而可調(diào)節(jié)和維持材料在被巻繞的管上的角度關(guān)系或 者巻繞角。在某些方面，管速度在每分鐘1至20英尺之間，巻繞速度 在1和50RPM之間。巻繞角是線速度、巻繞速度和管直徑的函數(shù)。 公式是R- (S/ (PI ( ) *D)) *Tan (a);其中R是轉(zhuǎn)速，S是線速 度(英寸/分鐘)，D是巻繞直徑(英寸)，a是巻繞角。對于8"管和48"/ 分鐘的線速度，偏轉(zhuǎn)臂組件以3.75RPM轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)63度的巻繞角。
在圖21A-21I中所示的操作中，當釋放芯上的材料用完時，偏轉(zhuǎn) 臂組件250的轉(zhuǎn)動停止并且夾持輥與巻繞在管上的材料端部接合。同 時，利用控制系統(tǒng)CS啟動馬達234 (如圖16C示意性示出的)并且 基座226開始沿著移動管的方向并且以與其相同的速度移動使得系統(tǒng) 200與管保持固定關(guān)系，從而在新的釋放芯就位后巻繞可被恢復。這 樣，軌道系統(tǒng)用作積累器并且使得換芯的時間省略。在一個特定方面， 軌道為80英尺長，可省略約20分鐘的換芯的時間(在4，/分鐘的線速 度下)。
在基座226在軌道上移動的同時，排空的釋放芯部分與同心軸310 脫開并且從同心軸310去除并且相鄰的滿重新巻繞芯220移動就位以 成為新的釋放芯。新安裝的重新巻繞芯的重新巻繞可以遠高于偏轉(zhuǎn)臂 組件250轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速進行(例如，在一個方面，與用于巻繞的1.5至 20RPM相比，用于重新巻繞的轉(zhuǎn)速為50至100RPM;并且在一個特
定方面，100RPM重新巻繞，5RPM巻繞)。材料在張緊下被重新巻繞 并且材料被鎖定(例如但不限于通過放下材料端部)以使該張緊被保 持?？刂葡到y(tǒng)CS控制馬達234。在一個方面，襯編碼器表示管速度， 轉(zhuǎn)動編碼器表示馬達速度，并且PLC電子系統(tǒng)利用它們的輸入達到基 座226的所需速度。
在一個特定方面，16英寸寬的材料被施加到外徑為8英寸的管上。 在另一個方面，8英寸寬的材料被施加到外徑為4.5英寸的管上。
因此，在結(jié)論中，可以看出，本發(fā)明和這里所披露的實施例以及 后面的權(quán)利要求覆蓋的方案適于完成發(fā)明目的并且達到上述目標。在 不脫離本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下可在主題中進行某些變化。 應該理解的是，可在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)進行變化，并且在下列權(quán)利 要求中的任何一個所述的每一個元件或步驟被理解為所有等同的元件 或者步驟。下列權(quán)利要求在法律范圍內(nèi)盡可能寬地覆蓋本發(fā)明，而與 它們采用的形式無關(guān)。這里要求保護的本發(fā)明根據(jù)35 U.S.C. §102是 新的和新穎的并且滿足在§102中的專利性的條件。根據(jù)35 U.S.C. § 103,這里要求保護的本發(fā)明是非顯而易見的并且滿足在§103中的專 利性的條件。說明書和權(quán)利要求書符合35 U.S.C.S112所有的要求。 本發(fā)明人可依據(jù)等同原則確定和評價本發(fā)明的保護范圍以及基本上不 脫離但在權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護范圍外的屬于權(quán)利要求的設 備。這里所述的任何專利或者專利申請在這里全部合并用于參考。
第二發(fā)明的
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于將加強熱塑性襯安裝在管線中的設備和方法，無 論在開始制造管線過程中或者在后來的更新、升級或者修補中。在任
何一種情況下，通過增加襯的爆裂強度和襯提供的腐蝕防護來增大管 線的使用壽命。為了保護目前的管線不受破壞，已經(jīng)使用耐腐蝕熱塑 性村，無需挖掘和更換管線，這可是很昂貴的。
用于保護管線內(nèi)部的熱塑性襯的使用已經(jīng)在多個參考文獻中被披
露，開始于法國專利81 07346 (Laurent),并且管襯方法還在美國專 利US 4,496,449; 4，394，202; 4，207，130; 4，985，196;和3,429,954中被
披露。但是，這些方法已經(jīng)被證明為僅在相對低壓的管線中略微成功 并且應用在長度不大于一至二英里的目前管線中。
過去，對于管線，使用兩種類型的管襯，松配合管襯和緊配合管 襯。松配合管襯已經(jīng)被描述為在襯中包含流體或者氣體的壓力的襯。 緊配合管襯是與管線內(nèi)壁齊平并且與其緊密接合。緊配合管襯被管線 物理支撐，因此可取決于包含管線中流體或者氣體的壓力的管線的強 度。緊配合管襯相對于松配合管襯具有一些優(yōu)點，它們可能不那么昂 貴，它們無需承受很大的栽荷，它們可保持最大可能的內(nèi)徑。安裝緊 配合管襯的幾種方法在美國專利US 5,072,622; 3，856，905; 3,959,424; 和3,462,825中4皮披露。
遺憾的是，緊配合管村具有一些問題。盡管緊配合管襯保護管線 內(nèi)部不受到腐蝕，但是它不能保護管線的外部。腐蝕侵害可削弱管線 物理的強度，使得管線不能承受內(nèi)部的壓力并且導致泄漏。由于傳統(tǒng) 的緊配合管襯取決于包含管線中流體或者氣體的壓力的管線的強度， 如果管線出現(xiàn)故障，那么襯將出現(xiàn)故障。襯和管出現(xiàn)故障將帶來很大 的更換費用并且根據(jù)包含在管線中的物質(zhì)性質(zhì)可能對于環(huán)境是災難性 的。
這樣，通過安裝目前所用的村來修補目前的管線不能解決關(guān)于管 線的所有問題。這些問題已經(jīng)通過設計這樣的襯來解決，即，襯具有 多層并且具有足夠的包含管線壓力的強度，村安裝在管線中，并且在 襯中包含泄漏檢測和應力監(jiān)測系統(tǒng)，如在美國專利US 5,551,484 (Charboneau)中披露的。 一種可選擇的用于緊配合管襯的泄漏檢測 系統(tǒng)辟皮披露在美國專利US 5,072,622 ( Roach， Whitehead)中以及環(huán) 形通道的使用被披露在美國專利US 6,220,079 (Taylor, Roach)中。 即使在解決了爆裂強度和監(jiān)測的問題后，還有另一個問題。將管 襯插入到管線中的最常用的方法包括將襯變形或者臨時折疊成截面小 于接收管線的步驟以使得襯可通過管線被拉或者拔并且最終恢復其完
整的圓柱形截面并且緊密配合在管線內(nèi)，如在美國專利US 5,395,472、 5，810，053和5,861,116 (Mandich)中披露的?？梢钥闯觯軌蛲暾?裝的襯的長度受到襯本身的縱向強度限制。在許多油和氣體管線中， 特別是離岸的管線，管線長度超過幾英里，高爆裂強度緊配合襯的安 裝是不可能的。
第二發(fā)明的

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于將具有整體監(jiān)測系統(tǒng)的臨時折疊的多層強化熱塑 性襯組件連續(xù)安裝在長度超過1英里的管線中的設備和方法，臨時折 疊的襯組件膨脹至其初始形狀并且具有確保襯緊密配合在管線中的步 驟。
本發(fā)明所涉及的熱塑性襯組件的芯內(nèi)襯可由熱塑性材料擠出以形 成連續(xù)管或者有限段的熱塑性管熔接在一起形成連續(xù)管。形成熱塑性 襯組件的芯內(nèi)襯的該連續(xù)管通過巻繞裝置被拉，所述巻繞裝置將至少 兩個強度強化層巻繞到芯內(nèi)襯的外表面上以及將多于一個的中間層巻 繞到強度強化層上。強度強化層和中間層可增大熱塑性襯組件的徑向 爆裂強度和達到足夠的包含其中安裝熱塑性襯組件的管線內(nèi)的壓力的 強度。
在芯內(nèi)襯通過巻繞裝置被拉時，至少兩個張緊變形元件被縱向地 安裝在強度強化層附近并且被中間層固定。張緊變形元件是具有雙重 目的的撓性高強度元件。第一個目的是提供承受拉動熱塑性襯組件通 過幾英里長的管線所需的拉伸作用力的所需拉伸強度。第二個目的是 利用當熱塑性襯組件被拉過管線時在拉伸變形元件中的極大張力的幫 助將熱塑性襯組件保持臨時折疊或者變形結(jié)構(gòu)。
與張緊變形元件的安裝同時發(fā)生的多個測量電路可平行于張緊變 形元件被安裝，同樣在強度強化層附近沿著熱塑性襯組件的縱向軸線 并且被中間層固定。這些測量電路可包括多個發(fā)射應答器、通訊、檢 查、抽真空、光纖、電子、電容、熱或者其他元件，每一個元件不會 受到通過幾英里的管線拉動熱塑性襯組件所需的極大張力的損害。
具有巻繞層、張緊變形元件和測量電路的芯內(nèi)襯接著被外襯巻繞，
外襯可具有一個或者多個熱塑性材料層。外襯的外表面可設有溝槽或 者溝道以在熱塑性襯組件和管線之間形成用于監(jiān)測、檢查、滲透氣體 去除和通訊的環(huán)形通道。同樣，外襯的內(nèi)表面可設有溝槽或者溝道以 實現(xiàn)與在外表面上的溝槽或者溝道相同的功能。
作為在管線中安裝熱塑性村組件的下 一個步驟是熱塑性襯組件被
變形裝置(通常一系列輥和輪)折疊成"c"或者"u"或者"w"的 截面形狀。
熱塑性襯組件的拉拔端被裝在拉拔頭上，拉拔頭與拉拔纜線相連， 在管線完成端處利用諸如絞盤的張緊裝置將拉拔纜線拉過管線。拉拔 頭與拉拔纜線相連以使得第一拉拔作用力僅施加在張緊變形元件上并 且不在熱塑性襯組件的其他任何一個元件上。張緊變形元件在張緊下 產(chǎn)生定心作用以使得熱塑性襯組件保持其臨時折疊或者變形截面形狀 直至它重新成形以緊密配合在管線內(nèi)。臨時片也可用于幫助熱塑性襯 組件保持其變形形狀直至它重新成形以緊密配合在管線內(nèi)。
本發(fā)明的一個目的是，提供一種用于安裝在圓柱形截面的管線中 的改進襯組件，所述管線具有內(nèi)表面和外表面以及具有起始端和終點 端，所述襯組件具有縱向軸線和并且初始制造有圓柱形截面的拉拔端， 利用在襯組件的拉拔端拉拔的張緊裝置使得拉拔端臨時折疊以有助于
插入和安裝在管線中，所述襯組件還包括具有內(nèi)表面和外表面的芯 內(nèi)襯、軌道式巻繞在芯內(nèi)襯的外表面上的至少兩個強度層；軌道式巻 繞在強度層上的多于一個的中間層、在安裝在管線內(nèi)的過程中維持由 張緊裝置產(chǎn)生的張力的有助于使襯組件截面在安裝在管線內(nèi)的過程中 暫時保持折疊的至少兩個張緊變形元件，所述張緊變形元件縱向接近 中間層并且被中間層固定；縱向接近中間層并且被中間層固定的至少 一個測量電路；以及具有內(nèi)表面和放在中間層上的外表面的外襯。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種用于將改進的村組件安裝在圓 柱形截面的管線中的改進方法，所述管線具有內(nèi)表面和外表面以及具 有起始端和終點端，所述襯組件具有縱向軸線和拉拔端，且拉拔端最 初制成圓柱形截面，其暫時被折疊以利于插入，且利用在襯組件的拉
拔端拉拔的張緊裝置安裝在管線中；包括下列步驟提供具有內(nèi)表面 和外表面的圓柱形截面的連續(xù)芯內(nèi)襯段；將至少兩個強度層巻繞在芯 內(nèi)襯的外表面上；將多于一個中間層巻繞在強度層上；縱向上將至少 兩個張緊變形元件放置在中間層附近并且被中間層固定，其中所述張 緊變形元件在安裝在管線過程中維持由張緊裝置產(chǎn)生的張力并且在安 裝在管線過程中有助于使得襯組件截面保持臨時折疊；縱向上將至少 一個測量電路放置在中間層附近并且被中間層固定；在中間層上放置 并且縱向密封具有內(nèi)表面和外表面的外襯；臨時折疊襯以形成面積小 于管線截面的截面，有助于將村組件插入和安裝在管線中；將拉拔頭 放置在村的拉拔端上并且將所述拉拔頭固定連接在張緊裝置上；接合 所述張緊裝置以從管線的起始端拉拔所述拉拔頭并且將襯組件拉過管 線到達管線的終點端；將張緊裝置與拉拔頭脫開，以及將襯再次成形 為圓柱形截面使得外襯的外表面與管線的內(nèi)表面接合。

圖22是本發(fā)明的襯組件的安裝的框圖。
圖23是處于臨時折疊狀態(tài)以插入到管線中的本發(fā)明的襯組件的 一個實施例的透^f見圖。
圖24示出了具有被拉過管線的臨時折疊村組件的管線的截面。
具體實施例方式
圖l示出了本發(fā)明的襯組件在管線l，中安裝的框圖。在圖l中所 示的安裝中，改進的襯組件被現(xiàn)場制造并且直接被拉到管線l，中。直 徑在2"和60"之間的管線可被修復。
在圖1中所示的實施例中，間斷的熱塑性管段2，被拉到熔接機器 3，中并且被熔接成前述的熱塑性管段2，作為熱塑性襯組件的芯內(nèi)村以 形成連續(xù)管20，。連續(xù)管20，接著被拉過一系列巻繞機4，和5',巻繞機 4，和5，將強度強化層巻繞在連續(xù)管20，上。第三巻繞機6，將中間層巻 繞到強度強化層上同時安裝如圖2和3中所示的至少兩個張緊變形元 件13，，并且可根據(jù)需要安裝這樣的測量電路。
利用至少一個拉拔裝置7，拉連續(xù)管20，。 一旦在連續(xù)管20，已經(jīng)巻
繞有強度層和中間層，并且裝有張緊變形元件13，和測量電路，接著 巻繞外襯23，，外襯23，被縱向焊接機8，縱向熔接。外襯23，的內(nèi)表面 和外表面可裝有溝槽或者溝道以用于環(huán)形監(jiān)測、檢查、滲透氣體去除 和通訊。
一旦裝有外襯23，后，現(xiàn)在已經(jīng)完全組裝的熱塑性襯組件被拉過 變形機9，并且連續(xù)折疊成"C"、 "U"或者"W"截面10'。臨時折疊 的熱塑性村組件IO，的被表示為拉拔端的起始端接著被拉到管線l，的 起始端21，中并且被拉拔纜線ll，拉拔，被在管線l，的完成端22，處的 張緊裝置12，拉動。
利用拉拔頭(未示出)使得拉拔纜線ll，與臨時折疊的熱塑性襯組 件10，的拉拔端相連，拉拔頭直接連在張緊變形元件13，上，并且用于 在臨時折疊的熱塑性襯組件IO，上產(chǎn)生定心作用。拉拔頭的第一拉拔 作用力將僅被轉(zhuǎn)移到張緊變形元件13，上。 一旦臨時折疊的熱塑性襯 組件IO，已經(jīng)從起始端21，到終點端22，被拉過管線1，，張緊裝置12， 和拉拔頭與臨時折疊的熱塑性襯組件IO，的拉拔端脫開并且熱塑性襯 組件被重新成形為圓柱形截面，其中外襯23，的外表面接合管線l，的 內(nèi)表面16，，如圖3中所示。
圖2示出了處于臨時折疊狀態(tài)的熱塑性襯組件10'的一個實施例 的透^f見圖，具有右折疊側(cè)18，和左折疊側(cè)19，。外襯23，未在圖2中示 出以更好地示出張緊變形元件13，。在該實施例中，示出了四個張緊 變形元件13，，如圖中所示，當熱塑性襯組件被臨時折疊時，張緊變 形元件13，相互相對地排列。該構(gòu)造有助于產(chǎn)生定心作用力或者"中 國手指"效果以便當臨時折疊的熱塑性襯組件IO，被拉拔纜線ll，拉過 管線l，時由拉拔頭在張緊變形元件13，上施加張力，使得臨時折疊的 熱塑性村組件10保持其折疊狀態(tài)。
圖2中示出了軌道式巻繞層14，的部分示圖，巻繞層14，可是強度 層或者中間層。還示出了在右折疊側(cè)18，和左折疊側(cè)19，之間的備選保 持帶15，，用于使得熱塑性襯組件保持其臨時折疊狀態(tài)以及由張緊變 形元件13，產(chǎn)生的定心作用。這些保持帶15，被設計成當臨時折疊的熱
塑性襯組件IO，膨脹到其初始形狀以達到在管線l，內(nèi)的緊配合時撕裂 或脫開的形式。保持帶15，可被粘接劑或者粘合工藝連接。
圖3示出了管線l'的截面，其中臨時折疊的熱塑性襯組件IO，被 拉過管線l，，管線l，具有外表面17，和內(nèi)表面16，。如圖2中所示，該 實施例具有四個張緊變形元件13，。
用于芯內(nèi)襯和外襯的優(yōu)選熱塑性材料是高密度聚乙烯(HDPE)， 也可使用其他熱塑性材料。
最好，強度強化層被巻繞以與已知的從縱向軸線成54.7度的薄壓 力容器的壁中的應力角一致，強度層沿著相反的方向或者相反側(cè)被巻 繞以確保強化的均勻性。
最好，巻繞層14，、強度層和中間層都由高強度材料或者諸如 KEVLAR⑧、SPECTRA⑧或者VECTRAN⑧的高強度材料的組合制 成，無論在纖維形式或者帶形中。同樣，張緊變形元件13，必須由高 強度材料或者諸如KEVLAR⑧、SPECTRA 或者VECTRAN⑧或者碳 纖維的高強度材料的組合制成。
拉拔纜繩ll，最好是諸如由Puget Sound Rope編制的 PLASMA⑧12，的高強度合成纜繩。
應該理解的是，粘接劑或者其他粘接技術(shù)可用于安裝或者增強任 何巻繞層14，、張緊變形元件13，或者安裝在熱塑性襯組件中的任何測 量電路的安裝。
應該理解的是，熱塑性襯組件的外襯可在一側(cè)或者兩側(cè)開溝槽以 在熱塑性襯組件和管線之間或者外襯和中間層之間產(chǎn)生用于監(jiān)測、檢 查、滲透氣體去除和通訊的環(huán)形通道。
權(quán)利要求
1.一種用于管的襯，所述襯包括包括聚合物材料的中空圓筒的第一層；包括卷繞材料的第二層，所述卷繞材料卷繞第一層，包括卷繞第二層的卷繞材料的第三層；所述襯具有與第二端分隔的第一端；在襯上并且從所述襯的第一端延伸到第二端的至少一個強度增強元件；所述襯包括獨立支撐結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求l所述的襯，其特征在于，所述聚合物材料是熱塑 性材料。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的襯，其特征在于，所述聚合物材料是 熱固性材料。
4. 如權(quán)利要求l、 2或3所述的襯，其特征在于，所述第二層的 巻繞材料是定向HMWPE纖維。
5. 如權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的襯，其特征在于，所述第三層 的巻繞材料是定向HMWPE纖維。
6. 如權(quán)利要求1至5中任何一項所述的襯，其特征在于，所述第 二層不重疊地巻繞在第一層上。
7. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的村，其特征在于，所述第三層 不重疊地巻繞在第二層上。
8. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，其特征在于，至少一個強 度增強元件為帶、短襪和平管的任何一種。
9. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，其特征在于，至少一個強 度增強元件由高強度纖維材料制成。
10. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，其特征在于，至少一個 強度增強元件是圍繞第 一層圓周間隔的多個元件。
11. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，還包括在至少一個強度 增強元件周圍和外部巻繞的多個纖維元件以將至少一個強度增強元件 定位在襯上。
12. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，還包括沿著襯延伸的至 少一個光纖電纜。
13. 如權(quán)利要求12所述的襯，其特征在于，至少一個光纖電纜在 襯和一個設備之間提供通訊。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的襯，還包括在襯上并且圍繞襯的 保護層。
15. 如權(quán)利要求12、 13或14所述的襯，其特征在于，至少一個 光纖電纜是可連接的以與用于測量溫度的測量系統(tǒng)通訊連接。
16. 如權(quán)利要求12、 13或14所述的襯，其特征在于，至少一個 光纖電纜是可連接的以與用于測量應變的測量系統(tǒng)通訊連接。
17. 如權(quán)利要求12、 13或14所述的襯，其特征在于，至少一個 光纖電纜是可連接的以與用于測量溫度和應變的測量系統(tǒng)通訊連接。
18. 如權(quán)利要求14所述的襯，其特征在于，保護層由聚合物材料 制成。
19. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，其特征在于，第一層處于第一角度，第二層處于第二角度，第一角度基本上等于第二角度并 且與第二角度相反。
20. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，其特征在于，第二層粘 在第一層上。
21. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，其特征在于，第三層粘 在第二層上。
22. 如上述任何一項權(quán)利要求所述的襯，其特征在于，第二層在 間斷點處粘在第 一層上，第三層在間斷點處粘在第二層上。
23. 如權(quán)利要求14至18中任何一項所述的襯，還包括多個設置 在包覆層下方并且與其接觸的支撐元件。
24. 如權(quán)利要求14至18中任何一項所述的襯，其特征在于，襯 可變形為變形形狀以插入管中。
25. 如權(quán)利要求24所述的襯，其特征在于，所述形狀為"C"形。
26. 如權(quán)利要求24或25所述的襯，還包括多個設置在包覆層下
27.如4又利要求14至18或者23至26中任何一項所述的襯，其 特征在于，所述包覆層具有多個用于排出通過襯滲透的流體的內(nèi)部凹
28. —種可就地制造的連續(xù)織物強化獨立支撐管襯，所述管襯具 有縱向軸線，并且包括多段間斷的聚合物管狀擠出件，所述多段間斷的聚合物管狀擠出 件利用焊縫焊接在一起以形成具有第一端和第二端的連續(xù)中空圓筒形 元件，至少兩個高強度低重量強化材料的加強層，所述至少兩個加強層 從連續(xù)中空圓筒形元件的第一端到第二端軸向施加，其中每一個所述 加強層具有層厚，并且每一個所述加強層提供連續(xù)中空圓筒形元件的 覆蓋率，其中每一個所述加強層以巻繞角(j)巻繞在連續(xù)中空圓筒形元件 上，其中連續(xù)中空圓筒形元件具有外徑，所述覆蓋率滿足下列等式覆蓋率-層厚/7C (外徑)(COS小)。
29. 如權(quán)利要求28所述的管襯，其特征在于，覆蓋率為100%, 角度小在50至60度之間。
30. 如權(quán)利要求28或29所述的管襯，還包括基本上平行于管襯 的縱向軸線從第一端到第二端施加在管襯上的至少一個拉拔元件。
31. —種為管加村的方法，所述方法包括將襯拉到管中，所述襯包括包括聚合物材料中空圓筒的第一層、 包括巻繞材料的第二層、巻繞材料圍繞第一層巻繞，包括巻繞材料的 圍繞第二層巻繞的第三層，第三層與第二層成一定角度，所述襯具有 與第二端間隔的第一端，在襯上并且從襯的第一端延伸到第二端的至少一個強度加強元件，所述襯包括獨立支撐結(jié)構(gòu)和在襯上并且圍繞襯 的保護層。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述襯是至少10 英里長的連續(xù)獨立支撐結(jié)構(gòu)。
33. —種用于在管線上操作一個設備的控制器的方法，所述方法 包括利用控制系統(tǒng)接收來自于與管線連通的測量系統(tǒng)的測量信號，所 述管線具有外管結(jié)構(gòu)和其中的襯，所述襯包括包括聚合物材料中空 圓筒的第一層、包括巻繞材料的第二層、巻繞材料圍繞第一層巻繞， 包括巻繞材料的圍繞第二層巻繞的第三層，第三層與第二層成一定角 度，所述襯具有與第二端間隔的第一端，在襯上并且從襯的第一端延 伸到第二端的至少一個強度加強元件，所述襯包括獨立支撐結(jié)構(gòu)，至 少一個光纖電纜沿著襯延伸，和在襯上并且圍繞其的保護層，測量系 統(tǒng)從至少一個光纖電纜接收表示管線內(nèi)的溫度和管線上的應變中的任 何一個的信號，響應于測量信號利用控制系統(tǒng)控制所述控制器。
34. 用于安裝在圓柱形截面的管線中的改進襯組件，所述管線具 有內(nèi)表面外表面以及具有起始端和終點端，所述襯組件具有縱向軸線 并且初始制造有圓柱形截面的拉拔端，利用在襯組件的拉拔端拉拔的 張緊裝置使得拉拔端臨時折疊以有助于插入和安裝在管線中，所述襯 組件還包括具有內(nèi)表面和外表面的芯內(nèi)襯、軌道式巻繞在芯內(nèi)襯的 外表面上的至少兩個強度層；軌道式巻繞在強度層上的多于一個的中 間層、在安裝在管線過程中維持由張緊裝置產(chǎn)生的張力的至少兩個張 緊變形元件，且在安裝在管線過程中有助于使襯組件截面保持臨時折 疊，所述張緊變形元件縱向接近中間層并且被中間層固定；縱向接近 中間層并且被中間層固定的至少一個測量電路；以及具有內(nèi)表面和放 在中間層上的外表面的外襯。
35. 如權(quán)利要求34所述的改進襯組件，其中芯內(nèi)襯是高密度聚乙烯。
36. 如權(quán)利要求34所述的改進襯組件，其中外襯是高密度聚乙烯。
37. 如權(quán)利要求35所述的改進襯組件，其中外襯是高密度聚乙烯。
38. 如權(quán)利要求34、 35、 36或37所述的改進襯組件，其中所述 張緊裝置還包括高強度合成纜線的拉拔纜線。
39. 如權(quán)利要求34至38中任何一項所述的改進襯組件，其中外 襯的至少一個表面裝有溝槽。
40. —種用于將襯組件安裝在圓柱形截面的管線中的改進方法， 所述管線具有內(nèi)表面和外表面以及具有起始端和終點端，所述襯組件 具有縱向軸線和利用在襯組件的拉拔端拉拔的張緊裝置安裝在管線中 的拉拔端；包括下列步驟a. 提供具有內(nèi)表面和外表面的圓柱形截面的連續(xù)芯內(nèi)襯段；b. 將至少兩個強度層軌道式巻繞在芯內(nèi)襯的外表面上；c. 將多于一個的中間層軌道式巻繞在強度層上；d. 縱向?qū)⒅辽賰蓚€張緊變形元件放置在中間層附近并且被中間層 固定，其中所述張緊變形元件在安裝在管線過程中維持由張緊裝置產(chǎn) 生的張力并且在安裝在管線過程中有助于使得襯組件截面保持臨時折 疊；e. 縱向?qū)⒅辽?一 個測量電路放置在中間層附近并且被中間層固定；f. 在中間層上放置并且縱向密封具有內(nèi)表面和外表面的外襯；g. 臨時折疊襯以形成面積小于管線截面的截面，有助于將襯組件 插入和安裝在管線中；h. 將拉拔頭放置在襯組件的拉拔端上并且將所述拉拔頭固定連接 在張緊裝置上；i. 接合所述張緊裝置以從管線的起始端拉拔所述拉拔頭并且將襯 組件拉過管線到達管線的終點端；j.將張緊裝置與拉拔頭脫開，以及；k.將襯組件再次成形為圓柱形截面使得外襯的外表面與管線的內(nèi) 表面接合。
41. 如權(quán)利要求40所述的用于將襯組件安裝在管線中的改進方 法，其中所提供的芯內(nèi)襯為高密度聚乙烯。
42. 如權(quán)利要求40所述的用于將襯組件安裝在管線中的改進方 法，其中所提供的外村為高密度聚乙烯。
43. 如權(quán)利要求41所述的用于將襯組件安裝在管線中的改進方 法，其中所提供的外襯為高密度聚乙烯。
44. 如權(quán)利要求40至43中任何一項所述的用于將襯組件安裝在 管線中的改進方法，其中所述張緊裝置還包括高強度合成纜線的拉拔 纜線。
45. 如權(quán)利要求40至44中任何一項所述的用于將襯組件安裝在 管線中的改進方法，其中外襯的至少一個表面裝有溝槽。
46. —種用于將材料巻繞到管上并且圍繞其巻繞的設備，所述設 備包括軸，利用驅(qū)動裝置使得所述軸轉(zhuǎn)動，包含被巻繞在管上的材料的釋放芯，釋放芯可拆卸地安裝在軸上， 固定在軸上的偏轉(zhuǎn)臂組件以圍繞軸轉(zhuǎn)動，使得偏轉(zhuǎn)臂組件相對于巻繞到靠近偏轉(zhuǎn)臂組件的管上， ' 一 '每一個軸和偏轉(zhuǎn)臂組件具有中心開口，當管被巻繞時，管可移動 通過所述中心開口 。
47. 如權(quán)利要求46所述的設備還包括可拆卸地安裝在軸上的重新巻繞芯，所述重新巻繞芯上具有可巻 繞管的材料，重新巻繞芯位置靠近釋放芯，在釋放芯排空巻繞材料后，重新巻繞芯移動到釋放芯的位置以使釋放芯。
48. 如權(quán)利要求46或47所述的設備，其中重新巻繞芯可位于軸 上以將材料重新巻繞到用于巻繞到管上的重新巻繞芯上。
49. 如權(quán)利要求46、 47或48所述的設備，其中偏轉(zhuǎn)臂組件的位 置適于以所需巻繞角將材料供給到管上。
50. 如權(quán)利要求46、 47、 48或49所述的設備，其中巻繞在管上 的材料是定向纖維材料。
51. 如權(quán)利要求46至50中任何一項所迷的設備，其中巻繞在管 上的材料是高強度低重量材料。
52. 如權(quán)利要求46至51中任何一項所迷的設備，其中 釋放芯包括可圍繞軸以可拆卸的方式連接在一起的兩個半芯，以及可重新巻繞芯包括以可拆卸的方式圍繞軸連接在一起的兩個半芯o
53. 如權(quán)利要求46至52中任何一項所述的設備，還包括 設備，輥設備包括位置適于以巻繞角將材料移動到管上的多個間隔的輥。
54. 如權(quán)利要求53所述的設備，還包括鄰近至少一個輥的張緊裝置，在材料移動經(jīng)過所述至少一個輥時 所述張緊裝置張緊材料，以及張緊裝置包括用于將所選擇的張力施加在材料上的可調(diào)節(jié)張力的 裝置。
55. 如權(quán)利要求53或54所述的設備，其特征在于，所述至少一 個輥是位置可調(diào)的。
56. 如權(quán)利要求46至55中任何一項所述的設備，還包括在偏轉(zhuǎn) 臂組件上的配重裝置。
57. 如權(quán)利要求47所述的設備，還包括同心軸，所述同心軸包括安裝在主軸上的第一同心軸和第二同心 軸，所述主軸穿過每一個同心軸，釋放芯和重新巻繞芯安裝在其中一 個中心軸上，可轉(zhuǎn)動地安裝在每一個同心軸上的多個間隔的軸輥，每一個軸輥 的一部分向軸外伸出， 釋放芯具有帶內(nèi)表面的主體，并且在內(nèi)表面上具有多個溝槽，多 個溝槽的溝槽的位置適于將多個軸輥的軸輥接收在其中以有助于將釋 放芯設置在軸上，以及重新巻繞芯具有帶內(nèi)表面的主體，并且在內(nèi)表面上具有多個溝槽， 多個溝槽的溝槽的位置適于將多個軸輥的軸輥接收在其中以有助于將 重新巻繞芯設置在軸上。
58. 如權(quán)利要求57所述的設備，其中釋放芯可從主軸上的第一位 置去除并且重新巻繞芯可移動到第一位置。
59. 如權(quán)利要求46至58中任何一項所述的設備，還包括與軸相 連的用于轉(zhuǎn)動軸的馬達設備。
60. 如權(quán)利要求59所述的設備還包括支撐裝置，所述支撐裝置包括與軸、釋放芯和偏轉(zhuǎn)臂組件相連并 且支撐它們的主支撐件，主支撐件位于并且被固定在其上的支撐基座， 在支撐基座上的馬達裝置，主支撐件具有可使得被巻繞的管移動通過的開口。
61. 如權(quán)利要求60所述的設備，還包括 軌道裝置，支撐基座可移動地安裝在軌道裝置上，軌道驅(qū)動裝置，所述軌道驅(qū)動裝置固定在軌道裝置上并且與支撐 基座相連以當管移動通過主支撐件和軸時移動在軌道裝置上的支撐基 座。
62. 如權(quán)利要求61所述的設備，其中當管移動時支撐基座與管一 起移動以使偏轉(zhuǎn)臂組件在管巻繞位置處與管保持固定關(guān)系。
63. —種用于將巻繞材料巻繞到管周圍的設備，所述設備包括 軸，利用驅(qū)動裝置可使得所述軸轉(zhuǎn)動，包含被巻繞在管上的材料的釋放芯，釋放芯可拆卸地安裝在軸上， 固定在軸上的偏轉(zhuǎn)臂組件以通過軸轉(zhuǎn)動，使得偏轉(zhuǎn)臂組件相對于巻繞到靠近偏轉(zhuǎn)臂組件的管上， 每一個軸和偏轉(zhuǎn)臂組件具有中心開口，當管被巻繞時，管可移動 通過所述中心開口 ，可拆卸地安裝在軸上的重新巻繞芯，所述重新巻繞芯上具有可巻 繞管的材料，重新巻繞芯位置靠近釋放芯，在釋放芯排空巻繞材料后，重新巻繞芯移動到釋放芯的位置以使 重新巻繞芯成為新的釋放芯，其中重新巻繞芯位于軸上以將巻繞在管上的材料重新巻繞到重新 巻繞芯上,其中偏轉(zhuǎn)臂組件的位置適于以所需的巻繞角將材料提供到管上， 其中釋放芯包括可圍繞軸以可拆卸的方式連接在一起的兩個半其中可重新巻繞芯包括可圍繞軸以可拆卸的方式連接在一起的兩 個半芯，設備，以及輥設備包括位置適于以巻繞角將材料移動到管上的多個間隔的輥。
64. —種用于將材料巻繞到管上的方法，所述方法包括 將材料的一端放置在管上，材料被巻繞在管上，所述材料從偏轉(zhuǎn)臂組件延伸到巻繞裝置，所述巻繞裝置包括軸，利用驅(qū)動裝置使得 所述軸轉(zhuǎn)動，包含被巻繞在管上的材料的釋放芯，釋放芯可拆卸地安 裝在軸上，固定在軸上的偏轉(zhuǎn)臂組件以通過軸轉(zhuǎn)動，使得偏轉(zhuǎn)臂組件將材料巻繞到靠近偏轉(zhuǎn)臂組件的管上，每一個軸和偏轉(zhuǎn)臂:件具有中 心開口，當管被巻繞時，管可移動通過所述中心開口 ，以及 轉(zhuǎn)動軸以將材料巻繞在管上。
65. 如權(quán)利要求64所述的方法，還包括當管移動時使得巻繞裝置 隨著管移動以使得偏轉(zhuǎn)臂組件與管保持固定的關(guān)系。
全文摘要
一種用于管的襯(12)，所述襯包括包括聚合物材料中空圓筒的第一層(10)；包括卷繞材料的第二層(20)，所述卷繞材料卷繞第一層，包括卷繞第二層的卷繞材料的第三層(30)；襯(12)具有與第二端分隔的第一端，在襯上并且從所述襯的第一端延伸到第二端的至少一個強度增強元件(40)；所述襯(12)包括獨立支撐結(jié)構(gòu)。
文檔編號B29C63/10GK101107471SQ200580047110
公開日2008年1月16日 申請日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者I·C·曼迪西, J·L·加拉格爾, K·R·沙博諾, S·C·卡塔, W·D·斯特林費洛 申請人:斯馬特管道有限合伙公司