本發(fā)明涉及流體輸送技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能監(jiān)測(cè)型舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管。

背景技術(shù)：

鋼制管線在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的流體輸送后，輸送介質(zhì)會(huì)對(duì)管道造成不同規(guī)模程度的腐蝕破損影響，由于安全生產(chǎn)運(yùn)行要求，需要將原有舊管線再進(jìn)行管溝開(kāi)挖、舊管道起出、新管道鋪設(shè)、安裝、焊接、檢測(cè)、回填等多步驟、繁瑣工序，同時(shí)也為成本投入帶來(lái)極大程度的增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種智能監(jiān)測(cè)型舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管，可壓制變形后置于舊管線內(nèi)實(shí)現(xiàn)修復(fù)，步驟較少，工序簡(jiǎn)單，成本不高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種智能監(jiān)測(cè)型舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管，包括：內(nèi)芯管、抗壓層、抗拉層、固定層和外包覆層；

所述抗壓層由纖維干絲纏繞于所述內(nèi)芯管外壁構(gòu)成；

所述抗拉層由纖維帶沿所述內(nèi)芯管軸向敷設(shè)在所述抗壓層外構(gòu)成；

所述固定層由編制成型的帶狀纖維圍繞所述抗拉層構(gòu)成；

所述外包覆層設(shè)置在所述固定層外。

優(yōu)選的，所述抗壓層的纖維干絲與所述內(nèi)芯管軸向呈一定夾角交叉纏繞于其外壁。

優(yōu)選的，所述抗壓層由所述纖維干絲交叉纏繞2-4層構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述抗拉層的纖維帶由滌綸纖維、尼龍纖維、玻璃纖維、聚乙烯纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、聚酯纖維或碳纖維通過(guò)編織或者成捻、成束的結(jié)構(gòu)組成。

優(yōu)選的，還包括傳感器和光纖線纜植入層；

所述傳感器設(shè)置于所述內(nèi)芯管；

所述光纖線纜植入層位于所述抗壓層外表面，所述固定層將所述抗壓層、光纖線纜植入層和所述抗拉層纏繞在其中；

所述傳感器連接于所述光纖線纜植入層。

優(yōu)選的，所述傳感器布置在所述內(nèi)芯管的內(nèi)壁、管壁內(nèi)或管壁外。

優(yōu)選的，所述光纖線纜植入層沿所述內(nèi)芯管軸向敷設(shè)在所述抗壓層外表面。

優(yōu)選的，所述抗拉層與所述光纖線纜植入層在所述內(nèi)芯管周向上保持一定的間隔。

優(yōu)選的，所述抗拉層沿所述內(nèi)芯管周向均布。

優(yōu)選的，所述內(nèi)芯管和所述外包覆層均為擠出成型。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的智能監(jiān)測(cè)型舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管，其特性在于對(duì)腐蝕破損嚴(yán)重的舊制鋼管線進(jìn)行原位修復(fù)，避免大批量新管線替換更新、開(kāi)溝開(kāi)挖等成本投入，可以在原有舊管線基礎(chǔ)上引入該管線，實(shí)現(xiàn)非開(kāi)挖、非更換作業(yè)；該管線具備高承壓、高抗拉、耐腐蝕、防結(jié)垢、高柔性、易盤(pán)卷等特性；管道內(nèi)嵌入傳感器可以對(duì)管線狀態(tài)達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、檢測(cè)，并可將信息通過(guò)內(nèi)置光纖實(shí)時(shí)回傳至接收終端進(jìn)行處理，還可通過(guò)地面站點(diǎn)gprs系統(tǒng)遠(yuǎn)程傳輸至中控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸、控制一體化。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的管道結(jié)構(gòu)構(gòu)成的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的管道修復(fù)過(guò)程中“u”型結(jié)構(gòu)的示意圖。

其中，1、內(nèi)芯管；2、傳感器；3、抗壓層；4、光纖線纜植入層；5、抗拉層；6、固定層；7、外包覆層。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供的智能監(jiān)測(cè)型舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管，其核心改進(jìn)點(diǎn)在于，包括：內(nèi)芯管1、抗壓層3、抗拉層5、固定層6和外包覆層7，其結(jié)構(gòu)可以參照?qǐng)D1所示，上述各管層由內(nèi)至外依次設(shè)置；

其中，抗壓層3由纖維干絲纏繞于內(nèi)芯管1外壁構(gòu)成，保證管體的環(huán)向承壓能力，主要針對(duì)抗外壓功能；

抗拉層5由纖維帶沿內(nèi)芯管1軸向敷設(shè)在抗壓層3外構(gòu)成，具有厚度薄、強(qiáng)力高和柔韌性好等特性，能夠達(dá)到良好的管體抗拉性能；

固定層6由編制成型的帶狀纖維圍繞抗拉層5構(gòu)成；由于該型管道在結(jié)構(gòu)上屬于層間非粘接結(jié)構(gòu)，因此在各結(jié)構(gòu)層之間存在相互滑移、磨損，為了將纖維帶抗拉層5固定，采用編制成型的帶狀纖維圍繞管體纏繞用以固定保護(hù)；

外包覆層7設(shè)置在固定層6外，用以對(duì)管體內(nèi)部功能層進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)以及對(duì)整管道的保護(hù)，以防止外來(lái)因素對(duì)管道造成的破壞。

本發(fā)明實(shí)施例提供的智能監(jiān)測(cè)型舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管，在結(jié)構(gòu)上屬于非粘接結(jié)構(gòu)管道，功能層之間允許存在滑移，在施工時(shí)可根據(jù)具體施工情況壓制成“u”型結(jié)構(gòu)(如圖2所示)后，再通過(guò)將管線牽引、穿插進(jìn)舊管線內(nèi)，在經(jīng)過(guò)高溫、高壓氣體使該“u”型柔性復(fù)合管恢復(fù)至原有圓形結(jié)構(gòu)，使得柔性管道外壁緊密貼合在原有舊制管線的內(nèi)壁上，形成“管中管”結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)不僅可以便于流體介質(zhì)的輸送，同時(shí)還省去了原有舊制管線的開(kāi)挖、更換，同時(shí)也將舊制管線用作新引入的柔性管線的外部保護(hù)。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本復(fù)合管具備高承壓、高抗拉、耐腐蝕、防結(jié)垢、高柔性、易盤(pán)卷等特性，可壓制變形后置于舊管線內(nèi)實(shí)現(xiàn)修復(fù)，步驟較少，工序簡(jiǎn)單，成本不高。

作為優(yōu)選，抗壓層3的纖維干絲與內(nèi)芯管1軸向呈一定夾角交叉纏繞于其外壁，其結(jié)構(gòu)可以參照?qǐng)D1所示。纖維纏繞抗壓層3主要用纖維干絲纏繞于內(nèi)芯管1外壁，其沿管體軸向一定角度于芯管外壁進(jìn)行纏繞成型。

鑒于該型管道主要用于替換原有破損、廢棄管道的修復(fù)使用，如果壁厚太大就會(huì)造成相應(yīng)管道內(nèi)徑減小，導(dǎo)致流量輸送降低、輸送壓力升高，為油氣田的開(kāi)發(fā)成本增加；同時(shí)也給制造單位成本增加帶來(lái)很大影響，原有的結(jié)構(gòu)、性能優(yōu)勢(shì)就會(huì)被降低。因此，進(jìn)一步的，抗壓層3由纖維干絲交叉纏繞2-4層構(gòu)成。成型纏繞步驟重復(fù)正反2-4次，形成正反方向2-4層增強(qiáng)抗壓層，纏繞纖維干絲不宜過(guò)多，壁厚不宜過(guò)厚。

在本方案提供的具體實(shí)施例中，采用特制高強(qiáng)抗拉纖維帶用于管道的抗拉層5，該纖維帶可由滌綸纖維、尼龍纖維、玻璃纖維、聚乙烯纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、聚酯纖維或碳纖維通過(guò)編織或者成捻、成束等結(jié)構(gòu)組成，具有厚度薄、強(qiáng)力高、柔韌性好等特性。

本發(fā)明實(shí)施例提供的智能監(jiān)測(cè)型舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管，還包括傳感器2和光纖線纜植入層4，其結(jié)構(gòu)可以參照?qǐng)D1所示；

其中，傳感器2設(shè)置于內(nèi)芯管1，為嵌入式結(jié)構(gòu)；

光纖線纜植入層4位于抗壓層3外表面，固定層6將抗壓層3、光纖線纜植入層4和抗拉層5纏繞在其中，實(shí)現(xiàn)固定保護(hù)；具體的，固定層6的帶狀纖維由滌綸纖維、尼龍纖維、聚酯纖維等材料組成編制成型，牢固可靠；

傳感器2連接于光纖線纜植入層4，嵌入式結(jié)構(gòu)的傳感器2可以穩(wěn)定將對(duì)管線狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、檢測(cè)的信息通過(guò)內(nèi)置光纖實(shí)時(shí)回傳至接收終端進(jìn)行處理，還可通過(guò)地面站點(diǎn)gprs系統(tǒng)遠(yuǎn)程傳輸至中控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸、控制一體化。

傳感器2的布置位置優(yōu)選地放置在管道內(nèi)芯管1內(nèi)壁或芯管管壁內(nèi)、管壁外，不影響管道內(nèi)芯管1的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，檢測(cè)效果良好；同時(shí)在本實(shí)施例中所采用傳感器2導(dǎo)體可以單獨(dú)放置也可進(jìn)行串聯(lián)、平行連接，根據(jù)具體工況需要的數(shù)量和種類確定。

本發(fā)明在工藝實(shí)現(xiàn)上，采取先進(jìn)的傳感器2嵌入內(nèi)芯管1成型方法，通過(guò)對(duì)擠出工藝、設(shè)備改進(jìn)，在內(nèi)芯管1擠出未冷卻硬化時(shí)，將監(jiān)測(cè)傳感器2貼放、嵌入到內(nèi)芯管管壁中，再通過(guò)高溫填充，以達(dá)到傳感器2的內(nèi)嵌、貼合。上述方法可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感器的優(yōu)良嵌入管道內(nèi)壁、內(nèi)芯管管壁中層或者外層而不影響管道內(nèi)芯管的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，同時(shí)可穩(wěn)定的將監(jiān)測(cè)信息通過(guò)內(nèi)置光纖進(jìn)行信息傳遞。

在本實(shí)施例中，光纖線纜植入層4為將光纖、線纜沿管道軸向緊貼合抗壓層3敷設(shè)，以便于高效傳遞信息，其結(jié)構(gòu)可以參照?qǐng)D1所示，數(shù)量視具體工況要求而定。光纖線纜在同一層，與其他功能層分屬不同功能層，結(jié)構(gòu)間接可靠；防磨損固定層6主要起固定光纖線纜結(jié)構(gòu)位置。多個(gè)光纖線纜植入層4之間在管體周向上保持一定間隔，互不影響。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述的技術(shù)方案，抗拉層5與光纖線纜植入層4在內(nèi)芯管1軸向上保持一定的間隔，不可重疊，以避免相互影響。

作為優(yōu)選，抗拉層5在管道截面周向上可采用均布處理或者對(duì)稱敷設(shè)，以達(dá)到管體抗拉性能均衡。

具體的，內(nèi)芯管1可以由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子樹(shù)脂聚合物擠出成型；外包覆層7可由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子聚合物擠出成型。采用上述工藝生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單，工藝控制容易，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且其結(jié)構(gòu)上具有耐腐蝕和防結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種應(yīng)用上述柔性復(fù)合管的修復(fù)方法，除了前面所講的型壓制為“u”后恢復(fù)圓形外，還可以直接牽引穿插。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本方案作進(jìn)一步介紹：

該型柔性復(fù)合管在結(jié)構(gòu)上(由內(nèi)至外)包括：

1、內(nèi)芯管；2、傳感器；3、抗壓層；4、光纖線纜植入層；5、抗拉層；6、固定層；7、外包覆層。

該型管道在結(jié)構(gòu)上屬于非粘接結(jié)構(gòu)管道，功能層之間允許存在滑移，在施工時(shí)可根據(jù)具體施工情況加工制作成“u”型結(jié)構(gòu)或者圓形結(jié)構(gòu)，具體各功能層結(jié)構(gòu)、功能作用如下：

1、內(nèi)芯管：內(nèi)芯管材料可以由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子樹(shù)脂聚合物擠出成型。

2、傳感器：端部傳感器可以包括光學(xué)傳感器、電磁傳感器、機(jī)械傳感器和應(yīng)變感器等多種傳感器類型，可用于對(duì)管體應(yīng)力應(yīng)變性能、管體溫度、管道移動(dòng)、氣體壓力、流體輸送振動(dòng)、管道內(nèi)外壓力變動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。傳感器的布置位置優(yōu)選地放置在管道芯管內(nèi)壁或芯管管壁內(nèi)、管壁外，同時(shí)在本發(fā)明中所采用傳感器導(dǎo)體可以單獨(dú)放置也可進(jìn)行串聯(lián)、平行連接。

3、抗壓層：該層主要用纖維干絲纏繞于內(nèi)芯管外壁，其沿管體軸向一定角度于芯管外壁進(jìn)行纏繞成型，纏繞步驟重復(fù)正反2-4次，形成正反方向2-4層增強(qiáng)抗壓層，纏繞纖維干絲不宜過(guò)多，壁厚不宜過(guò)厚。

4、光纖線纜植入層：該層為將光纖、線纜沿管道軸向緊貼合纖維層敷設(shè)，數(shù)量視具體工況要求而定。

5、抗拉層：該型管道結(jié)構(gòu)上可采用特制高強(qiáng)抗拉纖維帶用于管道的抗拉層，該纖維帶可由滌綸纖維、尼龍纖維、玻璃纖維、聚乙烯纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、聚酯纖維或碳纖維通過(guò)編織或者成捻、成束等結(jié)構(gòu)組成，具有厚度薄、強(qiáng)力高、柔韌性好等特性，在生產(chǎn)上沿管體軸向敷設(shè)，在管道截面周向上可采用均布處理或者對(duì)稱敷設(shè)以達(dá)到管體抗拉性能均衡。

6、固定層：由于該型管道在結(jié)構(gòu)上屬于層間非粘接結(jié)構(gòu)，因此在各結(jié)構(gòu)層之間存在相互滑移、磨損，同時(shí)為了將纖維纏繞抗壓層、纖維帶抗拉層、線纜層固定，采用由滌綸纖維、尼龍纖維、聚酯纖維等材料組成編制成型的帶狀圍繞管體纏繞用以固定保護(hù)。

7、包覆層：該層可由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚偏氟乙烯或改性高分子聚合物擠出成型，用以對(duì)管體內(nèi)部功能層進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)以及對(duì)整管道的保護(hù)，以防止外來(lái)因素對(duì)管道造成的破壞。

參見(jiàn)圖1，內(nèi)芯管1通過(guò)擠出成型構(gòu)成管體芯管層，同時(shí)也會(huì)將信息集成芯片傳感器2經(jīng)過(guò)內(nèi)置嵌入到芯管的內(nèi)外壁，纖維纏繞增強(qiáng)抗壓層3沿管體軸向一定角度交叉纏繞，保證管體的承壓能力。光纖線纜植入層4沿管體軸向保持一定間隔敷設(shè)并與內(nèi)層芯片傳感器相連接，抗拉層5沿管體軸向敷設(shè)，在敷設(shè)時(shí)與光纖線纜保持一定的間隔，不可重疊，同時(shí)也結(jié)合纖維帶固定層6一同制作，固定層6可以使用必定寬度、厚度的纖維帶或者高強(qiáng)膠帶，進(jìn)行纏繞將內(nèi)部層固定，外包覆層7通過(guò)擠出成型，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)成保護(hù)。

本發(fā)明的意義在于在原有腐蝕破損舊管線基礎(chǔ)上，將管道壓制成“u”型結(jié)構(gòu)后，再通過(guò)將管線牽引、穿插進(jìn)舊管線內(nèi)，在經(jīng)過(guò)高溫、高壓氣體使該“u”型柔性復(fù)合管恢復(fù)至原有圓形結(jié)構(gòu)，使得柔性管道外壁緊密貼合在原有舊制管線的內(nèi)壁上，形成“管中管”結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)不僅可以便于流體介質(zhì)的輸送，同時(shí)還省去了原有舊制管線的開(kāi)挖、更換，同時(shí)也將舊制管線用作新引入的柔性管線的外部保護(hù)。再通過(guò)內(nèi)置于管體內(nèi)部的相關(guān)傳感器對(duì)管線運(yùn)行狀況進(jìn)行采集、監(jiān)控，經(jīng)過(guò)gprs系統(tǒng)將信息反饋于地面控制系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程控制室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)油氣井聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、統(tǒng)一安全管理，降低開(kāi)發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)油田的利潤(rùn)增長(zhǎng)。

本發(fā)明在工藝實(shí)現(xiàn)上，采取先進(jìn)的傳感器嵌入內(nèi)芯管成型工藝，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)傳感器的優(yōu)良嵌入管道內(nèi)壁、內(nèi)芯管管壁中層或者外層而不影響管道內(nèi)芯管的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，同時(shí)可穩(wěn)定的將監(jiān)測(cè)信息通過(guò)內(nèi)置光纖進(jìn)行信息傳遞。

綜上所述，本發(fā)明為一種具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、無(wú)線傳輸、遠(yuǎn)程控制舊管線修復(fù)用柔性復(fù)合管道。主要應(yīng)用于市政、油田、工業(yè)、生態(tài)保護(hù)區(qū)等多地域流體輸送領(lǐng)域，同時(shí)該型管線的特性在于對(duì)腐蝕破損嚴(yán)重的舊制鋼管線進(jìn)行原位修復(fù)，避免大批量新管線替換更新、開(kāi)溝開(kāi)挖等成本投入，可以在原有舊管線基礎(chǔ)上引入該管線，實(shí)現(xiàn)非開(kāi)挖、非更換作業(yè)，該管線具備高承壓、高抗拉、耐腐蝕、防結(jié)垢、高柔性、易盤(pán)卷(最小彎曲半徑可達(dá)到0.4-0.5m)等特性，管道內(nèi)嵌入多種傳感器(壓力傳感器、溫度傳感器、流量檢測(cè)傳感器等)可以對(duì)管線狀態(tài)達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、檢測(cè)，并可將信息通過(guò)內(nèi)置光纖實(shí)時(shí)回傳至接收終端進(jìn)行處理，還可通過(guò)地面站點(diǎn)gprs系統(tǒng)遠(yuǎn)程傳輸至中控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸、控制一體化。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。