[发明专利]管道修复方法和经修复的管道

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年12月20日提交的专利序号为61/425,076的美国临时申请的优先权，其全文以引用的方式纳入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于修复具有结构缺陷的管道的方法。

背景

管道——如由延性铁、混凝土、石棉混凝土、粘土瓦及其他管结构制成的下水管、煤气管、蒸汽管和水管——通常埋于地下或难以接近的区域。由于机械损伤、过早磨损、制造缺陷、腐蚀、侵蚀、不利操作条件以及其他因素，这些管道将劣化，产生裂纹、泄漏或需要更换或修复的薄弱区域。将这种难以接近或埋于地下的管道挖掘出来从外部修复或替换其中的部件是非常昂贵的。

为直径小于16英寸的小直径管道换衬的现有方法依赖于用树脂浸渍过的织物，其贴靠于所述管道的内壁直至该树脂充分固化以形成结构键合；用塑性挤出物滑动镶衬现有管道；和/或使用非加固水泥组合物结合塑料衬里。运用加压膨胀技术和反转技术（inversion technique）使衬里与待修复管道的内表面紧密贴合。

滑动镶衬涉及在现有主管内部放置一个塑料衬管（例如光壁聚乙烯或聚乙烯和聚丙烯的复合材料），其用于减小该主管的内径。在将塑料管置于主管内之后，将衬管和主管之间的环隙填满水泥材料。

在“加压膨胀”技术（也称“就地盘绞（winch-in-place）”技术）中，将预先浸渍过热固性树脂的材料的易弯套管插入到管道受损部位，并对其加压以使该树脂浸渍的衬垫紧密地压靠在受损管道的内壁。然后使该膨胀的衬垫固化从而在原管道内部形成一个新的衬里。

在“反转”修复方法中，首先用合适的可固化合成树脂浸渍管道衬垫。然后将注入树脂的衬垫插入管道。衬垫的前端反转朝向其本身且固定于入孔进料肘管的下端。将流体（例如水或空气）用泵注入进料肘管，使衬垫反转进入并沿着管道的内表面。衬垫持续与管道内表面接合直至树脂固化。树脂固化完成后，流体从衬垫的内部排出，由此得到施用于管道内表面的硬质刚性衬里。

这些方案不能解决对这样的复合材料的根本需求：该复合材料通过机械和化学作用结合到主管内径，具有充分的拉伸性、轴向性、压缩性和环向强度形成从而使其可在连接现有支管供应的管道中独立形成新的管道，沿其长度方向是基本不透水的、强固、轻质以及相对快速且容易地安装，从而能够提供一种用于卫生、蒸汽管和饮用水管应用的独立使用装配。

发明内容

公开了一种原地修复具有结构缺陷的管道的方法。所述修复管道的方法能重建劣化管道的结构完整性而无需使该管道停止使用。

根据某些示例性实施方案，该方法包括将强化织物放置在待修复的主管的至少一部分内，且用抗渗移性水泥组合物至少部分地浸润该强化织物。使该水泥组合物硬化。一旦该水泥组合物硬化，就会在临近主管长度的至少一部分的内表面形成一个新的复合管。

根据其他的示例性实施方案，该方法包括在待修复的主管的至少一部分内放置一个间隔层或套管。所述间隔层以间隔开的方式放置在临近主管的内表面，在主管内表面与支撑层或套管的外表面之间形成一个环形腔。将一种强化织物（例如双向织物）置于临近所述间隔层，以使间隔层位于待修复主管的内表面与强化织物层的外表面之间。所述强化织物至少部分被浸润且所述环形腔内至少部分充满可硬化水泥组合物。使该水泥组合物硬化。一旦该水泥组合物硬化，就会在临近主管的内表面的至少一部分上形成一个新的复合管。

修复具有结构缺陷的管道的方法包括，在待修复的管道内部的至少一部分内放置一种聚合材料制成的柔性管状支撑套管，其与管道内表面间隔开，所述套管有一个内表面和一个外表面，其外表面具有间隔元件，该间隔元件含有多个从该套筒外表面轴向和径向伸出的突出物。由于该支撑套管的外径和径向突出物，在主管和支撑套管外表面之间形成一个环形腔。强化织物层（其可以纤维材料的管状织物强化层的形式提供）在主管内接触支撑套管的内表面放置。根据某些实施方案，该纤维材料强化层与支撑套管物理结合或化学键合。然而，根据其他实施方案，该纤维材料强化层具有足够的拉伸强度以提供置于临近支撑套管的至少一部分处的自身可立住（self-standing）强化纤维层。在该强化层内部可放置一个可扩张的扩张器（expander），其扩张从而将强化层和支撑套管径向朝外推向主管的内表面。将可硬化水泥组合物引入到强化织物和支撑套管与主管内表面之间的环形腔内，使该水泥组合物硬化。