專利名稱：：用于管道和管線的內(nèi)部修復(fù)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于修復(fù)管線的方法和裝置。更特別地，本發(fā)明涉及一種修復(fù)位于難以進(jìn)入的區(qū)域中的受損管線、弱化管線或泄漏管線的方法和裝置，例如污水管、給水主管網(wǎng)、井和輸氣管路。
背景技術(shù)：
：經(jīng)過一段時間之后，用于輸送水或輸送廢水的管線系統(tǒng)被損傷、弱化，或者在相鄰的段之間的接合處開始惡化和泄漏。這種惡化是由下面的原因造成的與管線系統(tǒng)鄰接的周圍的土壤的沉積；接合部自身隨時間的惡化；和/或樹木和其他植物的根部的生長。在廢水系統(tǒng)中，廢水能夠從受損的管線中泄漏出并造成污染問題。另外，受損部存在地下水滲入的問題，這增加了被輸送到處理裝置的水的體積，由此增加了處理裝置的負(fù)擔(dān)。此外，導(dǎo)致了泄漏的包括污水系統(tǒng)在內(nèi)的液體輸送系統(tǒng)用的劣化管道能夠浸透周圍的地體，有時會形成陷穴(sinkhole)并且惡化排水問題(drainageproblem)。此外，例如由泄漏管道所在處的地體提供的對建筑物、橋梁的支撐可能變?nèi)?，由此造成額外的財產(chǎn)損失或?qū)Πㄉ鼡p失在內(nèi)的更嚴(yán)重?fù)?dān)憂。在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了修復(fù)埋設(shè)的管線部的問題的多種解決方案。最常見的解決方案包括在受損的管線部周圍進(jìn)行挖掘，并且修復(fù)或替換受損的部分。然而，挖掘極為耗時(time-intensive)，并且尤其在城市區(qū)域，其帶來了額外的問題。另外也已經(jīng)開發(fā)出了在受損的管線內(nèi)修復(fù)受損的管線部并且不需要進(jìn)行挖掘的方法。此種方法包括例如簡單地施加灌漿材料，以密封破裂處和接合處。在現(xiàn)有技術(shù)中也已知如下的方法，即用內(nèi)襯為受損管線部換襯里(re-line)，該內(nèi)襯從盤繞構(gòu)造擴(kuò)張到最終構(gòu)造，在最終構(gòu)造中，該內(nèi)襯被牢固地配置于受損的管線部的內(nèi)表面。例如，在美國專利5119862、5351720和5465758中公開了上面所提到的“無挖掘(no-dig)”方法和裝置，這里通過引用并入這些公開的全部內(nèi)容。此外，在諸如天然氣管路(naturalgaslines)和供水管路(waterlines)等具有較高壓的管道和管線(pipesandconduits)的修復(fù)中，通常需要關(guān)閉管路，釋放壓力，并使其停止工作。在修復(fù)之后，不同的定期維護(hù)也需要進(jìn)行相同的操作。諸如水井挖掘的情況中，由相對地高的水位差所施加的外部壓力能夠造成額外的問題。在外部環(huán)境變化或內(nèi)部流體溫度變化的情況中也會產(chǎn)生類似的問題。上面提到的壓力變化或溫度變化使主管道(hostpipe)直徑發(fā)生變化，結(jié)果，在主4管道和修復(fù)套管(impairsleeve)之間能形成一定的間隙。例如，已知在150psi的標(biāo)準(zhǔn)工作壓力下，具有29英寸的原始內(nèi)徑的HDPE(高密度聚乙烯)管道的直徑能夠增加到29.23英寸。這里通過引用并入了公開的全部內(nèi)容的美國專利6138718只是部分地解決了該“間隙問題”。該專利中公開的方法和裝置在安裝時并且在安裝后的一定的短時內(nèi)能夠彌補(bǔ)新生的間隙(nascentgap)。后來失效的原因與一些材料的疲勞(fatigue)有關(guān)，例如，在閉孔塑料泡沫中，密閉在小泡中的氣體產(chǎn)生壓損。當(dāng)一定的工作壓力被施加到主管道時，該壓力也被施加到自鎖套管并使之解鎖，這是后來失效的另一個原因。對于相同的HDPE管，周長增加1/8英寸(3.175mm)會使套管解鎖，并且該現(xiàn)象在26psi的壓力下或在內(nèi)部流體的溫度迅速降低78°C的情況下也會發(fā)生(在不銹鋼套管的情況下)。在剛性的主管道和安裝的CIPP(原位固化管道，Cured-In-Place-Pipe)內(nèi)襯之間產(chǎn)生間隙的情況下也出現(xiàn)有類似的問題。該間隙在操作壓力的作用下變化，結(jié)果，在CIPP內(nèi)襯的端部的任何已知的密封部件會被損傷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的改進(jìn)基于已知的內(nèi)部管線修復(fù)方法和裝置。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于使用套管來內(nèi)部地修復(fù)管線的方法和裝置，該套管根據(jù)已知技術(shù)能夠自鎖，但是該發(fā)明防止了套管被解鎖或在修復(fù)裝置和主管道之間產(chǎn)生間隙。此外，本發(fā)明提供一種如下的方法和裝置該方法和裝置不需將顯著大的內(nèi)部壓力施加到受損的管線部，因此，不存在可能對已經(jīng)受損和/或變?nèi)醯墓芫€部造成額外的損壞的風(fēng)險。另外，本發(fā)明提供了一種利用密封件(seal)修復(fù)可能被包含于受損的管線內(nèi)的受損的開口部的方法，該密封件能夠防止地下水滲入到該管線中并且能抵抗相對地高的滲透壓(ex-filtrationpressure)。關(guān)于本發(fā)明的這些或其他的特征，本發(fā)明包括可擴(kuò)張連續(xù)多孔芯，下文也稱作“套管”，該芯由諸如不銹鋼套管或其他的例如剛性PVC、混凝土等的結(jié)構(gòu)性支撐材料制成，該芯裝配有鎖定機(jī)構(gòu)并且連續(xù)地延伸過受損管的整個區(qū)域。芯材料的選擇通過管道的化學(xué)狀況來確定。由緊固的回彈彈性(solidresilientelastic)材料制成的若干0型環(huán)被施加于套管的外表面。從一個方面看，這樣的0型環(huán)的數(shù)量、體直徑(bodydiameter)和柔軟度取決于可能的管線直徑變化。從另一個方面看，此種0型環(huán)的這些參數(shù)取決于所選擇的套管的安裝壓力，并且如果所選擇的鎖定機(jī)構(gòu)是階梯型機(jī)構(gòu)，則還取決于套管直徑的階梯型變化情況。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式，密封性回彈膜被施加于整個0型環(huán)上。該膜的厚度取決于內(nèi)部壓力或外部壓力和管線的受損部的特性尺寸。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，加強(qiáng)帶被施加于膜上，尤其是在內(nèi)部操作壓力較高和/或管線具有大的泄漏孔或?qū)挼男孤┙雍喜康那闆r下。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，加強(qiáng)帶被置于0型環(huán)和回彈膜之間，此外，為了將滲透壓限制在兩個相鄰的0型環(huán)之間并且由此減小作用于所述芯的全部外部載荷，由緊固的回彈材料制成的0型環(huán)附加層被置于加強(qiáng)帶和回彈膜之間。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式，可固化柔性密封劑(curableflexiblesealant)被施加到密封膜上。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，可擴(kuò)張多孔芯設(shè)置有向外彎曲的周緣，從而產(chǎn)生從管線直徑到套管直徑的平滑過渡。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，套管中的及加強(qiáng)帶中的一些孔是拉長的、縫狀的孔，尤其是在管線具有錯位的泄漏接合部、和/或管線的兩個相鄰的管道具有不同的直徑、和/或管線的接合部具有諸如焊道等的周緣突起的情況下。根據(jù)本發(fā)明，所述的修復(fù)裝置的安裝能夠在安裝壓力的作用下通過使用可充氣塞(inflatableplug)來完成，該安裝壓力壓縮0型環(huán)，從而在滲透壓力下保持該壓縮并且/或者使管道直徑變化。一旦利用所述塞使裝置擴(kuò)張并且通過鎖定裝置或其他類型的緊固件鎖定了裝置，就去除所述塞。該修復(fù)裝置能夠被用于修復(fù)張開的接合部、孔、破裂部、銹蝕部以及其他的受損部位。借助于附圖，通過下面對典型實(shí)施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中-圖1是套管層的縱向截面圖，其示出了處于收縮狀態(tài)(collapsedposition)的可擴(kuò)張的芯、0型環(huán)組和密封回彈膜(sealingresilientmembrane)；-圖2是示出處于安裝狀態(tài)的上述套管的縱向截面圖；-圖3是縱向截面圖，其示出了0型環(huán)在施加內(nèi)部操作壓力之前和之后的兩個不同的截面形狀；-圖4是上述套管的縱向截面圖，其示出了附加的加強(qiáng)帶；-圖5是在施加內(nèi)部操作壓力之前的圖4的縱向截面的放大的和更為詳細(xì)的視圖，其帶有附加的加強(qiáng)帶；-圖6是在施加內(nèi)部操作壓力之后的圖4的縱向截面的放大圖，其帶有附加的加強(qiáng)帶；-圖7是沿圖4的線C-C截取的截面圖，其示出了回彈膜在加強(qiáng)帶的重疊邊緣區(qū)域中的密封原理；-圖8是套管層的縱向截面圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的0型環(huán)附加層；-圖9是縱向截面圖，其示出了具有較高的內(nèi)部操作壓力的情況下，CIPP內(nèi)襯的端部用的密封構(gòu)思；-圖10是安裝于具有突出的焊道的管線中的套管層的縱向截面圖，該視圖示出了呈展開形狀的如圖13所示的形成有長縫狀孔的可擴(kuò)張芯(slottedexpandablecore)和如圖12所示的形成有長縫狀孔的加強(qiáng)帶的使用；-圖11是圖10的縱向截面的放大的和更詳細(xì)的視圖；-圖12示出了帶有長縫狀孔和簡單的鎖定機(jī)構(gòu)的展開的多孔加強(qiáng)帶；6-圖13示出了帶有長縫狀孔、圓孔和階梯型鎖定機(jī)構(gòu)的展開的多孔套管；-圖14是套管的縱向截面圖，該套管具有形成有長縫狀孔的可擴(kuò)張芯、0型環(huán)組和密封回彈膜，并且被安裝到帶有錯位的接合部的管線中；-圖15是套管的縱向截面圖，該套管具有形成有長縫狀孔的可擴(kuò)張芯、0型環(huán)組和密封回彈膜，并且被安裝到具有兩種不同的管道直徑的管線中。具體實(shí)施例方式圖1示出了修復(fù)裝置，其處于過度盤繞的安裝前構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明的用于管道和管線的內(nèi)部修復(fù)的裝置包括可擴(kuò)張芯1，其中可擴(kuò)張芯1具有孔8并且被裝配有鎖定機(jī)構(gòu)9(如圖2、4、7和9所示)。通過管道中的化學(xué)狀況來確定芯材料的選材，例如不銹鋼。此外，由緊固的回彈彈性材料制成的若干0型環(huán)2被應(yīng)用到芯1的外表面。0型環(huán)2的數(shù)量、體直徑和柔軟度取決于管線3直徑隨著內(nèi)部/外部壓力和/或溫度的變化而進(jìn)行的可能的變化。從另一方面看，0型環(huán)的這些參數(shù)取決于所選擇的裝置安裝壓力、和芯1的周部的節(jié)距(st印)4的變化即可擴(kuò)張芯1的連續(xù)的鎖定位置之間的遞增的距離，如果所選擇的鎖定機(jī)構(gòu)9是階梯型機(jī)構(gòu)(st印mechanism)的話。根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)施方式，密封性的回彈彈性膜5被施加到整個0型環(huán)2。膜5的厚度取決于內(nèi)部或外部壓力和泄漏孔的尺寸或管線3中的張開的接合部6的寬度。對于用于HDPE管線的上述示例，其中該HDPE管線帶有直徑為0.04英寸(0.10cm)的銷孔(pinhole)或者圓周開口寬度為0.04英寸的泄漏接合部，修復(fù)裝置能夠包括例如可擴(kuò)張SST芯1，其具有24英寸(61.0cm)的軸向長度；4到6個0型環(huán)2，其具有7/16英寸(1.11cm)的體直徑，由具有50A的計(jì)示硬度的聚異戊二烯(polyisoprene)制成；及膜5，其具有處于1/16英寸到1/8英寸(0.16cm至0.32cm)的范圍內(nèi)的厚度，由具有45A的計(jì)示硬度的天然橡膠制成。這些材料和尺寸僅是示例性的，而且也能夠采用在本發(fā)明的范圍內(nèi)的其他的材料和尺寸。在本發(fā)明的另一方面中，可固化柔性密封劑能夠被直接施加于密封膜5，尤其是施加于膜5的具有由于下面的0型環(huán)2而突出的波狀部的區(qū)域。圖2示出了安裝狀態(tài)下的修復(fù)裝置。在此狀態(tài)中，所述芯1由鎖定裝置9鎖定成管狀結(jié)構(gòu)，緊固的回彈0型環(huán)2被壓縮成橢圓截面的形狀，帶有或不帶有可固化柔性密封劑的膜5被壓到管線3的內(nèi)壁。圖3示出了0型環(huán)2的在施加內(nèi)部工作壓力之前和之后的兩種不同的截面形狀的放大視圖。壓縮較多的形狀2a示出了當(dāng)例如壓力管道停止運(yùn)行時的情況。壓縮較少的形狀2b示出了再次施加工作壓力時的情況。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，圖4、圖5、圖6和圖7描繪了附加的加強(qiáng)帶7，其被施加于膜5，尤其在內(nèi)部操作壓力P較高和/或管線3具有大的泄漏孔6或具有寬的泄漏接合部6的情況下被施加于膜5。在非限定性地示出的實(shí)施方式中，加強(qiáng)帶7沿所述芯1的周長方向連續(xù)地延伸以初始地被三個0型環(huán)2按壓到管線3的壁。例如，帶7下方的0型環(huán)2的數(shù)量可以為1個到3個不等。參考前述的HDPE管線的示例，包括有由20號規(guī)格(0.0375英寸/0.lcm)的SST片材制成的加強(qiáng)帶7的修復(fù)裝置能夠阻止經(jīng)由具有上至3英寸(7.62cm)的直徑的孔6的泄漏，或者阻止經(jīng)由3英寸的斷開的接合處的泄漏。圖8示出了本發(fā)明的又一實(shí)施方式，其中加強(qiáng)帶7被置于0型環(huán)2和回彈膜5之間。為了將滲透壓力限制在兩個相鄰的O型環(huán)10之間，由緊固的回彈材料制成的O型環(huán)10附加層被置于加強(qiáng)帶7和回彈膜5之間。圖9示出了用于CIPP內(nèi)襯11的端部的密封構(gòu)思，其中在主管道3和內(nèi)襯11之間的泄漏間隙12受到較高的內(nèi)部操作壓力P的作用。這種修復(fù)裝置與圖1、圖2和圖3中示出的修復(fù)裝置類似，該修復(fù)裝置通常具有體直徑不同的兩種緊固的回彈0型環(huán)2a和回彈0型環(huán)2b。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式的圖10和圖11示出了如下的修復(fù)裝置加強(qiáng)帶7和可擴(kuò)張芯1中的一些孔8被制成為長縫狀孔13和條狀部15，這樣允許所述芯1包裹(或緊配合)周向的突起焊道17。圖12示出了平坦的、沒有盤繞的、具有拉長的窄長縫狀孔13的加強(qiáng)帶7。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式，加強(qiáng)帶7裝配有鎖定機(jī)構(gòu)14。在本發(fā)明的又一方面中，一些長縫狀孔13與其它的長縫狀孔成小的角度φ。圖13示出了平坦的、沒有盤繞的、具有孔8的可擴(kuò)張芯1，其中若干孔8被成形為拉長的窄長縫狀孔13。這里的鎖定裝置被表示為階梯型機(jī)構(gòu)，該階梯形機(jī)構(gòu)具有尖端(tip)9b、一組孔9c和一組孔9a(與圖2所示的類似)，用于將修復(fù)裝置保持為如圖1所示的過度盤繞的安裝前構(gòu)造。圖14示出了具有可擴(kuò)張芯1的修復(fù)裝置，其中可擴(kuò)張芯1具有長縫狀孔13并且被安裝到具有錯位的接合部18的管17中。圖15示出了具有可擴(kuò)張芯1的修復(fù)裝置，其中，該可擴(kuò)張芯1帶有長縫狀孔13，并且在長縫狀孔13處被安裝于具有兩種不同的管道直徑的管線19中。在如圖15所示的特定的情況中，較小的管道被描述為CIPP內(nèi)襯11，換句話說，例如與圖9相比較，圖15示出了用于內(nèi)襯11的端部的另一種密封構(gòu)造。以下面所述的方式來操作上述的裝置。首先，以過度盤繞的安裝前構(gòu)造來準(zhǔn)備用于管道和管線的內(nèi)部修復(fù)的裝置，其中由預(yù)鎖定位置9a(見圖1)來確定該安裝構(gòu)造。在此狀態(tài)下，回彈膜5能夠被保持在小的張力下，從而確保回彈膜5由于下面的0型環(huán)2而輕微突起。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可固化柔性密封劑能夠被直接施加于密封膜5，尤其是被施加于膜5的具有由0型環(huán)2造成的突起波狀部的區(qū)域。管道修復(fù)裝置然后以現(xiàn)有技術(shù)中已知的方式被定位于主管道3中。接著，修復(fù)裝置也以已知的方式擴(kuò)張以接合鎖定構(gòu)件9，從而將修復(fù)裝置鎖定成管狀構(gòu)造。選擇所安裝的修復(fù)裝置的直徑和安裝壓力以如所需地足以壓縮0型環(huán)2，以滿足如下的條件-在壓力管道的修復(fù)的情況下，即使施加運(yùn)行壓力，0型環(huán)2也應(yīng)當(dāng)被保持成壓縮的、橢圓形的形狀2b(見圖3)，并且主管道直徑在此壓力作用下被擴(kuò)張；-與上述狀態(tài)相同的狀態(tài)，區(qū)別之處在于溫度改變并且壓力恒定，或者壓力和溫度兩者都變化；-在滲透壓力的情況下，0型環(huán)2應(yīng)當(dāng)被充分地壓縮以克服該滲透壓力，并且防止在修復(fù)裝置和主管道3之間產(chǎn)生通過間隙；-在可固化密封劑擴(kuò)張到泄漏孔或張開的接合部6中的情況下，應(yīng)該添加一定量的密封劑并且/或者應(yīng)考慮所安裝的修復(fù)裝置的直徑。此外，參考圖2和圖3，修復(fù)裝置被安裝，并且例如一個小時后，密封劑固化并且變成柔性。這里，主管道3開始運(yùn)行，并且內(nèi)部壓力經(jīng)由所述孔8被施加到密封膜5，使得膜5被更加緊地壓到主管道3的壁部。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式，將滿足兩個以下的條件-在主管道3的內(nèi)表面質(zhì)量較好的情況下，因?yàn)樾迯?fù)裝置的自密封原理，可以不必要施加密封劑；-在主管道3的直徑變化的情況下，膜5的直徑和柔性密封劑的尺寸將同時變化。例如，如圖9所示，這種情況典型地發(fā)生于加壓管中的CIPP內(nèi)襯。參考通過引用并入了公開的全部內(nèi)容的共同擁有的美國專利5，351，720，能看到輸送包括盤繞的套管的修復(fù)裝置的示例，和將裝置輸送到修復(fù)部位及擴(kuò)張所述套管并將套管鎖定在安裝狀態(tài)的示例。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，加強(qiáng)帶7被應(yīng)用于膜5(見圖4)。在此情況下，所安裝的修復(fù)裝置能夠承受高的操作壓力P并且/或者能夠修復(fù)帶有大的泄漏孔6或?qū)挼男孤┙雍喜?的主管道。這是因?yàn)檩^大的受損區(qū)域6被轉(zhuǎn)換成可忽略不計(jì)的長度方向上的泄漏間隙6a和6b(見圖5和圖6)和加強(qiáng)帶7的周向上的重疊邊緣之間的泄漏間隙6c(見圖7)。再次，因?yàn)樗隹?，工作壓力P被均等地施加到芯1的兩側(cè)。這種方法使得所述芯1與內(nèi)部的壓力變化或外部的壓力變化無關(guān)，或者與溫度變化無關(guān)。然而，所述芯1不能被解鎖，因?yàn)樗鲂?受到0型環(huán)2組的外部加載，其中0型環(huán)2以壓縮狀態(tài)被保持于邊界2a和邊界2b(見圖3)之間。然而，在存在水擊作用(waterhammer)的情況下，所述孔的總的面積必須相對地足夠大，以能夠通過快速地平衡施加到所述芯1的兩側(cè)的壓力而適應(yīng)突然的壓力變化。在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，加強(qiáng)帶7被置于0型環(huán)2和回彈膜5之間，并且為了將滲透壓力限制在兩個相鄰的0型環(huán)10之間，由緊固的回彈彈性材料制成的0型環(huán)10附加層被置于加強(qiáng)帶7和回彈膜5之間。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式，如圖8所示，由于位于加強(qiáng)帶7和回彈膜5之間的0型環(huán)10附加層，所以所安裝的用于管道和管線的內(nèi)部修復(fù)的裝置能夠抵抗較高的滲透壓力。在此情況下，0型環(huán)10組以高的局部壓力壓回彈膜5，此外，較高的滲透壓力被局限于任何兩個相鄰的0型環(huán)10之間。如圖8所示，施加到整個裝置的壓力比滲透壓力小，并且施加到整個裝置的壓力與滲透壓力成1/L的正比，其中“1”是兩個相鄰的0型環(huán)10之間的長度方向上的距離，“L”是最外側(cè)的0型環(huán)2之間的長度方向上的距離。在本發(fā)明的另一方面中，如圖1、圖2和圖3所示的修復(fù)裝置能夠被用于阻止通過主管道3和CIPP內(nèi)襯11之間的環(huán)狀間隙12(見圖9)的泄漏，其中CIPP內(nèi)襯11受到較高的內(nèi)部操作壓力P的作用。在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，為了適應(yīng)主管道3的直徑和CIPP內(nèi)襯11的直徑之間的差異，0型環(huán)2a組中的各0型環(huán)2a均具有比0型環(huán)2b組中的各0型環(huán)2b的體直徑小的體直徑。在該情況中，工作壓力P經(jīng)由可擴(kuò)張芯1中的所述孔8被施加到彈性膜5并且使膜5和CIPP內(nèi)襯11同時擴(kuò)張。此時，膜5密封泄漏間隙12、具有可變直徑的CIPP部和具有穩(wěn)定直徑的主管道部。在此應(yīng)用中，尤其是在壓力管停止運(yùn)行并且施加有滲透壓力情況下，可固化柔性密封劑能夠被直接施加于密封膜5。在本發(fā)明的又一方面中，圖1至圖4中所示的修復(fù)裝置能夠被用于阻止處于非通常狀態(tài)的管道和管線的泄漏，該非通常狀態(tài)例如，錯位的接合部、具有不同的直徑的管道/管線之間的接合部、諸如焊道等的周向的突出部或者異常形狀的組合。在本發(fā)明的該實(shí)施方式中，加強(qiáng)帶7和可擴(kuò)張芯1中的一些孔8被制成拉長的長縫狀孔13和條狀部15(見圖10至圖15)。使用帶7和形成有長縫狀孔的所述芯1使得修復(fù)裝置能夠沿管線的不規(guī)則輪廓而塑性成形。根據(jù)本發(fā)明的特定的實(shí)施方式，加強(qiáng)帶7裝配有鎖定機(jī)構(gòu)14(見圖12)，該鎖定機(jī)構(gòu)14允許在安裝圖10所示的修復(fù)裝置的其他部分之前單獨(dú)地安裝盤繞的加強(qiáng)帶7。這種技術(shù)使得修復(fù)裝置的成形更為容易。在本發(fā)明的另一方面中，一些長縫狀孔13與其他長縫狀孔成小的角度(P(見圖12和圖13)。這種技術(shù)防止了加強(qiáng)帶7或可擴(kuò)張芯1在安裝時在長縫狀孔13和條狀部15之間發(fā)生粘連，如果長縫狀孔是平行的，該粘連是有可能發(fā)生的。加強(qiáng)帶7的長縫狀孔13的寬度取決于管線中的操作壓力，并且不應(yīng)允許回彈膜5(見圖10和圖11)擠入加強(qiáng)帶7的長縫狀孔13中。從另一方面看，所有的條狀部15的總的寬度應(yīng)該比管16的最小的周長(沿圖10和圖11中示出的焊道17的頂峰(crest)所測量的值)小。能夠通過限制條狀部15的數(shù)量來解決這個難題。同時，各條狀部15的寬度取決于管的形狀的復(fù)雜度。所有的對加強(qiáng)帶7的長縫狀孔13和條狀部15的設(shè)計(jì)(見圖12)的考慮同樣適用于可擴(kuò)張芯1(見圖13)。唯一的不同就是可擴(kuò)張芯1的長縫狀孔13的寬度取決于滲透壓力，但是不取決于內(nèi)部操作壓力。類似的考慮也適用于如下情況中的長縫狀孔13和條狀部15的設(shè)計(jì)錯位的接合部(見圖14)、不同直徑的接合部(見圖15)和異常形狀的所有組合。在任何上述的情況中，也能夠使用示出在圖10和圖11中而未在圖14和圖15中示出的形成有長縫狀孔的加強(qiáng)帶7(見圖12)，尤其是當(dāng)施加有較高的操作壓力并且/或者管線具有大的泄漏孔或?qū)挼男孤┙雍喜繒r。。這里適當(dāng)?shù)卣f明性地公開的本發(fā)明在缺少這里未具體公開的任一元件的情況下，也能夠被實(shí)施。本發(fā)明不限于已經(jīng)說明的特定實(shí)施方式。反而，本發(fā)明涵蓋所有落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的實(shí)施方式，以及與該任何該實(shí)施方式等同的任何和全部實(shí)施方式。10權(quán)利要求一種用于管道和管線的內(nèi)部修復(fù)裝置，包括金屬芯，其盤繞長度方向軸線并且適合于在管線內(nèi)于修復(fù)部位處擴(kuò)張；密封結(jié)構(gòu)，其包圍所述芯；所述芯包括孔，以使所述芯的內(nèi)部壓力和圍繞所述芯的外部壓力平衡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述孔包括長縫狀孔，在各連續(xù)的長縫狀孔之間具有條狀部，從而允許通過在修復(fù)部位處復(fù)制沿管線表面的不規(guī)則的形狀或管線內(nèi)的接合部處的不規(guī)則的形狀來形成所述裝置的形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述芯包括卷起的不銹鋼片材。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括被施加于所述芯的外表面的多個緊固的回彈性0型環(huán)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括被施加于所述0型環(huán)的回彈性密封膜。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括被施加于所述回彈性密封膜的加強(qiáng)帶。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述加強(qiáng)帶包括長縫狀孔，在各連續(xù)的長縫狀孔之間具有條狀部，從而允許通過在修復(fù)部位處復(fù)制沿管線的表面的不規(guī)則的形狀或在管線內(nèi)的接合部處的不規(guī)則的形狀來形成所述裝置的形狀。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括施加于所述回彈性密封膜和所述0型環(huán)之間的加強(qiáng)帶。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括被施加到所述密封膜的可固化柔性密封劑。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括施加于所述加強(qiáng)帶和所述回彈性密封膜之間的0型環(huán)附加層。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述芯包括向外彎曲的周緣，以產(chǎn)生從所述管線的直徑到所述芯的直徑之間的平滑過渡。12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的修復(fù)裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括具有不同的體直徑的所述緊固的回彈性0型環(huán)。13.一種用于管道和管線的內(nèi)部修復(fù)的方法，包括(a)提供修復(fù)裝置，該修復(fù)裝置具有金屬芯套管，所述金屬芯套管盤繞長度方向軸線并且適合于在管線內(nèi)于修復(fù)部位處擴(kuò)張，并且所述金屬芯套管具有孔；和密封結(jié)構(gòu)，所述密封結(jié)構(gòu)包括圍繞所述金屬芯套管的0型環(huán)；(b)將可固化的柔性密封劑施加于回彈性密封膜上；(c)將具有所述金屬芯套管、所述密封結(jié)構(gòu)和施加的所述密封劑的所述修復(fù)裝置插入到所述管線中的修復(fù)部位；(d)使所述修復(fù)裝置擴(kuò)張，以將所述裝置鎖定成管狀結(jié)構(gòu)并且壓縮位于所述管線的內(nèi)表面和所述金屬芯套管之間的所述密封結(jié)構(gòu)；(e)在安裝壓力下將所述修復(fù)裝置鎖定成管狀結(jié)構(gòu)，并且滿足如下條件(i)對于壓力管道的修復(fù)，即使當(dāng)所述管線中被施加工作壓力以及當(dāng)管線直徑在該壓力下擴(kuò)張時，圍繞所述金屬芯套管的所述0型環(huán)也被保持在壓縮狀態(tài)；(ii)與條件(i)相同，區(qū)別之處在于溫度改變并且壓力恒定，或者壓力和溫度兩者都改變；(iii)在滲透壓力下，所述0型環(huán)被充分地壓縮以抵抗該壓力并且防止在所述修復(fù)裝置和所述管線之間產(chǎn)生間隙。全文摘要一種用于管道和管線的內(nèi)部修復(fù)的裝置和方法，這些管道和管線比如是污水管、加壓給水主管網(wǎng)、水井和天然氣輸氣管路等。該管線修復(fù)裝置包括套管，該套管具有將此套管鎖定成管狀結(jié)構(gòu)的鎖定機(jī)構(gòu)。套管由具有孔的金屬片材或剛性塑料片材制成。一些孔被成形為長縫狀孔和條狀部。一些彈性O(shè)型環(huán)被施加于套筒的外表面。彈性膜被施加于O型環(huán)上。在一種實(shí)施方式中，使用了加強(qiáng)帶，并且在所述膜和加強(qiáng)帶之間包括O型環(huán)附加層。文檔編號F16L55/162GK101865349SQ20101015314公開日2010年10月20日申請日期2010年4月20日優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日發(fā)明者倫比特·麥梅斯,蓋瑞·格拉德斯汀申請人:管道連接公司