钢管道长距离内衬高密度聚乙烯(HDPE)管的新工艺及设备制造技术

本发明专利技术涉及一种输油、输气及污水的钢管道内衬的新工艺及设备，该工艺使钢管与内衬帖合更好，并能延长使用寿命。该发明专利技术是通过对钢管线进行清洁，对内衬管进行加热，通过内衬管压变装置压成双层Ｃ形，经冷却后牵引至被衬钢管中，进行内衬管与被衬管过盈帖合等工艺实现的。实现该工艺所用的内衬管压变装置由支架、龙门架、支撑轮总板、调节盒、支撑轮、成型轮、抱轮等组成。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种输油、输气及污水的钢管道内衬的工艺及设备，尤其是一种钢管长距离内衬高密度聚乙烯(HDPE)管的工艺及设备。目前，全国各油田均有大量的输油、输气及污水管道，内腐蚀严重，到了报废期，若更新这些管道，需开挖管沟，不但工程造价高，且施工周期长，有时还影响地面建筑物和公共设施。若修复这些管道，目前常用的工艺是内衬玻璃钢或聚合物水泥砂浆，这两种方法都存在施工周期长的缺点，且施工质量不可控因素较多。在专利92204613.1中，叙述了一种钢管内穿插塑料管方法，但该方法工艺复杂造价较高。在专利93210938.1中叙述了另一钢管内穿插衬管的方法，但该方法施工过程中需有较大的能源动力。本专利技术的目的是提供一种使钢管与内衬帖合更好，并能延长使用寿命的钢管内衬工艺及其设备。本专利技术的技术方案是该工艺是通过以下各步骤进行，首先对钢管线进行清洁，然后预制衬管，将衬管通过压变装置压成双层C形，然后牵引至被衬钢管中，用扩张器将衬管扩张成圆管，安装导管送入流体，进行衬管与被衬管过盈帖合工序，将定位器推入衬管端口，在联接管与钢管联接的两端开工艺孔，联接管与内衬好的钢管焊接，通过工艺孔对联接管及焊口进行封堵工艺孔工序。被衬管的长度设定在1000米--3000米，预制衬管的外径等于或大于被衬管的内径，对衬管进行加热处理的温度为60℃--90℃，衬管被压成双层C形后冷却到36℃以下，再牵引至被衬管，工艺孔开在联接管两端100-200mm处，用聚合物水泥沙浆通过工艺孔对联接管进行防腐处理，内衬管与被衬管过盈帖合工序为对衬管加压3--10小时，在衬管内插入清管器，清管器插在衬管的下游，在清管器后面加入流体压力1-12MPa，在衬管的上游端提供背压力0.2-2MPa，使清管器在衬管内行进，将衬管和钢管帖合，行进结束时，衬管在内压下维持50-160小时。然后释放压力，衬管与被衬管过盈帖合工序为送入热流体对衬管进行加热后，在清管器后提供较小的压力，清管器在衬管未冷却之前穿过衬管，并对衬管的圆周施以向外的径向力，以挤压衬管和钢管之间的空气，使衬管和钢管进一步帖合，同时清管器用冷水驱动穿过衬管，使衬管与钢管壁帖合。封堵工艺孔的工序为通过工艺孔插入顶端带有防腐层的堵头，并进行封焊。实现钢管长距离内衬高密度聚乙烯管工艺使用的设备，内衬管压变装置53的底座39上，固定有顶部为凹形中部可调节高度的支架41，还固定有整体成拱门构型背面设有加强筋的龙门架42，龙门架42上部与支撑轮总板44固定，支撑轮总板44为半圆形平面结构，相对于龙门架42可进行上下调节，支撑轮总板44上设有3至4个成辐射形分布的调节盒43，可相对于支撑轮总板44的圆心进行径向调节，至少有一个以上的支撑轮4通过轴承安装在调节盒43的顶部，支撑轮45为中心平面上有弧形下凹的卷筒形状，并与被压变截面的内衬管的外圆周相配合，成型轮3、4、5的轴向剖面的轮边缘均为圆弧形，直径逐渐增大并通过轴承安装在底座39上，两个抱轮6通过轴承固定在抱支架62上，抱轮6中心对称平面为弧形下凹的卷筒形状，其相对距离可调节，其弧形与所抱压的内衬管外缘形状大小相配合，减速机36通过超越离合器37与成型轮3联接，成型轮3与链轮38安装在同一轴上，成型轮4通过安装在同一轴上的双排链轮49、链条40与链轮38联接，成型轮5通过安装在同一轴上的链轮48、链条40与链轮49联接。实现钢管长距离内衬高密度聚乙烯管工艺使用的设备，定位器25内壁为圆筒形，外壁为锯齿形。定位器的外壁设有固定槽，通过螺钉将定位器25与钢管壁固定。采用上述工艺后，对于腐蚀损坏的钢管道或新铺设的管道，该专利技术能实现长距离，管线在原位内衬高密度聚乙烯(HDPE)，使管道具有流体输送能力，并可阻止管道内部的腐蚀和油田出砂量大的油、气、水混输的管道的砂蚀，使管道的使用寿命延长20-50年。整个工艺过程都不破坏内衬管的尺寸特性，从而保持了它恢复时所必要的尺寸特性。不必整段的更换腐蚀损坏的管道。这将有效的减少修理费用和保养的停工时间，从而大大降低生产成本。不需开挖大量的土方，使施工费用降低，时间缩短，同时不影响地面建筑设施和道路的正常使用。由于高密度聚乙烯管便于更换，而且比较便宜，从而能经济的修理。高密度聚乙烯管穿入双层C形衬管膨胀复原后与钢管完美地组成的复合管，可恢复到原有钢管的流动特性，并减少钢管壁的进一步磨损和腐蚀损坏，因此，大大地延长了管道的经济寿命。施工过程简单、快速、节约成本、停工时间短。下面结合附图对本专利技术的实施例做详细说明。附附图说明图1是本专利技术实施的一个示意图；附图2是经三级压变和一级抱压后的衬管截面图附图3是衬管压变截面过程的纵断面图；附图4是其中一级压变截面装置的横断面附图5是抱压机构的横断面图；附图6是将细线用清管器拉过要加衬的钢管；附图7是用细线将牵引缆绳拉过管子；附图8是将压变截面后的高密度聚乙烯(HDPE)双层C型内衬管拉入钢管；附图9是对双层C型内衬管两端进行扩张的专用工具——扩张器；附图10是扩张前的高密度聚乙烯(HDPE)双层C型内衬管位于钢管中；附图11是用扩张器将内衬管两端扩张成圆筒状；附图12是清管器位于未完全扩张的衬管中；附图13是一个示意的侧视图说明按照本专利技术完全膨胀开的管衬；附图14是两端装入定位器的衬管；附图15是两段已加衬高密度聚乙烯(HDPE)的管子联接示意图；附图16是弯头处联接两段已衬好高密度聚乙烯(HDPE)的管子施工工艺示意图。附图17为内衬管压变装置的主视图。附图18为内衬管压变装置的俯视图。附图19为内衬管压变装置的剖视图。实施本专利技术时，首先应对旧钢管线进行彻底的清洁，一般1000-3000米一段，对新管线铺设成1000-3000米一段，然后去除钢管内表面的尖锐物，以防止内衬过程中对内衬管的损伤。将内径比钢管大0.5-3mm的内衬管，经内衬管压变装置53压成如图2所示的双层C形，也就是本专利技术所要求的插入钢管时的双层C形内衬管。如图1所示，将高密度聚乙烯(HDPE)塑料管熔接在一起，然后通过加热设备54将衬管51加热到50-95℃，再送入内衬压变装置53(设备53可以是有动力的也可以是无动力的)，将衬管51的截面压变成图2所示的形状后进入冷却装置52，(用水或空气为冷却介质)，冷却至10-50℃，以便使其具有较高抗拉强度。并较长时间保持其压成的双层C型，在上述管衬压变过程中，衬管的牵引力是必须的，它是通过要衬钢管的另一端的卷扬机或其它牵引设备提供的，这个牵引力是受控制的，以使衬管能顺利地通过塑料管压变截面设备和插入管道而又不在轴向有较大的拉伸或产生破坏。参看附图3、附图4和附图5，这是涉及用于连续将塑料衬管截面压变成双层C型的优选形式。如附图3所示，有四个对塑料管材的折叠步骤，三个步骤是沿着对称的中心平面上逐渐压瘪凹进管材底部，图4所示的是其中的一步；第四步如图5所示是横向尺寸的压小即对底部凹进的管材进行横向折叠。四步中的每一步都涉及弯曲过程，但基本上避免了衬管51的管壁横截面的伸展或拉长，图4中所示的是成型轮之一，其由动力驱动，对衬管51的支撑，是靠可分别向中心调整并安装在一可上下调整支架上的4组支撑轮组7、8、9、10，每一组是同进同出可调的两个或三个支撑轮。支撑轮组7、8、9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管长距离内衬高密度聚乙烯管的新工艺，该工艺是通过以下各步骤进行，首先对钢管线进行清洁，然后预制内衬管，其特征在于：将衬管（５１）通过内衬管压变装置（５３）压成双层Ｃ形，然后牵引至被衬钢管中，用扩张器（１７）将衬管扩张成圆管，安装导管送入流体，进行衬管与被衬管过盈帖合工序，将定位器（２５）推入衬管端口，在联接管与钢管联接的两端开工艺孔（３３），联接管与内衬好的钢管焊接，通过工艺孔（３３）对联接管及焊口进行封堵工艺孔工序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郎丰生，周立超，
申请(专利权)人：郎丰生，周立超，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]