Системы, составы и способы устранения течей в трубах
Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту. Предлагаются закупоривающие устройства и способы герметизации течей на удаленном участке в трубе, причем устройство содержит пористую пробку-носитель, выполненную из деформируемого материала, имеющего поры, в которых расположен по меньшей мере один герметизирующий состав, и пористая пробка-носитель выполнена с возможностью перемещения по меньшей мере одного герметизирующего состава от первого участка к удаленному участку и закупоривания течи на удаленном участке. 3 н. и 41 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится, в целом, к течам в трубопроводах и, в частности, к способам и устройству для устранения течей в трубопроводах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Многие жидкости транспортируют по подземным/подводным трубопроводам. При возникновении в трубопроводе трещины или отверстия жидкость вытекает из трубопровода через них. Зачастую требуется много времени для обнаружения течи и еще больше времени для определения места течи. Таким образом, транспортировка нефти, газа и воды подвержена огромным потерям вследствие течей в трубопроводах.
Следовательно, существует потребность в осуществлении быстрого ремонта и герметизации подземных/подводных трубопроводов на месте.
Несколько патентных публикаций в данной области включают патент США US 3523826A, относящийся к процессу очистки трубопроводной системы, который отличается прокачиванием по указанной системе тиксотропной эмульсии, имеющей объемное соотношение hi.-h внутренней фазы к внешней фазе и содержащей эмульгатор, эмульгируемое масло и немасло, где эмульсия представляет собой эмульсию "масло в немасле" или "немасло в масле", внутренняя фаза которой составляет по меньшей мере 80% по объему указанной эмульсии, причем эмульсия обладает характеристиками твердого тела при нахождении в состоянии покоя и характеристиками жидкости при воздействии на нее силы, при этом указанная эмульсия стремится быть неадгезивной и имеет критическое напряжение сдвига, достаточное для осуществления прокачивания с высокой скоростью, а также структурную вязкость в состоянии покоя более 1000 спз.
Патент США US 4216026 описывает способ удаления текучей среды и/или твердого мусора из трубопровода, отличающийся тем, что через трубопровод пропускают пробку из бингамовской высоковязкой жидкости с пластическими свойствами, которая собирает текучую среду и/или мусор. Пробку проталкивают через трубопровод скребком, который, в свою очередь, могут проталкивать посредством давления жидкости или газа. Если текучей средой, подлежащей удалению, является вода, используемая пробка из бингамовской высоковязкой жидкости с пластическими свойствами предпочтительно представляет собой смесь воды и ксантановой смолы, где смола может быть поперечно связана поливалентным металлом. Если текучей средой, подлежащей удалению, является углеводород, используемая пробка из бингамовской высоковязкой жидкости с пластическими свойствами предпочтительно представляет собой смесь минерального масла и органомодифицированного смектита, а также может включать дисперсный наполнитель, такой как пылевидный уголь.
Патент США US 4252465 A описывает гелевую пробку, используемую при строительстве морского трубопровода для отделения части трубопровода, заполненной газом, от части трубопровода, заполненной водой, и для осуществления контроля и перемещения границы раздела газ/гелевая пробка/вода по желанию для содействия выполнению операций строительства.
Патент США US 4254559 A относится к внутренней поверхности трубопровода, высушиваемой посредством последовательного пропускания по трубопроводу (а) водной поперечно связанной гелеобразной пробки, (b) буферного водополимерного раствора, содержащего поперечно не связанный гелеобразный алканол с 1-3 атомами углерода, и (с) иссушающее количество жидкого алканола с 1-3 атомами углерода. Например, трубопровод был высушен посредством последовательного пропускания через него (а) пробки из борнокислого поперечно связанного гидроксипропилпроизводного гуаровой смолы, (b) буферного водополимерного раствора, содержащего метанол, загущенный гидроксипропилцеллюлозой, и (с) метанола.
Патент США US 4379722 описывает гелевую пробку, состоящую из минерального масла, органомодифицированного смектита и дисперсного наполнителя, такого как пылевидный уголь, или гелевую пробку, состоящую из минерального масла и органомодифицированного смектита, используемую при строительстве морского трубопровода для отделения части трубопровода, заполненной газом, от части трубопровода, заполненной водой, и для осуществления контроля и перемещения границы раздела газ/гелевая пробка/вода по желанию для содействия выполнению операций строительства.
Патент США US 4416703 описывает способ удаления твердого мусора из трубопровода, отличающийся тем, что через трубопровод пропускают пробочную сборку, содержащую по меньшей мере одну гелевую пробку, обладающую свойствами захвата мусора, и по меньшей мере одну псевдопластическую пробку, которые собирают мусор. Гелевую пробку проталкивают через трубопровод скребком, который, в свою очередь, могут проталкивать посредством давления жидкости или газа.
Патент США US 4321968 A описывает гелеобразные составы, содержащие карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлозу в водных соляных растворах, которые загущены посредством добавления гидроксида щелочноземельного металла, такого как гидроксид кальция. Гелеобразные составы применяют в качестве водоотводящих реагентов, выталкивающих текучих сред, рабочих жидкостей для гидроразрыва пласта, буровых растворов, растворов для ремонта скважин и растворов для заканчивания скважин.
Патент США US 5346339 A раскрывает способ очистки трубопровода при помощи гелевой пробки, выполненной из графт-сополимера гидроксиалкилцеллюлозы, полученного в результате реакции окисления-восстановления с винилфосфоновой кислотой. Гелевая пробка образована посредством гидратирования графт-сополимера в водосодержащей жидкости. Гелевая пробка имеет поперечную связь за счет добавления основания Льюиса или основания Брэнстеда-Лоури к гелю в количестве, достаточном для инициирования образования поперечных связей графт-сополимера. Загрязняющие вещества, попавшие в поперечно связанную гелевую пробку в процессе очистки, могут быть отделены посредством добавления к пробке реагента, снижающего уровень pH, в результате чего вязкость геля снижается. Гель может быть использован для дополнительной очистки после отделения загрязняющих веществ посредством добавления дополнительного количества основания Льюиса или основания Брэнстеда-Лоури.
Международная публикация WO 2008081441 описывает способ устранения течей в трубопроводах, включающий следующие этапы: формирование первого и второго отверстий в трубопроводе выше и ниже, соответственно, места течи, введение первого корпуса через первое отверстие, заполнение задней части пространства первого корпуса (С1) первым вязким герметизирующим материалом (M1), введение второго корпуса (С2) через первое отверстие в заднюю часть первого вязкого герметизирующего материала (M1), сдавливание первого герметизирующего материала за счет приложения давления к первому и второму корпусам (C1, С2) в противоположных направлениях, обеспечение совместного перемещения первого и второго корпусов (C1, С2) и сжатого первого герметизирующего материала (M1) в направлении второго отверстия, извлечение первого и второго корпусов (C1, С2). В предпочтительном варианте способ выполняют с использованием трех корпусов (C1, С2, С3) и двух герметизирующих материалов (M1, М2).
Существующие системы зачастую имеют недостаток, заключающийся в том, что в трубопровод подают отверждающийся материал не в оптимальном соотношении. Кроме того, после выхода материала в отверстие в трубе, он может остаться и может также покинуть трубу под давлением. Кроме того, существует множество видов течей в трубопроводах, которые невозможно устранить, используя вышеупомянутые известные материалы и способы. Таким образом, сохраняется острая необходимость в разработке систем и способов устранения течей в трубопроводах.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей некоторых аспектов настоящего изобретения является разработка способов формирования закупоривающих устройств для использования в системах и способах герметизации течей в трубопроводах.
Предлагаются закупоривающие устройства и способы герметизации течей на удаленном участке трубы, причем устройство содержит полимерную (пористую) пробку-носитель, выполненную из деформируемого материала, имеющего плотность 15-30 кг/м3 и содержащего поры, несущие первый высушенный состав, увеличивающий плотность, и по меньшей мере один герметизирующий состав, расположенный в указанных порах и содержащий по меньшей мере один наполнитель, предварительно смешанный отверждающий агент, по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество и по меньшей мере один смоляной агент, причем указанная пористая пробка-носитель выполнена с возможностью перемещения указанного по меньшей мере одного герметизирующего состава от первого участка к удаленному участку и с возможностью закупоривания течи на указанном удаленном участке.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ и система герметизации водопроводных трубопроводов.
Таким образом, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается закупоривающее устройство для герметизации течи на удаленном участке трубы, которое содержит:
a. полимерную пробку-носитель, выполненную из деформируемого материала, имеющего поры; и
b. по меньшей мере один герметизирующий состав, расположенный в порах, причем полимерная пробка-носитель выполнена с возможностью перемещения по меньшей мере одного герметизирующего состава от первого участка к удаленному участку и закупоривания течи на удаленном участке.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство имеет первый размер, а течь имеет второй размер.
Более того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения первый размер находится в диапазоне от 0,1 мм до 100 мм, или первый размер находится в диапазоне от 1 мм до 60 мм, или первый размер находится в диапазоне от 2 мм до 15 мм.
Кроме того, указанный второй размер может находится в диапазоне от 0,1 мм до 60 мм, или второй размер находится в диапазоне от 0,1 мм до 30 мм.
Указанная пористая пробка-носитель содержит указанные поры в виде множества по меньшей мере частично сообщающихся элементов, указанное множество по меньшей мере частично сообщающихся элементов представляют собой лабиринт.
Более того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения пористая пробка-носитель или множество пористых пробок-носителей, наполненных по меньшей мере одним герметизирующим составом, выполнены с возможностью проникновения в указанный удаленный участок.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения пористая пробка-носитель или множество пористых пробок-носителей выполнены с возможностью заполнения по меньшей мере одного из следующего: отверстия, трещины и разрыва -приводящих к указанной течи на указанном удаленном участке.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения пористая пробка-носитель или множество пористых пробок-носителей выполнены с возможностью уплотнения на указанном удаленном участке с образованием уплотненной пробки-носителя.
Помимо этого, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один герметизирующий состав находится внутри уплотненной пробки-носителя или пробок-носителей для заполнения указанного по меньшей мере одного из следующего: отверстия, трещины и разрыва - приводящих к течи на указанном удаленном участке.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения пористая пробка-носитель или пробки-носители имеют одну из следующих форм: клиновидную, ромбоидную, кубическую, многоугольную, сферическую, овальную, яйцеобразную, ромбическую, пирамидальную.
Более того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения пористая пробка-носитель или пробки-носители включают один из следующих полимеров: вспененный материал, полиуретановый материал, вспученный материал, природный материал, биологически разлагаемый пористый материал.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один герметизирующий состав включает:
a. адгезив;
b. отвердитель; и
c. по меньшей мере один наполнитель.
Указанный по меньшей мере один герметизирующий состав может содержать два герметизирующих состава.
Помимо этого, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения деформируемый материал содержит полиуретан, и по меньшей мере один герметизирующий состав дополнительно содержит жирнокислотный жидкий состав.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения жирнокислотный жидкий состав содержит растительное масло.
Более того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения растительное масло выбрано из группы следующих масел: подсолнечное масло, сафлоровое масло, кукурузное масло, соевое масло, каноловое масло, оливковое масло и рапсовое масло.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения полимерная пробка-носитель выполнена с возможностью образования узкой головной части и более широкой хвостовой части, причем головную часть сажают в отверстие, трещину или разрыв, приводящие к течи на удаленном участке.
Более того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечена возможность увеличения средней плотности указанного устройства по меньшей мере в два раза после закупоривания указанного участка, или обеспечена возможность увеличения средней плотности указанной узкой головной части по меньшей мере в три раза после закупоривания указанного участка.
Указанный первый высушенный состав, увеличивающий плотность, может содержать по меньшей мере один полимер, по меньшей мере один наполнитель и по меньшей мере один гелеобразующий агент.
Также указанная пористая пробка-носитель может содержать указанные поры в виде множества по меньшей мере частично сообщающихся элементов, указанное множество по меньшей мере частично сообщающихся элементов представляют собой лабиринт.
Таким образом, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается способ герметизации течи на удаленном участке трубы, который включает:
a. введение текучего носителя, включающего множество закупоривающих устройств в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, в трубу на первом участке под давлением;
b. обеспечение перемещения текучим носителем устройств к удаленному участку, причем по меньшей мере одно из устройств проникает в течь с ее герметизацией.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает:
c. выдерживание по меньшей мере одного герметизирующего состава, находящегося внутри устройств, на удаленном участке с образованием таким образом по меньшей мере одного отвержденного устройства с повышенной плотностью.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения способ дополнительно включает:
d. удаление излишних закупоривающих устройств и герметизирующего состава из трубы после этапа обеспечения перемещения.
указанная герметизация включает этап выдерживания, длящийся от 0,2 до 10 часов.
Указанный этап выдерживания может длиться от двадцати минут до 4 часов.
Указанная пробка-носитель или пробки-носители могут быть выполнены с возможностью по меньшей мере частичного приспособления к форме указанной течи на указанном удаленном участке.
Указанная пробка-носитель или пробки-носители могут быть выполнены с возможностью приспособления к указанной форме течи на указанном удаленном участке.
Указанная пробка-носитель или пробки-носители могут быть выполнены с возможностью образования клиновидной формы.
Указанный этап обеспечения перемещения также может включать уплотнение указанного по меньшей мере одного из указанных устройств в течи.
На указанном этапе уплотнения концентрируют указанный по меньшей мере один герметизирующий состав на указанном удаленном участке.
Течь может представлять собой отверстие, трещину, канал, кратер или их сочетание, величина указанной течи составляет 10-30000 л/ч, или составляет 50-5000 л/ч.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается способ герметизации множественных течей на удаленных участках трубопровода, включающий:
a. введение текучего носителя, содержащего множество закупоривающих устройств по п. 1 формулы изобретения, в трубопровод на указанном первом участке под давлением; и
b. обеспечение перемещения указанным текучим носителем указанных устройств к указанным удаленным участкам, причем по меньшей мере одно из указанных устройств проникает по меньшей мере в некоторые из указанных течей с герметизацией по меньшей мере некоторых из них.
Указанный этап обеспечения перемещения может включать герметизацию всех указанных течей.
Способ также может включать выдерживание указанного по меньшей мере одного герметизирующего состава, находящегося внутри указанных устройств, на указанных удаленных участках с образованием таким образом множества отвержденных устройств с повышенной плотностью. Способ может включать повторение этапов (а) и (b), или повторение этапа (с) после указанных этапов (а) и (b).
Способ также может включать этап (d): вымывание указанного текучего носителя из указанной трубы.Указанный этап вымывания включает создание высокоскоростного потока текучей среды, обычно переносимой в указанной трубе, для вымывания указанного текучего носителя и указанного множества закупоривающих устройств из указанной трубы. После указанного этапа вымывания указанная труба остается загерметизированной указанными выдержанными устройствами.
Помимо этого, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения герметизирование включает этап отверждения, после которого следует этап выдерживания.
Кроме того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения этап отверждения длится двадцать минут, а этап выдерживания - от восьми до двадцати часов.
Более того, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения этап отверждения длится десять минут, а этап выдерживания - два часа.
В некоторых случаях этап отверждения длится пять минут, а этап выдерживания длится один час. Настоящее изобретение будет понято более полно на основании нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения вкупе с сопроводительными чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее приведено описание изобретения применительно к определенным предпочтительным вариантам осуществления изобретения со ссылками на иллюстративные сопроводительные чертежи для более полного понимания.
Следует отметить, что детали, показанные подробно на конкретных чертежах, приведены лишь в качестве примера и в целях наглядного рассмотрения предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, а также ради предоставления наиболее полезного и легко понятного описания принципов и концептуальных аспектов изобретения. В этой связи, не предпринимается попытка показать конструкционные элементы изобретения более подробно, чем это необходимо для понимания принципов изобретения, и специалистам в данной области техники понятно из описания вкупе с чертежами, каким образом могут быть на практике реализованы различные формы изобретения.
На чертежах:
Фиг. 1А-1С изображают упрощенные чертежи закупоривающего устройства для ремонта трубопровода на месте в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 изображает упрощенный чертеж закупоривающего устройства для ремонта трубопровода на месте в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 изображает упрощенный схематический чертеж конечного продукта ремонта - трубы снаружи после ремонта герметизирующей пробкой в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 изображает упрощенный схематический чертеж конечного продукта ремонта - трубы изнутри после ремонта герметизирующей пробкой в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 изображает упрощенную структурную схему способа подготовки герметизирующей пробки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На всех фигурах аналогичные детали имеют одинаковые ссылочные позиции.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В подробном описании приведены многочисленные конкретные детали для обеспечения полного понимания изобретения. Однако, специалистам в данной области техники понятно, что они являются конкретными вариантами осуществления изобретения, и что настоящее изобретение может быть также осуществлено различными способами, реализующими отличительные характеристики изобретения, изложенные в описании и формуле изобретения, которые представлены в настоящей заявке.
Предлагаются системы и способы устранения течей в трубах на месте, устройство и системы для осуществления способа, материалы и герметизирующие составы.
Предлагаются закупоривающие устройства и способы герметизации течей на удаленном участке в трубе, причем устройство содержит полимерную пробку-носитель, выполненную из деформируемого материала, имеющего поры, в которых расположен по меньшей мере один герметизирующий состав, и полимерная пробка-носитель выполнена с возможностью перемещения по меньшей мере одного герметизирующего состава от первого участка к удаленному участку и закупоривания течи на удаленном участке.
Существующие системы зачастую имеют недостаток, заключающийся в том, что в трубопровод подают отверждающийся материал, не имеющий оптимального соотношения. Кроме того, после выхода материала в отверстие в трубе, он может остаться и может также покинуть трубу под давлением.
Одной из целей настоящего изобретения является устранение недостатков известного уровня техники, иными словами, разработка надежного процесса ремонта труб изнутри, а также создание основных устройств, материалов и других изделий, необходимых для надежного ремонта труб в реальных условиях.
Когда пробки-носители, пропитанные многокомпонентным герметизирующим составом, достигают отверстий в трубе, они входят в эти отверстия и закупоривают их. Оставшиеся пробки и состав извлекают из трубы и выбрасывают. Пробки-носители, вошедшие в отверстия в трубе, через определенный промежуток времени отверждаются и образуют прочные пробки, называемые в настоящей заявке закупоривающими устройствами. Трубу очищают от остатков дополнительного материала/герметизирующего состава и пробок. Это позволяет получить отремонтированный трубопровод с установленным на месте закупоривающим устройством(-ами) и без течи/с несущественной течью.
На фиг. 1А-1С изображены упрощенные чертежи закупоривающего устройства 100, 110, 120 для ремонта трубопровода на месте в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Устройство 100 содержит полимерную пробку-носитель 102, имеющую общую трехмерную конфигурацию перед использованием, и по меньшей мере один герметизирующий состав (не виден), переносимый в пробке. Перед использованием пробка-носитель имеет высоту h1, ширину l1 и толщину w. После использования ее форма изменяется 110, образуя головную часть 112 и хвостовую часть 114. Головная часть имеет длину h2 и диаметр d. Головная часть часто имеет цилиндрическую форму, если закупоривает круглое отверстие, часто называемое точечным отверстием. Хвостовая часть может иметь правильную или неправильную форму высотой h3 и шириной l2. Размеры после выдерживания (использования) зависят от степени уплотнения/увеличения плотности. Плотность, как правило, увеличивается до 1-10 раз, и размеры уменьшаются соответственно. Плотность обычно неоднородна, причем более высокая плотность наблюдается в головной части и менее высокая - в хвостовой части.
На фиг. 2 изображены дополнительные упрощенные чертежи закупоривающего устройства для ремонта трубопровода на месте перед использованием 200, в процессе выдерживания 210 и после завершения процесса выдерживания 220.
На фиг. 3 изображен упрощенный схематический чертеж конечного продукта ремонта - трубы 302 снаружи после ремонта герметизирующей пробкой 300, показывающий фрагмент головной части 112.
На фиг. 4 изображен упрощенный схематический чертеж 400 конечного продукта ремонта - трубы 402 изнутри после ремонта герметизирующей пробкой 114, показывающий хвостовую часть (частичный вид), в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Герметизирующие составы вводят в пробки-носители. Незаполненные пробки-носители выполнены с возможностью:
a. получения по меньшей мере одного герметизирующего состава, образуя при этом заполненную пробку-носитель;
b. перемещения по меньшей мере одного герметизирующего состава вдоль трубы;
c. обеспечения отверждения и/или расширения, и/или полимеризации, и/или удержания на месте по меньшей мере одного герметизирующего состава на участке течи (в отверстии/трещине/и т.д.), образуя при этом закупоривающее устройство.
Таким образом, пробки-носители образуют новаторскую систему для закупоривания/герметизации мест течей в трубах.
Кроме того, предложенный герметизирующий состав может содержать другие частицы/твердые фракции, которые остаются на участке течи снаружи пробок-носителей. Многокомпонентный герметизирующий состав может содержать:
a. один или большее количество герметизирующих составов;
b. один или большее количество заполненных или незаполненных пробок-носителей;
c. при необходимости по меньшей мере один наполнитель или пыль; и
d. другие необязательные добавки.
Многокомпонентный герметизирующий состав, содержащий некоторые или все из вышеупомянутых компонентов, выполнен с возможностью его введения в трубопровод при помощи специальных устройств.
На фиг. 5 изображена упрощенная структурная схема 500 способа подготовки герметизирующей пробки в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На первом этапе 502 смешивания полимерный уплотняемый материал 501 вводят в первый раствор или суспензию 503. Полимерный уплотняемый материал может быть, например, полиуретаном плотностью 15-30 кг/м3. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения плотность составляет 15-18 кг/м3.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения первый раствор (раствор 1 на фиг. 5) соответствует раствору, описанному в патентном документе США US 6057378 (фиг. 3 и пример 1), включенном в настоящую заявку посредством ссылки.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления изобретения раствор 503 содержит:
a) По меньшей мере один полимер, выбранный из полиуретана, полиакрилата, резины, пластика, целлюлозы и их сочетаний, с массовой долей 5-20%.
b) По меньшей мере один органический или неорганический наполнитель, выбранный из углеродной золы, гидроксида алюминия, карбоната кальция, гидроксида кальция, гидроксида магния, карбоната магния, гидроксида титана, кремния, схожих наполнителей и их сочетаний, с массовой долей 40-90%).
c) По меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, выбранное из ионного поверхностно-активного вещества, анионного поверхностно-активного вещества, детергента, пищевого масла, непищевого масла и их сочетания, с массовой долей 0,01-4%.
d) По меньшей мере один гелеобразующий агент, выбранный из каррагенана, агар-агара, гидроксиметилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилцеллюлозы и их сочетаний, с массовой долей 0,01-4%.
e) Противовспенивающую присадку с массовой долей 0,01-4%.
f) Окрашивающую добавку, выбранную из водорастворимого красителя, водонерастворимого красителя, краски, оксида, оксида металла и их сочетаний, с массовой долей 0,01-1%.
Полученный в результате влажный пропитанный материал 507 обычно имеет плотность 30-150 кг/м3.
Затем влажный пропитанный материал 507 высушивают на этапе 504 сушки. Этап сушки может быть выполнен в ленточной сушилке, лотковой сушилке, сушильной печи или посредством любого другого имеющегося известного способа высушивания. Полученный в результате продукт представляет собой высушенный пропитанный материал 509.
Параллельно подготавливают второй раствор или суспензию 515 из первого состава 511 и второго состава 513 на втором этапе 508 смешивания. Первый состав выполняет функцию отвердителя.
Некоторые неограничительные примеры первого состава 511 (А):
a) Предварительно смешанный отверждающий агент, содержащий полиоксипропилентриамин, с массовой долей 50-90%).
b) По меньшей мере один органический или неорганический наполнитель, выбранный из углеродной золы, гидроксида алюминия, карбоната кальция, гидроксида кальция, гидроксида магния, карбоната магния, гидроксида титана, кремния, схожих наполнителей и их сочетаний, с массовой долей 2-20%.
c) Окрашивающая добавка, выбранная из водорастворимого красителя, водонерастворимого красителя, краски, оксида, оксида металла и их сочетаний, с массовой долей 0,01-1%.
d) По меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, выбранное из ионного поверхностно-активного вещества, анионного поверхностно-активного вещества, детергента, пищевого масла, непищевого масла и их сочетания, с массовой долей 0,01-15%.
e) По меньшей мере один водный агент, выбранный из морской воды, водопроводной воды, дистиллированной воды, льда и их сочетаний, с массовой долей 0,01-15%.
Второй состав 513 (В), показанный на фиг. 5, выполняет функцию смоляного компаунда. Некоторые примеры второго состава (В):
a) По меньшей мере один смоляной агент, выбранный из бисфенола А, глицидилового эфира, бисфенола S, EPI-001 и их сочетаний, с массовой долей 20-90%.
b) По меньшей мере один органический или неорганический наполнитель, выбранный из углеродной золы, гидроксида алюминия, карбоната кальция, гидроксида кальция, гидроксида магния, карбоната магния, гидроксида титана, кремния, схожих наполнителей и их сочетаний, с массовой долей 2-20%.
c) Окрашивающая добавка, выбранная из водорастворимого красителя, водонерастворимого красителя, краски, оксида, оксида металла и их сочетаний, с массовой долей 0,01-1%).
d) По меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, выбранное из ионного поверхностно-активного вещества, анионного поверхностно-активного вещества, детергента, пищевого масла, непищевого масла и их сочетания, с массовой долей 0,01-15%.
e) По меньшей мере один водный агент, выбранный из морской воды, водопроводной воды, дистиллированной воды, льда и их сочетаний, с массовой долей 0,01-15%.
После этого, на этапе 506 разрезания высушенный пропитанный материал 509 разрезают либо вручную, либо на станке на мелкие кусочки с образованием стружки 517.
Стружка обычно имеет клиновидную форму и следующие размеры: высота 0,1-8 см, ширина 0,1-6 см, толщина 1-30 мм. В дополнительном или альтернативном варианте стружка может иметь стреловидную, цилиндрическую, кубическую или любую другую подходящую форму.
Стружку смешивают со вторым раствором или суспензией 515 на третьем этапе 510 смешивания с образованием закупоривающего продукта 519. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения стружка может быть помещена под давлением, и после сбрасывания давления она впитывает некоторое количество второго раствора или суспензии. Закупоривающий продукт 519 может быть использован для закупоривания отверстия или трещины в трубе.
Некоторые варианты герметизирующих составов представлены в следующих примерах.
Пример 1.
В данном примере представлены примерные процентные соотношения по весу основных материалов А1 и В1.
Состав материала А1 (%):
| Бисфенол А | 50,0-70,0 (%) |
| Глицидиловый эфир | 7,0-20,0 (%) |
| Инертный порошковый наполнитель | 10,0-20,0 (%) |
| Глина | 0-2,0 (%) |
| Детергентное исходное вещество | 0-5,0 (%) |
| Антикоррозионная добавка | 0-3,0 (%) |
| Гидрофобный жидкий наполнитель | 2,0-5,0 (%) |
| Инертный жидкий наполнитель | 4,0-7,0 (%) |
| Диоксид кремния | 0,5-1,0 (%) |
| Гидроксил оксида железа | 0,1-0,5 (%) |
Состав материала В1 (%):
| Диэтилентиамин | 0-23,0 (%) |
| 4,4-изопропилидендифенол | 0-16,0 (%) |
| Изофорондиамин | 0-31,0 (%) |
| Бензиловый спирт | 0-31,0 (%) |
| Поверхностно-активное вещество | 0-1,0 (%) |
| Детергентное исходное вещество | 0-5,0 (%) |
| Инертный порошковый наполнитель | 5-15,0 (%) |
| Полиоксипропилентиамин | 0-70,0 (%) |
| Антикоррозионная добавка | 0-5,0 (%) |
| Глина | 0-4,0 (%) |
| Разветвленный 4-нонилфенол | 0-15,0 (%) |
| Диоксид кремния | 0,2-2,0 (%) |
| Гидроксил оксида железа | 0-0,6 (%) |
| Инертный жидкий наполнитель | 1-6,0 (%) |
| Гидрофобный жидкий наполнитель | 1,0-6,0 (%) |
Эти материалы после оттверждения обеспечивают прочное долговременное закупоривание течи, долговечность которого соответствует остаточной эксплуатационной долговечности трубы. Кроме того, они позволяют выдерживать изменяющиеся условия окружающей среды. Выдержанный продукт, имеющий термический коэффициент, сходный с термическим коэффициентом самой трубы, как правило, расширяется и сжимается под воздействием изменяющейся температуры совместно с трубой таким образом, чтобы не привести к возникновению вторичной течи в этих условиях.
Пример 2.
В данном примере представлен состав герметизирующей пробки, закрывающей отверстие в трубе и остатки трубы в области ремонта.
Представленные в настоящей заявке ссылочные документы раскрывают многие принципы, применимые к настоящему изобретению. Таким образом, полное содержание этих публикаций включено в настоящую заявку посредством ссылки в соответствующих случаях для раскрытия дополнительных или альтернативных деталей, характеристик и/или технической информации. Следует понимать, что изобретение не ограничено в своем применении деталями, представленными в данном описании или изображенными на чертежах. Изобретение может иметь другие варианты осуществления и может быть реализовано различными способами. Специалистам в данной области техники понятно, что различные модификации и изменения могут быть применены к вариантам осуществления настоящего изобретения, как описано выше, в пределах объема изобретения, заданного прилагаемой формулой изобретения.
1. Закупоривающее устройство для герметизации течи на удаленном участке трубы, содержащее:
a) пористую пробку-носитель, выполненную из деформируемого материала, имеющего плотность 15-30 кг/м3 и содержащего поры, несущие первый высушенный состав, увеличивающий плотность; и
b) по меньшей мере один герметизирующий состав, расположенный в указанных порах и содержащий по меньшей мере один наполнитель, предварительно смешанный отверждающий агент, по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество и по меньшей мере один смоляной агент, причем указанная пористая пробка-носитель выполнена с возможностью перемещения указанного по меньшей мере одного герметизирующего состава от первого участка к удаленному участку и с возможностью закупоривания течи на указанном удаленном участке.
2. Закупоривающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что имеет первый размер, а течь имеет второй размер.
3. Закупоривающее устройство по п. 2, в котором указанный первый размер находится в диапазоне от 0,1 мм до 100 мм.
4. Закупоривающее устройство по п. 3, в котором указанный первый размер находится в диапазоне от 1 мм до 60 мм.
5. Закупоривающее устройство по п. 4, в котором указанный первый размер находится в диапазоне от 2 мм до 15 мм.
6. Закупоривающее устройство по п. 1, в котором указанная пористая пробка-носитель или множество пористых пробок-носителей, наполненных по меньшей мере одним герметизирующим составом, выполнены с возможностью проникновения в указанный удаленный участок.
7. Закупоривающее устройство по п. 6, в котором указанная пористая пробка-носитель или множество пористых пробок-носителей выполнены с возможностью заполнения по меньшей мере одного из следующего: отверстия, трещины и разрыва, приводящих к указанной течи на указанном удаленном участке.
8. Закупоривающее устройство по п. 7, в котором указанная пористая пробка-носитель или множество пористых пробок-носителей выполнены с возможностью уплотнения на указанном удаленном участке с образованием уплотненной пробки-носителя.
9. Закупоривающее устройство по п. 8, в котором указанный по меньшей мере один герметизирующий состав находится внутри уплотненной пробки-носителя или пробок-носителей для заполнения указанного по меньшей мере одного из следующего: отверстия, трещины и разрыва, приводящих к течи на указанном удаленном участке.
10. Закупоривающее устройство по п. 1, в котором указанная пористая пробка-носитель или пробки-носители имеют одну из следующих форм: клиновидную, ромбоидную, кубическую, многоугольную, сферическую, овальную, яйцеобразную, ромбическую, пирамидальную.
11. Закупоривающее устройство по п. 1, в котором указанная пористая пробка-носитель или пробки-носители включают один из следующих полимеров: вспененный материал, полиуретановый материал, вспученный материал, природный материал, биологически разлагаемый пористый материал.
12. Закупоривающее устройство по п. 1, в котором указанный по меньшей мере один герметизирующий состав содержит два герметизирующих состава.
13. Закупоривающее устройство по п. 12, в котором указанный деформируемый материал содержит полиуретан, а указанный по меньшей мере один герметизирующий состав также содержит жирнокислотный жидкий состав.
14. Закупоривающее устройство по п. 13, в котором указанный жирнокислотный жидкий состав содержит растительное масло.
15. Закупоривающее устройство по п. 13, в котором указанное растительное масло выбрано из группы следующих масел: подсолнечное масло, сафлоровое масло, кукурузное масло, соевое масло, оливковое масло, каноловое масло и рапсовое масло.
16. Закупоривающее устройство по п. 7, в котором указанная пористая пробка-носитель выполнена с возможностью образования узкой головной части и более широкой хвостовой части, причем обеспечена возможность посадки указанной головной части на удаленном участке.
17. Закупоривающее устройство по п. 16, в котором обеспечена возможность увеличения средней плотности указанного устройства по меньшей мере в два раза после закупоривания указанного участка.
18. Закупоривающее устройство по п. 17, в котором обеспечена возможность увеличения средней плотности указанной узкой головной части по меньшей мере в три раза после закупоривания указанного участка.
19. Закупоривающее устройство по п. 1, в котором указанный первый высушенный состав, увеличивающий плотность, содержит по меньшей мере один полимер, по меньшей мере один наполнитель и по меньшей мере один гелеобразующий агент.
20. Способ герметизации течи на удаленном участке трубы, включающий:
a) введение текучего носителя, содержащего множество закупоривающих устройств по п. 1, в трубу на указанном первом участке под давлением; и
b) обеспечение перемещения указанным текучим носителем указанных устройств к указанному удаленному участку, причем по меньшей мере одно из указанных устройств проникает в течь с ее герметизацией.
21. Способ по п. 20, также включающий:
c) выдерживание указанного по меньшей мере одного герметизирующего состава, находящегося внутри указанных устройств, на указанном удаленном участке с образованием таким образом по меньшей мере одного отвержденного устройства с повышенной плотностью.
22. Способ по п. 21, также включающий:
d) удаление излишних закупоривающих устройств и герметизирующего состава из указанной трубы после указанного этапа обеспечения перемещения.
23. Способ по п. 20, в котором указанная герметизация включает этап выдерживания, длящийся от 0,2 до 10 часов.
24. Способ по п. 23, в котором указанный этап выдерживания длится от двадцати минут до 4 часов.
25. Закупоривающее устройство по п. 1, в котором указанная пробка-носитель или пробки-носители выполнены с возможностью по меньшей мере частичного приспособления к форме указанной течи на указанном удаленном участке.
26. Закупоривающее устройство по п. 25, в котором указанная пробка-носитель или пробки-носители выполнены с возможностью приспособления к указанной форме течи на указанном удаленном участке.
27. Закупоривающее устройство по п. 25, в котором указанная пробка-носитель или пробки-носители выполнены с возможностью образования клиновидной формы.
28. Способ по п. 20, в котором указанный этап обеспечения перемещения также включает уплотнение указанного по меньшей мере одного из указанных устройств в течи.
29. Способ по п. 28, в котором на указанном этапе уплотнения концентрируют указанный по меньшей мере один герметизирующий состав на указанном удаленном участке.
30. Закупоривающее устройство по п. 3, в котором указанный второй размер находится в диапазоне от 0,1 мм до 60 мм.
31. Способ по п. 20, в котором течь представляет собой отверстие, трещину, канал, кратер или их сочетание.
32. Способ по п. 31, в котором величина указанной течи составляет 10-30000 л/ч.
33. Способ по п. 32, в котором величина указанной течи составляет 50-5000 л/ч.
34. Способ герметизации множественных течей на удаленных участках трубопровода, включающий:
a) введение текучего носителя, содержащего множество закупоривающих устройств по п. 1, в трубопровод на указанном первом участке под давлением; и
b) обеспечение перемещения указанным текучим носителем указанных устройств к указанным удаленным участкам, причем по меньшей мере одно из указанных устройств проникает по меньшей мере в некоторые из указанных течей с герметизацией по меньшей мере некоторых из них.
35. Способ по п. 34, в котором указанный этап обеспечения перемещения включает герметизацию всех указанных течей.
36. Способ по п. 34, также включающий:
с) выдерживание указанного по меньшей мере одного герметизирующего состава, находящегося внутри указанных устройств, на указанных удаленных участках с образованием таким образом множества отвержденных устройств с повышенной плотностью.
37. Способ по п. 36, также включающий повторение этапов а) и b).
38. Способ по п. 37, также включающий повторение этапа с) после указанных этапов а) и b).
39. Способ по п. 20, также включающий:
d) вымывание указанного текучего носителя из указанной трубы.
40. Способ по п. 39, согласно которому указанный этап вымывания включает создание высокоскоростного потока текучей среды, обычно переносимой в указанной трубе, для вымывания указанного текучего носителя и указанного множества закупоривающих устройств из указанной трубы.
41. Способ по п. 40, в котором после указанного этапа вымывания указанная труба остается загерметизированной указанными выдержанными устройствами.
42. Закупоривающее устройство по п. 1, в котором указанная пористая пробка-носитель содержит указанные поры в виде множества по меньшей мере частично сообщающихся элементов.
43. Закупоривающее устройство по п. 42, в котором указанное множество по меньшей мере частично сообщающихся элементов представляют собой лабиринт.
44. Закупоривающее устройство по п. 3, в котором указанный второй размер находится в диапазоне от 0,1 мм до 30 мм.
