对通过管线运输所传送的产品进行二次围堵的系统和方法

申请号 CN201780055247.5 申请日 2017-08-04 公开(公告)号 CN109690172A 公开(公告)日 2019-04-26
申请人 全密封公司; 发明人 L·W·扬;
摘要 用于对从管线中 泄漏 的 流体 进行围堵的系统,这些系统包括:柔性的不渗透的衬里,该柔性的不渗透的衬里包括经涂覆的基底、并且被布置成沿沟槽延伸,以用于包封部署在其中的管线;以及分离装置,该分离装置被布置在该管线与该衬里之间以用于对其中的流体进行围堵;其中,该衬里通过使流体在该衬里内侧向流动来防止流体迁移到该沟槽中。提供了用于部署以上系统的方法。
权利要求

1.一种用于对从管线中泄漏流体进行围堵的系统,所述系统包括:
柔性的不渗透的衬里,所述柔性的不渗透的衬里包括经涂覆的基底并且被布置成沿沟槽延伸以用于包封部署在其中的管线;以及
分离装置,所述分离装置布置在所述管线与衬里之间以用于对其中的流体进行围堵;
其中,所述衬里通过使流体在所述衬里内侧向流动来防止流体迁移到所述沟槽中。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述基底选自机织土工布织物、对位芳族聚酰胺合成纤维纤维、玻璃纤维、橡胶、热塑性塑料、环树脂聚合物
3.如权利要求2所述的系统,其中,所述基底涂覆有选自聚酯、聚脲或其组合的聚合物。
4.如权利要求3所述的系统,其中,所述衬里进一步包括形成在所述经涂覆的基底上的隔离层。
5.如权利要求1所述的系统,其中,所述衬里包括具有足够的宽度和长度以容纳所述管线的基部、多个直立侧部、从所述侧部延伸的部段以及第一端部和第二端部,用来形成围绕所述管线的密封。
6.如权利要求1所述的系统,其中,所述分离装置选自土壤骨料材料或工程材料。
7.如权利要求1所述的系统,进一步包括通孔,所述通风孔从所述衬里内向上延伸到地面表面上方,所述通风孔通过有凸缘的靴形件锚固并密封在所述衬里内。
8.如权利要求1所述的系统,其中,所述衬里限定沿所述沟槽的长度延伸的围堵通道,所述衬里还容纳沿所述围堵通道的长度延伸以用于接纳其中的流体的有槽管道。
9.如权利要求8所述的系统,进一步包括丝网,所述丝网布置在所述管线与所述有槽管道之间。
10.如权利要求1或8所述的系统,进一步包括一个或多个储器,所述一个或多个储器沿所述沟槽的长度间隔开,以用于接纳沿所述沟槽或所述围堵通道流动的流体。
11.如权利要求10所述的系统,进一步包括溢流排出口,所述溢流排出口用于允许过量的流体从一个储器流动到下游的储器中。
12.如权利要求1所述的系统,其中,所述衬里是管状衬里的形式。
13.如权利要求12所述的系统,其中,所述沟槽是地下的封闭的隧道式沟槽的形式。
14.一种用于部署对从管线中泄漏的流体进行围堵的系统的方法,所述方法包括以下步骤:
将包括经涂覆的基底的柔性不渗透的衬里布置成沿沟槽延伸;并且
将所述管线部署在所述衬里内,而分离装置被布置在所述管线与所述衬里之间以用于对其中的流体进行围堵;其中,所述衬里通过使流体在所述衬里内侧向流动来防止流体迁移到所述沟槽中。
15.如权利要求14所述的方法,其中,所述衬里是预制的,或者是通过将柔性基底放置在所述沟槽内并用聚合物将所述基底涂覆直至固化而现场形成的。
16.如权利要求15所述的方法,其中,所述衬里是预制的或现场形成为包括基部、多个竖直侧部、从所述侧部延伸的部段、以及第一端部和第二端部,所述基部具有足够的宽度和长度以容纳所述管线。
17.如权利要求16所述的方法,其中,所述衬里是预制的或现场形成为用于限定围堵通道,所述围堵通道沿所述沟槽的长度延伸、并且容纳有槽管道,所述有槽管道沿所述围堵通道的长度延伸以用于接纳其中的流体。
18.如权利要求17所述的方法,进一步包括在所述管线与所述有槽管道之间布置丝网。
19.如权利要求16所述的方法,其中,所述部段被重叠和喷焊以用于在所述衬里内包封并密封所述管线。
20.如权利要求14所述的方法,其中,所述分离装置选自布置在所述管线的顶部、底部、以及侧部中的一个或多个部位上的土壤、骨料材料或工程材料。
21.如权利要求14所述的方法,进一步包括安装通风孔的步骤,所述通风孔从所述衬里内向上延伸到地面表面上方,所述通风孔通过有凸缘的靴形件锚固并密封在所述衬里内。
22.如权利要求17所述的方法,进一步包括安装一个或多个储器,所述一个或多个储器沿所述沟槽的长度间隔开、以用于接纳沿所述沟槽或所述围堵通道流动的流体。
23.如权利要求14所述的方法,其中,所述衬里是管状衬里的形式。
24.如权利要求23所述的方法,其中,所述沟槽是地下的封闭的隧道式沟槽的形式。
25.如权利要求24所述的方法,其中,所述管状衬里和所述管线通过拉动装置布置在所述隧道式沟槽内。
26.如权利要求25所述的方法,进一步包括将吸收性材料入所述管状衬里与所述管线之间的一个或多个空隙中。

说明书全文

对通过管线运输所传送的产品进行二次围堵的系统和方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2016年8月8日提交的美国临时专利申请序列号62/372,262的权益,该临时专利申请的全部内容通过援引并入本文(在允许的情况下)。

技术领域

[0003] 本发明涉及环境保护的领域,并且更具体地涉及管线泄漏缓解、环境污染防治、以及溢出物回收的领域。

背景技术

[0004] 石油产品、化学品、有害物质、以及废弃物的泄漏或溢出成为工人、工作场所、以及环境的严重威胁。因此,石油工业工人、化学工业工人、运输工业工人、军事人员、以及涉及液体围堵的其他工人已经做出努来防止各种液体和化学品不期望地释放到环境中所导致的环境污染。具体地,管线公司通常与沿管线的公用线路的当地应急响应者合作,并且与消防部或有害材料单位一起工作并经常一起训练,以通过经由管线的能量传递来缓解溢出和其他故障。
[0005] 管线可以定位在地下、携带高度加压的气体和油几十年。然而,管线可能由于多种原因而破裂,这些原因包括:例如缓慢变质或腐蚀、设备或焊接故障、建筑工人用其挖掘设备碰撞管道、以及不可预见的自然灾害。每年都会发生数百起管线事故(即,泄漏、破裂),其后果可能对人类、动物、和环境是灾难性的。在溢出之后,清洁和修复环境是极为昂贵的。负面的媒体关注可能会使公众舆论失望,从而使管线建设者和运营商极难扩展其业务。过时的管道、最小的监管、不充分的预防措施使公众和环境面临越来越大的险。
[0006] 解决此问题的多种不同的途径涉及:对管线使用更坚固、防刺穿的材;设计围绕管线的保护套;为管线施加环树脂涂层;修改管线的壁厚;并使用检查、监视、以及监测设备以便检查管线的壁厚、焊缝、以及完整性;加快对溢出的响应;并且在一旦发生溢出时使危险和破坏最小化。然而,检查、监视、和监测不能有效防止泄漏中的流体释放到环境中。
[0007] 安全和健康法规要求对保存石油产品、化学品、有害物质、以及废弃物的存储容器(例如,桶、罐、手提袋)应用二次围堵。二次围堵不仅保护环境免于污染,还保护了在存储和使用此类材料的区域中工作的员工。然而,管线缺乏二次围堵。
[0008] 相应地,本领域仍然需要围堵来自管线的溢出物以缓解这些问题的方法。

发明内容

[0009] 本发明涉及用于对与通过管线运输进行传送的流体进行二次围堵的系统和方法。
[0010] 在一方面,本发明包括一种用于对从管线中泄漏的流体进行围堵的系统,该系统包括:
[0011] 柔性的不渗透的衬里,该柔性的不渗透的衬里包括经涂覆的基底、并且被布置成沿沟槽延伸,以用于包封部署在其中的管线;以及
[0012] 分离装置,该分离装置布置在该管线与衬里之间以用于对其中的流体进行围堵;
[0013] 其中,该衬里通过使流体在该衬里内侧向流动来防止流体迁移到该沟槽中。
[0014] 在一个实施例中,该基底选自机织土工布织物、对位芳族聚酰胺合成纤维纤维、玻璃纤维、橡胶、热塑性塑料、环氧树脂、或聚合物。在一个实施例中,该基底涂覆有选自聚酯、聚脲、或其组合的聚合物。在一个实施例中,该衬里进一步包括形成在该经涂覆的基底上的隔离层。在一个实施例中,该衬里包括基部、多个直立侧部、从这些侧部延伸的部段、以及用来形成围绕该管线的密封的第一端部和第二端部,该基部具有足够的宽度和长度以容纳该管线。
[0015] 在一个实施例中,该分离装置选自土壤骨料材料、或工程材料。
[0016] 在一个实施例中,该系统进一步包括通风孔,该通风孔从该衬里内向上延伸到地面表面上方,该通风孔通过有凸缘的靴形件锚固并密封在该衬里内。
[0017] 在一个实施例中,该衬里限定围堵通道,该围堵通道沿该沟槽的长度延伸、并且容纳有槽管道,该有槽管道沿该围堵通道的长度延伸、以用于接纳其中的流体。在一个实施例中,该系统进一步包括丝网,该丝网布置在该管线与该有槽管道之间。
[0018] 在一个实施例中,该系统进一步包括一个或多个储器,该一个或多个储器沿该沟槽的长度间隔开、以用于接纳沿该沟槽或该围堵通道流动的流体。在一个实施例中,该系统进一步包括溢流排出口,该溢流排出口用于允许过量的流体从一个储器流动到下游的储器中。
[0019] 在一个实施例中,该衬里是管状衬里的形式。在一个实施例中,该沟槽是地下的封闭的隧道式沟槽的形式。
[0020] 在另一方面,本发明包括一种用于部署对从管线中泄漏的流体进行围堵的系统的方法,该方法包括以下步骤:
[0021] 将包括经涂覆的基底的柔性不渗透的衬里布置成沿沟槽延伸;并且
[0022] 将该管线部署在该衬里内,其中,分离装置被布置在该管线与该衬里之间以用于对其中的流体进行围堵;其中,该衬里通过使流体在该衬里内侧向流动来防止流体迁移到该沟槽中。
[0023] 在一个实施例中,该衬里是预制的或者是通过将柔性基底放置在该沟槽内并将该基底涂覆以聚合物直至固化而现场形成的。在一个实施例中,该衬里是预制的或现场形成为包括基部、多个竖直侧部、从这些侧部延伸的部段、以及第一端部和第二端部,该基部具有足够的宽度和长度以容纳该管线。在一个实施例中,该衬里是预制的或现场形成为用于限定围堵通道,该围堵通道沿该沟槽的长度延伸、并且容纳有槽管道,该有槽管道沿该围堵通道的长度延伸以用于接纳其中的流体。在一个实施例中,该方法进一步包括在该管线与该有槽管道之间布置丝网。
[0024] 在一个实施例中,这些部段被重叠和喷焊以用于在该衬里内包封和密封该管线。
[0025] 在一个实施例中,该分离装置选自布置在该管线的顶部、底部、以及侧部中的一个或多个部位上的土壤、骨料材料、或工程材料。
[0026] 在一个实施例中,该方法进一步包括安装通风孔的步骤,该通风孔从该衬里内向上延伸到地面表面上方,该通风孔通过有凸缘的靴形件锚固并密封在该衬里内。
[0027] 在一个实施例中,该方法进一步包括安装一个或多个储器,该一个或多个储器沿该沟槽的长度间隔开、以用于接纳沿该沟槽或该围堵通道流动的流体。
[0028] 在一个实施例中,该衬里是管状衬里的形式。在一个实施例中,该沟槽是地下的封闭的隧道式沟槽的形式。在一个实施例中,该管状衬里和该管线通过拉动装置布置在该隧道式沟槽内。在一个实施例中,该方法进一步包括将吸收性材料入该管状衬里与该管线之间的一个或多个空隙中。
[0029] 鉴于下面的描述,本发明的其他方面和优点将变得清楚。然而,应理解的是,详细说明和具体实例虽然指明了本发明的优选实施例,但是仅以说明的方式给出,因为从这个详细说明中,本领域普通技术人员将清楚在本发明的精神和范围内的各种变化和修改。附图说明
[0030] 将参考所附简化的图解的非按比例的图、通过示例性实施例的方式描述本发明。在附图中:
[0031] 图1A是用于有衬里的管线沟槽的系统的一个实施例的截面视图。
[0032] 图1B是用于有衬里的管线沟槽的系统的实施例的截面视图。
[0033] 图1C是对管线沟槽加衬里的衬里的一个实施例的截面视图。
[0034] 图1D是用于有衬里的管线沟槽的系统的端部部分的一个实施例的截面视图。
[0035] 图1E是沿图1D的线A-A截取的部分的截面视图。
[0036] 图2A是用于有衬里的管线沟槽的系统的通风孔的一个实施例的侧视图。
[0037] 图2B是用于有衬里的管线沟槽的系统的一个实施例的截面视图。
[0038] 图2C是该系统的图2B中示出的部分的放大的截面视图。
[0039] 图2D是该系统的图2C中示出的部分的放大的截面视图。
[0040] 图2E是通风孔的靴形件的一个实施例的侧视图。
[0041] 图2F是图2E中示出的实施例的截面视图。
[0042] 图3是用于有衬里的管线沟槽的系统带有围堵通道的一个实施例的截面视图。
[0043] 图4是用于有衬里的管线沟槽的系统带有储器的一个实施例的侧视图。
[0044] 图5是示出用于对有衬里的管线沟槽部署二次围堵系统的方法的一个实施例的流程图
[0045] 图6A是示出用于对有衬里的管线沟槽部署二次围堵系统的方法的一个实施例的示意图。
[0046] 图6B是示出用于对有衬里的管线沟槽部署二次围堵系统的方法的一个实施例的示意图。

具体实施方式

[0047] 在更详细地描述本发明之前,应当理解的是,因为所描述的具体实施例当然可以不同,所以本发明不限于所描述的具体实施例。还应当理解的是,因为本发明的范围将仅由所附权利要求限定,所以本文中所使用的术语仅是出于描述具体实施例的目的,而不旨在是限制性的。
[0048] 在提供取值范围的情况下,应当理解的是,在该范围的上限与下限之间的每个插入值(到下限的十分之一单位除非上下文清楚地另外指明)以及在所陈述范围内的任何其他所陈述的值或插入值均被涵盖在本发明之内。这些更小范围的上限和下限可以独立地被包括在更小范围之内,并且也被涵盖在本发明之内,服从于在所陈述范围内任何确切排除的限制。在所陈述的范围包括限制中的一者或两者的情况下,排除了那些被包括的限制中的任一者或两者的范围也包括在本发明之内。
[0049] 除非另外限定,本文中所使用的所有技术性术语和科学性术语都具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。尽管与本文描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以用于本发明的实践或测试,但本文描述了有限数量的示例性方法和材料。
[0050] 必须指出的是,除非上下文另外清楚地指明,比如本文中以及在所附权利要求书中所使用的,单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数指代物。
[0051] 本发明涉及用于对与通过管线运输进行传送的流体进行二次围堵的系统和方法。
[0052] 如本文中所使用的,术语“二次围堵”指代围绕管线放置或以其他方式围绕该管线放置来防止围堵在其中的流体溢出并随后污染管线附近的环境的控制措施。如本文中所使用的,术语“围堵”指代将流体约束在限度内。如本文中所使用的,术语“环境”被考虑为包括土壤、地下、地表水、天然陶制材料、空气等。流体可以是易燃的、有害的、和/或腐蚀性的。
[0053] 如本文中所使用的,术语“管线”指代用于传送流体或流体的组合的管道,其中包括与该管道相关联的安装件。
[0054] 如本文中所使用的,术语“流体”指代任何液体或液体状物质,包括但不限于:原油(石油),成品油(从原油衍生的石油产品,诸如燃料油、油、汽油、和柴油),天然气产品,污泥,污水,油污,混有废物的油,动物、鱼、或海洋来源的油或油脂,植物油,合成油,矿物油,化学品,盐水,废水等。
[0055] 如本文中所使用的,术语“沟槽”指代在地面中形成的任何长形挖空或洼地。该术语意在包括“开放的”沟槽(例如挖入地面的表面中的暴露的沟渠或槽的形式的),或“关闭的”沟槽(例如封闭的地下隧道或导管的形式的)。
[0056] 如本文中所使用的,术语“工程材料”指代能够单独地或与土壤、沙子、骨料材料等组合地吸收流体的任何材料。
[0057] 现在将参考附图描述本发明。通常,管线可以被建造成用于在地面的表面以上或以下使用,用于临时或永久使用。如图1A至图1B中所示出的,本发明是在管线(101)的背景下使用,该管线被定位在地面表面(103)下方的常规管线沟槽(102)中。
[0058] 典型的管线沟槽(102)的构建和构型对本领域技术人员而言通常是已知的,并且将不予以详细讨论,但是因为在本文中描述本发明时将参考沟槽(102)的特定部件,所以会对其进行简单概述。沟槽(102)是在用于管线(101)的公用线路已经在区域中被清除了植被之后进行挖掘的。然后制备工作表面:通过剥离并储存表层土层并对底土进行分级来产生安全的工作表面。保存从公用线路移除的表层土,从而使得一旦管线构建已经完成就可以将其放回。沟槽(102)使用专用机械(例如反向铲)沿公用线路进行挖掘。沟槽(102)必须具有足够的宽度和深度来容纳管线(101)、符合法规要求和最佳管理实践、确保管线(101)的安全操作、并使公共安全的风险最小化。
[0059] 在一个实施例中,沟槽(102)包括底部壁(104)和多个直立的侧壁(105),该底部壁具有足够的宽度和长度来容纳管线(101),该多个直立的侧壁具有足够的高度来提供所需要的围绕管线(101)的二次围堵能力、并且向上延伸至地面表面(103)。当从横截面观察时,侧壁(105)可以形成围绕管线(101)的大致矩形的、方形的、或椭圆形的围堵。然而,沟槽(102)的特定尺寸和形状不构成本发明的限制。
[0060] 在图1A至图1B中示出的一个实施例中,用于对管线运输(100)进行二次围堵的系统通常包括有布置在沟槽(102)内并且沿沟槽(102)的长度延伸的衬里(106)、以及部署在衬里(106)内并且沿衬里(106)的长度延伸的管线(101)。
[0061] 衬里(106)由以下材料形成,这些材料与管线(101)的预期的内容物并与其他环境条件化学地兼容、能够经受围绕管线(101)的环境条件(例如,高压)和地面之下的环境条件(例如,低温)、并且是相对牢固的以抵抗损坏(例如,撕裂、开裂)。
[0062] 在一个实施例中,衬里(106)包括大致柔性的不渗透的材料。如本文中所使用的,术语“柔性”指代在不损坏的情况下轻松地弯折的能力。如本文中所使用的,术语“不渗透的”指代防止流体穿其而过的能力。在一个实施例中,该材料包括柔性基底(127),该柔性基底包括但不限于机织土工布织物、对位芳族聚酰胺合成纤维(例如,KevlarTM[凯夫拉])、碳纤维、玻璃纤维,橡胶,热塑性塑料(例如,聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯,聚四氟乙烯、或TeflonTM[特氟龙]),环氧树脂,其他聚合物,其组合等。
[0063] 在一个实施例中,在一侧或两侧上涂覆基底(127)来赋予或增强其不渗透性。在一个实施例中,基底(127)涂覆有聚合物(128)。在一个实施例中,聚合物(128)是选自聚氨酯、聚脲、或其组合。聚氨酯和聚脲赋予了对化学侵蚀的抵抗性。在图1C中示出的一个实施例中,在两侧上涂覆基底(127)来产生“聚合物-基底-聚合物”。在一个实施例中,基底(127)包括涂覆有聚氨酯或聚脲的玻璃纤维,该玻璃纤维赋予了经受相对高压力的能力。在一个实施例中,基底(127)包括涂覆有聚氨酯或聚脲的KevlarTM或碳纤维,该KevlarTM或碳纤维赋予了相对高强度、高模量、热稳定性、以及韧性(即,提供对管线破坏的防护)。可以使用电动或液压涂层比例调节器或本领域技术人员熟知的其他技术、通过喷涂来施加涂层。
[0064] 在一个实施例中,在衬里(106)的反面添加隔离层(未示出)来调节流体的温度,以便例如使流体保温并使之以更大的流动性进行移动。在一个实施例中,隔离层与可以在泄漏的部位处(例如,用热水)进行清洗的透明的石头相结合。可以回收大量流体(例如,70%或更多)以用于再循环或重新引入管线,或是用于二者。
[0065] 衬里(106)被成形以与沟槽(102)的构型相符。衬里(106)可以在车间中预制成沟槽尺寸或现场制备。对于现场制备,通过将柔性基底(127)放置到沟槽(102)中以覆盖沟槽(102)的底部壁(104)和侧壁(105)来形成该衬里(106),并使用合适的附接装置(例如,销、桩)将柔性基底(127)“模制”成沟槽尺寸而使衬里紧固在位。然后,柔性基底(127)在一侧或两侧上(例如,通过喷涂)涂覆以所选择的聚合物(128)来产生衬里(106)。待涂层固化。
[0066] 在一个实施例中,衬里(106)包括具有足够的宽度和长度来容纳管线(101)的基部(107)、多个直立侧部(108)、从侧部(108)延伸的部段(109)、以及端部(129)。当从横截面观察时,基部(107)和侧部(108)可以形成围绕管线(101)的大致矩形的、方形的、或椭圆形的围堵。然而,衬里(106)的特定尺寸和形状不是本发明的限制。
[0067] 通过再填充到沟槽(102)中的回填的表层土、骨料材料、或工程材料(117)的力,衬里(106)可以抵靠沟槽(102)的底部壁(104)和侧壁(105)进行固持。然后,管线(101)被放置在有衬里的沟槽(102)中。在一个实施例中,管线(101)被直接放置在衬里(106)的基部(107)上(即,距离为0cm),以便大致坐于沟槽(102)的底部壁(104)上。
[0068] 在一个实施例中,管线(101)被放置在有衬里的沟槽(102)中,其中管线(101)与衬里(106)之间有间隔。在一个实施例中,通过重新填充到管线(101)与衬里(106)之间的这些区域中的回填的表层土、骨料、或工程材料(117),管线(101)在顶部、底部、侧部中的一个或多个部位与衬里(106)间隔开。在一个实施例中,回填的土、骨料、或工程材料(117)基本上干燥。干燥的回填的表层土、骨料、或工程材料(117)用于延缓任何未来的对管线(101)的腐蚀。在一个实施例中,管线(101)与衬里(106)的基部(107)间隔开基部距离(110)。在一个实施例中,基部距离(110)是0cm。在一个实施例中,管线(101)与衬里(106)的侧部(108)间隔开侧部距离(111,112)。在一个实施例中,每个侧部距离(111,112)是大约180cm。在一个实施例中,管线(101)与衬里(106)的覆盖件(113)间隔开顶部距离(114)。在一个实施例中,顶部距离(114)是大约180cm。
[0069] 使用重叠动作(由箭头115指示)来使部段(109)重叠以形成覆盖件(113)并且限定重叠区段(116)以密封或以所期望的顶部距离(114)包封管线(101)。使用夹子(130)将衬里(106)的端部(129)紧固关闭,从而完成围绕管线(101)进行密封的“包封”(图1D至图1E)。如本文中所使用的,术语“包封”意在完全覆盖或围绕。在一个实施例中,重叠区段(116)可以喷焊有聚合物来围绕管线(101)进行密封。合适的聚合物包括但不限于聚氨酯、聚脲,或其组合。在一个实施例中,重叠最小值的范围为大约5cm至大约60cm。在一个实施例中,重叠最小值是大约30cm。在覆盖件(113)上方的区域中,重新填充回填的表层土(117)直至地面表面(103)以埋住二次围堵系统(100)。
[0070] 在图2A至图2C中示出的一个实施例中,通风孔(118)被定位在管线(101)上方但是是在衬里(106)内、并且延伸穿过覆盖件(113)并向上延伸到地面表面(103)以上。在图2A和图2C中示出的一个实施例中,通风孔(118)包括管道(131)、具有凸缘(133)的对夹式止回(132)、丝网(134)、以及用于检测任何泄漏的传感器(135)。通风孔(118)通过有凸缘的靴形件(136)锚固并密封在覆盖件(113)内,该有凸缘的靴形件接纳穿其而过的管道(131)、并且用作管道(131)与覆盖件(113)之间的密封(图2D至图2F)。通风孔(118)用作空气、气体、或液体的出口,以便释放衬里(106)内的压力。
[0071] 在管线(101)破裂期间,从管线(101)中泄漏的任何流体可以被围堵在不渗透的衬里(106)内。防止流体从衬里(106)后方迁移并泄漏到沟槽(102)的底部壁(104)和侧壁(105)上、并且泄漏到自然环境中。当泄漏大到足够引起衬里(106)所限定的“包封”内的流体和压力积聚时,流体被迫使在管线(101)之下并沿该管线的长度侧向移动,但保持被围堵在衬里(106)内。
[0072] 在图3中所示的一个实施例中,用于对管线运输(200)进行二次围堵的系统包括围堵通道(219)。当从横截面观察时,沟槽(202)是容纳围堵通道(219)的部分五边形围堵的形式。然而,沟槽(202)的特定尺寸和形状不是本发明的限制。如之前所描述的,衬里(206)可以是预制的或是直接形成在沟槽(202)内的,以与该沟槽(202)的构型相符并且限定围堵通道(219)。
[0073] 围堵通道(219)沿沟槽(202)的长度延伸。在一个实施例中,围堵通道(219)具有在大约15cm至大约120cm范围内的宽度。在一个实施例中,围堵通道(219)具有大约30cm的宽度。在一个实施例中,围堵通道(219)具有在大约20cm至大约40cm范围内的深度。在一个实施例中,围堵通道(219)具有大约30cm的深度。
[0074] 在一个实施例中,围堵通道(219)容纳沿围堵通道(219)的长度延伸的管道(220)。管道(220)可以是用于接纳或容许其中的流体进入的波纹管道或有槽管道。在一个实施例中,丝网(221)被布置在管线(101)与管道(220)之间、并且包括足够尺寸的孔口。这些孔口的尺寸是根据被传送经过管线(101)的流体进行选择的。
[0075] 在管线(101)破裂期间,来自管线(101)的任何流体通过重力供给穿过丝网(221)并且进入围堵通道(219)内的管道(220)。然后,被围堵的流体在管道(220)内被传送到一个或多个储器(322,323)。在例如管线(101)破裂并引起流体大量泛滥的情况下,此实施例可以是有用的。由于流体被有效地围堵在围堵通道(219)的管道(220)内,流体保持被围堵在衬里(206)内,并且防止其在衬里(206)后方迁移并且泄漏到沟槽(202)上并进入自然环境。衬里(206)所限定的“包封”内的流体和压力的积聚迫使流体侧向移动。不受任何理论的约束,侧向移动比穿透衬里(206)的完整性更容易。流体遵循阻力最小的路径以释放与泄漏相关联的压力,在衬里(206)的辅助下,该泄漏沿围堵通道(219)容易地行进。
[0076] 在图4中所示的一个实施例中,用于对管线运输(300)进行二次围堵的系统包括一个或多个储器(322,323),该一个或多个储器沿有衬里的沟槽(102)或围堵通道(219)的长度间隔开以对沿有衬里的沟槽(102)或围堵通道(219)流动的任何流体进行围堵。在一个实施例中,储器(322,323)沿有衬里的沟槽(102)或围堵通道(219)大约每隔500米定位。
[0077] 捕获管(324,325)将沟槽(102)连接至储器(322,323)以允许来自沟槽(109)的流体通过而进入储器(322,323)。在一个实施例中,储器(322,323)包括具有用于重新捕获并存储流体的足够容积的储液槽。在一个实施例中,储器(322,323)具有大约大于三米的高度。在一个实施例中,储器(322,323)具有大约一米的直径。
[0078] 在流体的体积具有足以淹没第一储器(322)的量级的事件中,溢流排出口(326)被配置成用于允许流体继续流动到定位在更下游预先确定的距离处的第二储器(323)。在一个实施例中,储器(323)被配置成具有至少一个捕获管(325),随着流体沿有衬里的沟槽(102)继续流动到下一个储器,由于将没有更多的流体进入当前的储器(323),该捕获管还用作溢流排出口。
[0079] 本领域技术人员将理解的是,对泄漏的平均响应时间可以用于计算储器(322,323)所需要的体积、所需要的储器(322,323)的数量、以及每两邻近储器(322,323)之间的距离。在泄漏期间,主管线系统切断流动,有衬里的沟槽(102)内或围堵通道(219)中的所有流体被收集到多个储器(322,323)中,以便可以再循环或重新引入到系统(100,200)中。这种重新捕获的系统保护了自然环境,包括野生生物地下水位,以及泄漏可能对管线(101)附近的元素造成的其他影响。进一步,重新捕获补救了可能以其他方式浪费或损失到环境中的流体。
[0080] 在一个实施例中,本发明包括一种用于对有衬里的管线沟槽部署二次围堵系统的方法。图5示意性地表示了本发明的示例性步骤。第一步骤(501)涉及管线沟槽的构建。一旦已经构建了沟槽(102),检查沟槽(102)以确保提供管线(101)两侧的空间的所期望的侧部距离(111,112)以及管线(101)上方用于回填表层土、骨料、或工程材料(117)的顶部距离(114)。
[0081] 在第二步骤(502),根据多个不同的因素选择用于衬里(106)的基底(127),这些因素包括但不限于:应用、管线(101)内的流体的压力、以及所期望的距离(110,111,112,114)。基底(127)被放置在沟槽(102)中以与沟槽(102)的构型相符,其中,包括了预先确定的量的基底(127),以允许部段(109)限定用于将管线(101)包封在沟槽(102)内的重叠(116)。
[0082] 在第三步骤(503),用于衬里(106)的基底(127)在一侧或两侧涂覆以选自例如聚氨酯或聚脲的聚合物(128)。在一个实施例中,衬里(106)在两侧进行涂覆。聚合物(128)以预先确定的厚度施加至基底(127)两侧以产生衬里(106)。在一个实施例中,不会将聚合物(128)施加至衬里(106)的部段(109),直到重叠区段(116)已经形成(如以上所讨论的),此时,部段(109)被喷焊以聚合物(128)来完成围绕管线(101)的包封。可以在基底(127)已放置在沟槽(102)中之后,在车间中或现场将聚合物(128)施加至衬里(106)。对于现场应用,通过将基底(127)折叠横过沟槽(102)并且重复正面上的过程来涂覆基底的反面,从而确保了两侧被抬升得足够高以在两侧上均匀且完全地涂覆聚合物(128)。待涂层固化。在一个实施例中,聚合物(128)在大约7天后完全固化。在一个实施例中,聚合物在大约7分钟之后充分固化用于地下使用,并且在被埋之后在地面下完成固化。
[0083] 在第四步骤(504),回填的表层土、骨料、或其他工程材料(117)被放置在衬里(106)的顶部以在沟槽(102)将其保持在位。
[0084] 在第五步骤(505),管线(101)被放置在衬里(106)的顶部,并且足够的回填的表层土、骨料、或工程材料(117)重新填充管线(101)上方所期望的距离(114)。在一个实施例中,回填的表层土、骨料、或工程材料(117)是干燥的以延缓任何未来的对管线(101)的腐蚀。
[0085] 在第六步骤(506),使用重叠动作(由箭头115指示)将衬里(106)的部段(109)重叠或折叠起来,以形成覆盖件(113)和重叠区段(116)以包封管线(101)。在一个实施例中,部段(109)未涂覆有聚合物(128),如之前所讨论的。
[0086] 在第七步骤(507),将喷剂施加至形成重叠区段(116)的每个单独的部段(109),以包封或密封管线(101)。在一个实施例中,在已经形成重叠区段(116)之后,沿重叠区段(116)的缝隙施加喷剂。在一个实施例中,喷剂选自聚氨酯或聚脲。
[0087] 在第八步骤(508),将回填的表层土、骨料、或工程材料(117)放置在覆盖件(113)的顶部并且重新填充直到地面表面(103),以埋住二次围堵系统(100)。
[0088] 在图6A至图6B中示出的一个实施例中,部署二次围堵系统的方法包括将管状衬里(606)布置在地下的封闭的隧道式沟槽(602)中。当管线(601)需要在例如水体、道路、农场、或使得在地面中形成开放的沟渠沟槽变得不切实际的其他障碍下方延伸时,这可以是特别有用的。管状衬里(606)包括涂覆有聚合物的柔性基底,该聚合物赋予该衬里不渗透性,如之前所描述的。然而,管状衬里(606)可以在被布置到隧道式沟槽(602)内之前预制成管状形状。
[0089] 如图6A中所示出的,管状衬里(606)通过如箭头所指示地被拉动穿过隧道式沟槽(602)而安装在安装地下、在隧道式沟槽(602)内。在安装期间,管状衬里(606)被直接铺放在隧道式沟槽(602)的第一端部前部。在一个实施例中,管线(601)类似地被直接铺放在隧道式沟槽(602)的第一端部前部。管状衬里(606)附接至拉动装置(637)。在一个实施例中,拉动装置(637)包括铰床(638),该铰床通过联结器(639)附接至管状衬里(606)。一旦附接至拉动装置(637),管状衬里(106)从第一端部被拉动穿过隧道式沟槽(602)朝向所期望的第二端部。随着管状衬里(606)在第一端部与第二端部之间被拉动穿过隧道式沟槽(602),管状衬里(606)以“手风琴式的”方式展开以沿隧道式沟槽(602)的长度完全延伸。通过将管线(101)附接至拉动装置(637)而同时拉动管线(601)穿过隧道式沟槽(602)。可替代地,管线(601)可以在衬里(606)被定位时就已经在隧道式沟槽(602)内就位。当管线(601)和衬里(606)就位时,填充材料(640)被泵入衬里(606)与管道(601)之间的空隙(641)。在一个实施例中,填充材料(641)包括吸收性材料。在一个实施例中,吸收性材料选自工程材料、吸油聚合物、Acti-VataTM材料、或其组合。
[0090] 如图6B中所示出的,一旦将管状衬里(606)在隧道式沟槽(602)内就位并且填充材料(641)已被引入空隙(641)中,侧管线(601)被附接至邻近的管线区段以使得能够进行流体运输。安装储器(未示出)以接纳流动到隧道式沟槽(602)任一侧的任何泄漏的流体。在一个实施例中,使用泵(未示出)来将泄漏的流体从管状衬里(606)内部泵出。
[0091] 在已经发生了泄漏的事件中,管线(101)的受损区段以及衬里(106)的受污染的部分可以被容易且快速地移除并且被替换。覆盖件(113)被切开,并且受污染的表层土从覆盖件(113)下方被移除以露出管线(101)的受损区段。移除管线(101)的受损区段。衬里(106)的受污染的部分被切除,并且粘附一片新的基底(127)以覆盖切除的部分并与现有的衬里(106)重叠。在一个实施例中,重叠大约是12英寸。将新的基底片(127)的两侧喷焊以合适的聚合物(128)(例如,聚氨酯或聚脲),新的基底片(127)被赋予不渗透性、并且粘附至现有的衬里(106)。由例如施工设备所引起的任何撕裂或开裂都能以相同的方式进行修复。装载有聚合物筒的修理枪可以随时在现场使用。
[0092] 然而,对于本领域技术人员清楚的是,在不脱离本发明的创造性的理念的情况下,除已经进行了描述的那些修改之外,还可以做出更多修改。因此,本发明的创造性主题不受限于本披露内容的范围。此外,在解释本披露内容时,所有术语应以与上下文一致的最广泛的方式解释。具体地,术语“包括”、“包含”应当被解释为以非排他性的方式引用元件、部件、或步骤,从而指示所引用的元件、部件、或步骤可以与未明确引用的其他元件、部件、或步骤一起存在,或被利用,或结合。
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