[發明專利]一種水下管線泄漏封堵用橡膠復合材料

無效

• 申請號: 201210096939.3
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102644829A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李超芹;吳敏;徐志剛;馮春健;趙益民;崔書杰;劉錦昆;朱長晟;陳同彥;蔣習民
• 申請（專利權）人: 青島科技大學;勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司海洋采油廠
• 主分類號: F16L55/168
• 分類號: F16L55/168
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻

技術領域

本發明涉及復合材料領域，尤其提供了一種水下管線泄漏封堵橡膠復合材料。

背景技術

海底管道為敷設在水下或埋于海底一定深度的輸送石油、天然氣、水等的管道，海底或水下管道的出現，為上述物質的運輸提供了更多的便利，降低了運輸的成本，但是由于所處的環境比較特殊，管道的防腐層容易破損，受外界電化學腐蝕等，導致出現薄弱點，在管道內壓力或外力作用下破裂，再者在海水涌動的長期作用，疲勞應力，從而出現管道的破裂，而管道一旦破裂由于其處在水下或海底，維修成本高且操作復雜。

針對多種管線的泄漏形態，國內外開發了多種封堵技術，包括卡箍止漏技術、鋼帶拉緊技術、快速捆扎技術、注劑式密封技術等，這些堵漏技術和產品在陸上管線的堵漏施工中具有較好的適應性，但這些封堵技術在水下施工較為困難，而且對不同的泄漏情況適應性有限，尤其是對于因管線彎曲造成的裂口封堵十分困難。專利200810049355公布了一種充氣橡膠堵漏袋，利用劃鎖器捆綁帶捆綁后充氣堵漏；專利200620072550公布了一種充氣堵漏裝置，主要部件為氣囊，氣囊的外側設置有使氣囊固定的固定帶，氣囊的內側設置有橡膠墊，主要解決儲罐流體泄漏；專利02262495公開了一種堵漏氣墊，用鋼絲繩固定氣墊充氣后實施密封。上述專利公布的堵漏技術，主要適用于陸地上的管線、儲罐等出現的泄漏情況，而對于水下管線堵漏，施工十分困難，而且對于水下管線復雜的破損情況適用性有限。

發明內容

本發明基于上述的原因，提供了一種水下管線泄漏封堵橡膠復合材料，主要用于水下管線泄漏的封堵，尤其是海底石油管線泄漏的臨時封堵，這種橡膠復合材料對于海底管線漏洞、裂口以及因管線彎曲造成的破損等破壞情況能夠進行有效封堵。復合材料由密封層、充氣層和包覆層組成，通過對充氣層充氣對密封層產生壓力，由密封層實施密封，包覆層則可有效阻止充氣時的向外膨脹，包覆層具有水中自粘性，無需額外的固定措施。本發明在水下施工方便，對各種形態的水下管線泄漏的封堵具有很強的適應性。

本發明的具體技術方案是：

一種水下管線泄漏封堵用橡膠復合材料，該橡膠復合材料由內而外分別為密封層、充氣層和包覆層，三層材料分別成型后通過粘合劑粘附在一起獲得該橡膠復合材料；

其工作原理是，將橡膠復合材料包覆在泄漏的管線處，通過連接氣管對復合材料中充氣層充氣加壓，充氣層將壓力傳遞給密封層實施密封堵漏，由于包覆層和充氣層的外層為夾布結構，充氣時夾布結構的耐受壓力的效果高于內層橡膠，可以限制向外膨脹，進而保證充氣層的壓力向密封層有效傳遞，包覆層在纏繞多層后，自行粘結在一起，可阻止充氣層充氣后可能發生的解脫。

其中所述的密封層為原料橡膠與主要由炭黑和硫化劑組成的配合體系進行混煉，然后通過模壓硫化成型的橡膠材料，密封層的一面為平面，另一面有半圓形格子狀分布的突起條紋和搭接結構；其中所采用的炭黑和硫化劑等均采用現有技術，具體的原料配比為原料橡膠∶炭黑∶硫化劑＝100∶40-70∶2-5，具體的混煉及模壓硫化可采用“王永剛，李超芹，炭黑填充丁基橡膠動態力學性能研究，世界橡膠工業，2010，Vo1.37?No.10：10～14，”文獻中介紹了橡膠的混煉和及模壓硫化方法，下述充氣層的模壓硫化技術中，原料配比及具體的混煉及模壓硫化技術均可按上述記載進行，其中密封層和充氣層制備過程中采用的的硫化劑均為DCP，也就是過氧化二異丙苯。

其中，在密封層包覆于管道表面時平面的一側直接接觸管道，密封層另一側的表面分布有半圓形格子狀分布的突起條紋，密封層的兩端設計有搭接結構，楔形的搭接部分重疊在一起，不會因為搭接導致厚度不均或出現空隙，密封層表面的突起的半圓形格子狀分布的條紋在實施密封時，可將被密封面分割成多個密封單元，在充氣層的壓力下，半圓形的突起發生壓縮變形，產生更大的密封力。同時這種突起條紋對于管線不平整的表面具有更好的適應性和密封性。

所述的充氣層為具有中空結構的橡膠材料，并設置有充氣氣嘴，氣嘴與中空的腔體相通，充氣層兩端設有搭接結構，；其具體制備方法為：首先將原料橡膠與主要由炭黑和硫化劑組成的配合體系進行混煉，混煉后在開煉機上成型2-3m厚的混煉膠片，在模壓硫化成型時，先將一層混煉膠片平鋪在模具中，然后將用于成型中空腔體的玻璃紙平鋪在膠片上，然后再平鋪上一層混煉膠片，然后將涂有混煉膠的尼龍布或棉布再平鋪在外層膠片上，然后模壓硫化成型充氣層芯棒成型，上述的涂有混煉膠的尼龍布或棉布的制備方法是：將充氣層混煉膠按照1∶2的比例溶于汽油或甲苯中，攪拌均勻，然后均勻涂覆在尼龍布或棉布上，晾干即可使用。