Системы и способ для восстановления трубопровода

Системы и способ для восстановления трубопровода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем к восстановлению трубопроводов и, более конкретно, к улучшению закачки и распределения цементного раствора в трубопроводе.

Предпосылки создания изобретения

С течением времени трубопроводы часто страдают от коррозии на внутренней поверхности и/или небольшого растрескивания и/или протечек. Такие трубопроводы часто следует заменять или восстанавливать. Замена часто включает в себя перемещение или разборку наземных сооружений, таких как дорожное полотно или тротуары. С другой стороны, восстановление может позволить создать новую внутреннюю поверхность трубы с использованием существующего трубопровода в качестве наружной оболочки, что может снять необходимость в извлечении из грунта больших отрезков существующего трубопровода и/или водопроводных магистралей, и что может дать значительное снижение затрат по сравнению с заменой.

Одна из форм восстановления трубопровода включает в себя установку трубчатого вкладыша внутри главной трубы с помещением отверждаемого жидкого цементного раствора между трубчатым вкладышем и главной трубой. Однако раствор, закачанный между трубчатым вкладышем и главной трубой, имеет тенденцию к сползанию с трубчатого вкладыша и к отеканию под трубчатый вкладыш и, таким образом, к нарушению идеального покрытия раствором самых верхних участков между трубчатым вкладышем и трубопроводом. Кроме того, при распределении раствора между вкладышем и трубопроводом вовлеченный или захваченный из-за недостаточного противодавления воздух может вызвать дефекты или зазоры в слое раствора.

Сущность изобретения

Согласно изобретению создан способ восстановления трубопровода, содержащий следующие стадии:

развертывание трубчатого вкладыша вдоль внутренней поверхности трубопровода, причем трубчатый вкладыш и трубопровод имеют, каждый, передний конец и задний конец;

ввод в передний конец трубопровода первого поршня, имеющего сквозное отверстие, выполненное в нем;

пропуск трубчатого вкладыша через сквозное отверстие первого поршня;

закачивание раствора в трубопровод между трубчатым вкладышем и внутренней поверхностью трубопровода;

продвижение второго поршня через трубчатый вкладыш от его переднего конца к заднему концу для распределения раствора между трубчатым вкладышем и трубопроводом и для продвижения первого поршня перед вторым поршнем от переднего конца к заднему концу трубопровода.

Первый поршень может быть предназначен для поддержания противодавления между трубчатым вкладышем, раствором и трубопроводом.

Сквозное отверстие может быть первым сквозным отверстием и который содержит ввод третьего поршня, имеющего второе сквозное отверстие, в передний конец трубопровода и расположение трубчатого вкладыша во втором сквозном отверстии.

Способ может дополнительно содержать откачивание воздуха из трубчатого вкладыша до достижения трубчатым вкладышем V-образного или U-образного поперечного сечения и образования им желоба, причем закачивание раствора в трубопровод между трубчатым вкладышем и внутренней поверхностью трубопровода осуществляется на или под желоб.

Закачивание раствора на желоб может осуществляться на переднем конце трубопровода и который дополнительно содержит закачивание раствора на желоб через промежуточное отверстие для раствора, выполненное в трубопроводе между его передним и задним концами.

Продвижение второго поршня по трубчатому вкладышу от его переднего конца к заднему концу может содержать подачу сжатой текучей среды в трубчатый вкладыш позади второго поршня. Сжатой текучей средой может быть сжатый воздух или вода.

Согласно изобретению создана система для восстановления трубопровода, содержащая трубчатый вкладыш, развернутый внутри трубопровода, поршень, расположенный внутри трубопровода и имеющий выполненное в нем сквозное отверстие, через которое проходит трубчатый вкладыш, зажим вкладыша, соединенный с трубчатым вкладышем, и магистраль для закачивания раствора, соединенная с трубопроводом на ее первом конце и с зажимом вкладыша на ее втором конце.

Магистраль для закачивания раствора может содержать отверстие для закачивания раствора, расположенное вдоль магистрали для закачивания раствора ближе к первому концу, чем ко второму концу.

Поршень может быть первым поршнем и дополнительно может иметься второй поршень, приспособленный для ввода в трубчатый вкладыш через зажим вкладыша.

Система может дополнительно содержать торцевую пластину для закрытия и герметичного уплотнения зажима вкладыша, имеющую выполненное в ней отверстие.

Система может дополнительно содержать средство создания вакуума, соединенное с отверстием торцевой пластины и предназначенное для откачивания воздуха из трубчатого вкладыша во время подачи раствора.

Согласно другому варианту выполнения система для восстановления трубопровода содержит трубчатый вкладыш, развернутый вдоль внутренней поверхности трубопровода, первый поршень, расположенный внутри трубопровода, имеющий выполненное в нем сквозное отверстие, через которое проходит трубчатый вкладыш, второй поршень, расположенный внутри трубчатого вкладыша и прикладывающий радиальное усилие к трубчатому вкладышу, и раствор, размещенный между трубчатым вкладышем и внутренней поверхностью трубопровода.

Первый поршень может прикладывать радиальное усилие к внутренней поверхности трубопровода.

Раствор может быть дополнительно размещен между трубчатым вкладышем и первым поршнем.

Хотя ниже приводится описание многих вариантов реализации, специалистам в данной области техники из последующего подробного описания, которое показывает и описывает примеры выполнения изобретения, должны быть очевидны и другие варианты реализации изобретения. Соответственно чертежи и подробное описание должны рассматриваться по своему характеру как иллюстративные, но не как ограничивающие.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид сбоку в разрезе системы переднего конца для восстановления трубы согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.2 показан вид сбоку в разрезе системы переднего конца, изображающий устройство запуска поршня согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.3 показан вид трубы спереди в разрезе, выполненном вдоль линии A-A с фиг.1, демонстрирующий трубчатый вкладыш в спущенном состоянии, предназначенный для размещения раствора, согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.4 показан вид трубы спереди в разрезе, выполненном вдоль линии А-А с фиг.1, демонстрирующий трубчатый вкладыш в законченном состоянии, после прикрепления вкладыша к трубе, согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.5 показан вид сбоку в разрезе системы заднего конца для восстановления трубы согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.6 показан вид сбоку в разрезе системы заднего конца, изображающий устройство запуска поршня согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.7 показан вид спереди в вертикальной проекции системы заднего конца по фиг.6 согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.8 показан способ восстановления трубопровода, такого как водопроводная магистраль, согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.9 показан другой способ восстановления трубопровода, такого как водопроводная магистраль, согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.10 показан способ проверки нанесения раствора согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.11 показан другой способ проверки нанесения раствора согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.12 показана система проверки нанесения раствора согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.13 показана рама камеры для системы проверки нанесения раствора согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.14 показано соединение между проходным поршнем и рамой камеры для системы проверки нанесения раствора согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.15 показан вид сбоку в разрезе системы переднего конца, изображающий блок запуска поршня и устройство запуска поршня согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.16 показан вид сбоку в разрезе трубопровода с округляющим поршнем и поршнем противодавления согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.17 показана магистраль закачивания раствора и блок торцевой пластины согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.18 показан поршень с пластиковой оберткой согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.19 показан поршень согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.20 показано устройство противодавления согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.21 показано альтернативное устройство противодавления согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.22 показан свернутый вкладыш согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.23 показан альтернативный свернутый вкладыш согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.24 показан перспективный вид сверху системы заднего конца, включающей натяжное устройство, согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.25 показан пример изображения на инфракрасной камере во время проверки нанесения раствора согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

на фиг.26 показан приемный бункер согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

В то время как изобретение может быть представлено различными модификациями и альтернативными формами, определенные варианты реализации показаны в качестве примера на чертежах и подробно описаны ниже. При этом, однако, нет намерения ограничить изобретение конкретными описанными вариантами реализации. Наоборот, изобретение должно охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы, входящие в объем изобретения, определяемый прилагаемой формулой изобретения.

Подробное описание

Варианты реализации настоящего изобретения относятся к улучшениям в восстановлении трубопроводов, предназначенных для перемещения текучих сред, таких, например, как водопроводные магистрали. На фиг.1 показан вид сбоку в разрезе системы переднего конца для восстановления трубы согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, труба 100 может быть восстановлена путем ввода в нее вкладыша 110 и прикрепления вкладыша 110 к внутренней поверхности 103 трубы 100 цементным раствором. Вкладыш 110 может быть, например, вкладышем для цементного раствора, описанным в патенте США №6167913, выданном 2 января 2001 г. и озаглавленном "Pipe Liner, a Liner Product and Methods for Forming and Installing the Liner", включенный в данное описание путем ссылки. Вкладыш может быть выполнен из экструдированного полиэтиленового материала средней плотности или другого полимерного или подобного полимеру материала; например, вкладыш 110 может быть выполнен из листа материала, созданного Velcro Europe S.A. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, вкладыш соответствует требованиям стандартов ASTM-D1248: тип 11, класс В, категория 5, а основываясь на классификациях ISO, может быть классифицирован как материал РЕ-80 или РЕ-100. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, вкладыш 110 по существу противостоит ультрафиолетовому излучению и предназначен для использования с питьевой водой.

Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, вкладыш 110 имеет прочность на разрыв, соответствующую приблизительно 30 МПа, удлинением при разрыве приблизительно 1100%, модулем упругости при изгибе порядка 700 МПа, твердостью приблизительно 60 по шкале D твердости по Шору, температурой размягчения по Вика приблизительно 126 С, плотностью при температуре двадцать три градуса Цельсия, равной приблизительно 942 килограмма на кубический метр, весом приблизительно 450 килограммов на квадратный метр (плюс или минус пятьдесят граммов на квадратный метр), и концентрацией крючков, равной приблизительно двадцати на квадратный сантиметр (плюс или минус десять процентов).

Как показано на фиг.4, листу материала может быть затем придана форма трубы со свариванием краев для образования вкладыша 110 в форме трубы с крючками для цементного раствора 406 на внешней поверхности 404 и с гладкой внутренней поверхностью 402. Шов (не показан), образованный при сваривании листа материала с приданием ему формы трубы, может быть расположен на внутренней поверхности 402 или на внешней поверхности 404; с другой стороны, вкладыш 110 может быть сформирован и/или сварен таким образом, что шов не выступает ни из внутренней поверхности 402, ни из внешней поверхности 404.

Труба 100 имеет передний конец 101 и задний конец 502. После того, как вкладыш 110 будет полностью проложен через трубу 100 от переднего конца 101 до заднего конца 502, вкладыш 110 может быть прикреплен к структурам на каждом конце для предотвращения соскальзывания вкладыша 110 обратно в трубу 100 и для растягивания и/или натяжения вкладыша 110 внутри трубы 100. Например, на каждом конце 101, 502 для закрепления вкладыша 110 может использоваться зажим 106 вкладыша. Зажим 106 вкладыша может включать в себя основание 105 зажима, имеющее трубчатую горловину 107, поверх которой может быть вставлен вкладыш 110, согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Когда вкладыш 110 вставлен поверх трубчатой горловины 107, поверх вкладыша 110 и трубчатой горловины 107 может быть помещена манжета 104, которая болтами или иным образом соединяется с основанием 105 зажима для формирования посадки под давлением на основании 105 зажима. Такая конфигурация позволяет зажать вкладыш 110 между основанием 105 и манжетой 104; согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, трубчатая горловина 107 может включать в себя проходящую под углом часть 109, конфигурированную таким образом, чтобы сопрягаться с проходящей под аналогичным углом частью манжеты 104 для дополнительного усиления посадки под давлением между основанием 105 и манжетой 104.

Различные стадии установки вкладыша 110 могут включать в себя ввод и удаление из вкладыша 110 предметов и/или текучих сред; зажим 106 вкладыша может облегчать ввод и/или удаление предметов и/или текучих сред (например, воздуха) из вкладыша 110, сводя к минимуму возможность разрыва, смятия, свертывания или иного повреждения концов вкладыша 110. Это качество дополнительно улучшается присутствием трубчатой горловины 107 для облегчения ввода предметов во вкладыш 110 возле переднего конца 101. Аналогичным образом зажим 106 вкладыша может использоваться возле заднего конца 502 (фиг.5).

Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения вкладыш 110 может быть сложен с приданием ему плоской формы и намотан на бобину перед развертыванием в трубе 100. Вкладыш 110 предпочтительно развертывают внутри трубы 100 способом, сводящим к минимуму скручивание вкладыша 110 внутри трубы 100. Один из путей сведения к минимуму скручивания вкладыша 110 во время развертывания в трубе 100 заключается в придании вкладышу 110, когда он поступает в трубу 110, V-образной формы или продольного сгиба. Такая V-образная форма или продольный сгиб (смотрите, например, фиг.3) также способствует эффективному покрытию цементным раствором верхних частей вкладыша 110. Такая форма может быть придана вкладышу 110 в то время, когда вкладыш 110 вводят в трубу 100 вручную, путем формовки вкладыша 110 руками, или с использованием специальной рамы, изображенной на фиг.22 и 23.

Проходной поршень 504 может быть использован для правильного размещения вкладыша 110. Один пример проходного поршня 504 изображен на фиг.5; другие примеры проходных поршней 1802, 1901 изображены на фиг.18 и 19. Согласно вариантам реализации настоящего изображения поршень 504 является слегка деформируемым устройством типа заглушки, которое заполняет внутренний диаметр 103 трубы 100 и/или внутренний диаметр 402 вкладыша 110, прикладывая таким образом радиальное усилие к такому внутреннему диаметру 103 и/или 402. Например, поршень 504 может быть изготовлен из жесткого пенопласта, и может иметь размеры, позволяющие вводить его в трубу 100 и/или вкладыш 110 после сужения и/или сжатия внешнего диаметра 506 поршня 504. Поршень 504 может быть продвинут вдоль трубы 100 и/или вкладыша 110 путем приложения усилия к одной стороне поршня 504; такое усилие может быть приложено, например, путем приложения давления воздуха или воды к одной стороне поршня 504, когда поршень образует по существу герметичное уплотнение с внутренним диаметром 103 и/или внутренним диаметром 402.

Перед первоначальным развертыванием вкладыша 110 в трубе 100 поршень 504 может быть проведен через трубу 100 от переднего конца 101 до заднего конца 502. Этого можно достичь путем закачивания сжатого воздуха в трубу 100 позади поршня 504. Это может дать два результата: во-первых, поршень 504 может быть приспособлен для очистки внутренней поверхности 103 при подготовке к восстановлению трубопровода; во-вторых, поршень может быть прикреплен к струне, веревке, тросу или кабелю, которые, будучи протянуты по длине трубы 100, могут быть использованы для протягивания вкладыша 110 от переднего конца 101 к заднему концу 502. Кроме того, когда вкладыш 110 будет первоначально развернут по длине трубы 100, поршень 504 может быть проведен через вкладыш 110 для удаления любого мусора с внутренней поверхности 402 вкладыша 110 и распрямления вкладыша 110 внутри трубы и предотвращения любого скручивания вкладыша 110 внутри трубы 100. Поршень 504 может также обозначаться как «чушка»; с другой стороны, поршень 504 может использоваться для первоначального развертывания вкладыша 110, в то время как чушка 504, имеющая иную конфигурацию, может быть использована при последующей операции разглаживания вкладыша 110 относительно цементного раствора и относительно внутренней поверхности 103 трубы 100.

Перед прикреплением вкладыша 110 к зажиму 106 вкладыша с передним концом 101 трубы 100 может быть соединен фланец 112 трубы. Фланец 112 трубы может служить для защиты переднего конца 101 трубы 100 и допускать крепление к трубе 100 дополнительного оборудования. Затем через фланец 112 трубы к трубе 100 может быть присоединена магистраль 102 для закачивания раствора. Магистраль 102 для закачивания раствора позволяет закачивать раствор через порт 114 для закачивания раствора в пространство между вкладышем 110 и трубой 100 перед разглаживанием вкладыша 110 относительно трубы 100 посредством поршня 504. После соединения магистрали 102 для закачивания раствора с фланцем 112 трубы вкладыш может быть зажат между манжетой 104 и зажимом 106 вкладыша, а зажим 106 вкладыша может быть соединен с магистралью 102 для закачивания раствора, как показано на фиг.1 согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

Здесь термин «соединяется» используется в самом широком смысле для обозначения элементов, которые соединяются, крепятся и/или входят в зацепление, или непосредственно, или образуя одно целое, или не прямым образом через посредство других элементов, и или постоянно, временно или с возможностью разъединения. Например, одним из путей, которым устройство 108 запуска поршня может быть соединено с зажимом 106 вкладыша, должно быть помещение болтов в соответствующие отверстия во фланце в устройство 108 запуска поршня и в зажиме 106 вкладыша и затягивание болтов. Согласно некоторым вариантам реализации, болты могут затягиваться до образования герметичного или практически герметичного уплотнения. Такое герметичное уплотнение может также быть сформировано путем вкладывания между устройством 108 запуска поршня и зажимом 106 вкладыша перед соединением их болтами кольцевого уплотнения. На основании приведенного описания любой специалист в данной области техники распознает различные пути, которыми трубчатые элементы могут быть соединены между собой для применения способов восстановления труб, описанных здесь.

На фиг.2 показано устройство 108 запуска поршня согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Устройство 108 запуска поршня может быть соединено с зажимом 106 вкладыша. Устройство 108 запуска поршня включает в себя сужающийся участок 202 и прямой участок 204, причем прямой участок содержит в себе камеру 206 запуска. Устройство 108 запуска поршня приспособлено для того, чтобы сжимать поршень 504, уменьшая его размеры от внешнего диаметра 506, соответствующего внутреннему диаметру 220 устройства 108 запуска поршня, до внешнего диаметра 506, соответствующего внутреннему диаметру 212 возле заднего конца устройства 108 запуска поршня. Сжатый воздух (или другая текучая среда) может подаваться в устройство 108 запуска поршня через вход 210 для вдавливания поршня 504 в сужающуюся часть 202 и затем «запустить» поршень 504 через трубчатую горловину 107 во вкладыш 110.

Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, давление воздуха порядка пяти-семи фунтов на квадратный дюйм приводит поршень 504 в движение через устройство 108 запуска поршня, а давление воздуха порядка двух-трех фунтов на квадратный дюйм поддерживает устойчивое движение поршня 504 через вкладыш 110 от переднего конца 101 к заднему концу 502 после того, как поршень 504 отделяется от устройства 108 запуска поршня. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, давление воздуха, поступающего через вход 210, не превышает десять фунтов на квадратный дюйм. На фиг.17 показан перспективный вид спереди собранных магистрали 102 для закачивания раствора, устройства 108 запуска поршня и торцевой пластины 208 с фитингом 210 согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

Согласно некоторым вариантам реализации, длина прямого участка 204/камеры 206 запуска в два раза превышает длину сужающейся части 202. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, внутренний диаметр 220 камеры 206 запуска по существу равен диаметру восстанавливаемого трубопровода 100 для трубопроводов диаметром приблизительно от 100 мм до 300 мм, в то время как внутренний диаметр 212 возле переднего конца устройства 108 запуска поршня приблизительно на двадцать пять миллиметров меньше соответствующего диаметра 220 камеры 206 запуска. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения длина прямого участка 204/камеры 206 запуска приблизительно равна двум с половиной диаметрам восстанавливаемой трубы 100.

На фиг.5 показана система заднего конца, предназначенная для прекращения продвижения поршня 504. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, поршню 504 просто позволяют выйти через задний конец 502 вкладыша 110; однако в таких случаях наблюдается более высокая вероятность разрыва или повреждения вкладыша 110 на заднем конце 502, поскольку поршень 504 может иметь тенденцию к выходу и быстрому расширению при выходе из заднего конца 502 таким путем, который трудно контролировать. Однако, согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, устройство 508 противодавления может быть помещено внутри вкладыша 110 возле заднего конца 502 для того, чтобы прекратить продвижение поршня 504 внутри вкладыша 110. Устройство 508 противодавления может напоминать, например, проходной поршень 504, за исключением того, что устройство 508 противодавления включает в себя внутреннюю трубу 510 согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Внутренняя трубка 510 позволяет пропускать воздух или другую текучую среду, вытесненные поршнем 504, через внутреннюю трубку 510 и через выпускное отверстие 522. Торцевая пластина 524 может напоминать, например, торцевую пластину 208 с фиг.2.

Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, устройство 508 противодавления служит для поддержания противодавления между вкладышем 110 и трубопроводом 100 для того, чтобы способствовать полному распределению цементного раствора, в особенности на заднем конце 502. Устройство противодавления может быть выполнено из мягкого, обладающего двух фунтовой плотностью поршня, через середину которого пропущена, например, обладающая эквивалентной длиной трубка ПВХ диаметром два дюйма (которая может упоминаться также как сквозное отверстие). На фиг.20 изображено устройство 2001 противодавления, которое включает в себя часть поршня 2004 из пенопласта, трубку в сквозном отверстии 2006 и ручку 2002, предназначенную для того, чтобы вкладывать и/или извлекать из зажима 106 вкладыша возле заднего конца 502 устройство 2001 противодавления согласно вариантам реализации настоящего изобретения. На фиг.21 изображена пластмассовая гильза 2102, которая также может использоваться как устройство 2102 противодавления для ввода через зажим 106 вкладыша возле заднего конца 502 согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

Когда передняя сторона 516 поршня 504 входит в контакт с устройством 508 противодавления, поршень 504 останавливается по той причине, что давление, приложенное через вход 210, становится недостаточным для преодоления дополнительного трения между внешней поверхностью устройства 508 противодавления и внутренней поверхностью 402 вкладыша 110. С другой стороны, устройство 508 противодавления может войти в контакт с зажимом 106 вкладыша, торцевой пластиной 524 или другим стопорным механизмом возле заднего конца 502, который может прекратить или предотвратить продвижение устройства 508 противодавления и, таким образом, поршня 504 согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, устройство 508 противодавления включает в себя ручку 2002, которая позволяет оператору после удаления торцевой пластины 524 дотянуться через зажим 106 вкладыша и/или вкладыш 110 до устройства 508 противодавления и вытянуть его из вкладыша 110. В качестве дополнительного альтернативного варианта реализации возможно использование для остановки поршня 504 во внутренней полости 402 вкладыша 110 пластмассового цилиндра 2102. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, внешняя поверхность 518 вкладыша 110 между задним концом 502 и зажимом 106 вкладыша может быть обернута войлоком, или войлоком на полиэтиленовой или полиэфирной основе, с целью дополнительного усиления вкладыша 110 на участке 518, который может быть в большей степени подвержен разрыву во время установки вкладыша 110. Согласно некоторым вариантам реализации такой вкладыш на основе войлока хорошо соединяется с крючками для цементного раствора 406 на внешней поверхности 404 вкладыша 110 подобно застежке типа «липучка». На фиг.24 изображена система заднего конца и проиллюстрировано, каким образом противоразделительная гильза 2402 (например, вкладыш из войлока) может быть обернута вокруг вкладыша 110 с целью защиты не имеющего подложки вкладыша 110, который проходит от заднего конца 502, от повреждения в то время, когда поршень 504 выходит из вкладыша 110, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

Возможно также применение индикаторного стержня 512 для визуального обозначения момента, когда поршень 504 достигает своего конечного положения возле заднего конца 502 согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Индикаторный стержень 512 может вначале проходить через внутреннюю трубку 510, выступая из устройства 508 противодавления с одного конца 514 и оставаясь внутри выхода 522 с другого конца 520. Когда поршень 504 приближается к своему конечному положению, передняя поверхность 516 поршня 504 соприкасается с концом 514 индикаторного стержня 512, выталкивая конец 520 индикаторного стержня 512 из выхода 522. Когда конец 520 индикаторного стержня 512 оказывается виден как выступающий из выхода 522, становится понятно, что поршень 504 достиг своего конечного положения. В этот момент времени, после того как поршень 504 проходит по длине трубы 100 и вкладыш 110 разглаживается относительного внутренней поверхности 103 трубы с находящимся между ними цементным раствором, желательно дать возможность отвердеть раствору в то время, когда вкладыш 110 находится под давлением. Для того, чтобы свести в к минимуму потери давления после того как поршень 504 достигает конечного положения, индикаторный стержень 512 можно снять, а выход 522 можно накрыть крышкой на время отверждения раствора. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения поршень 504 и/или устройство 508 противодавления оставляют на месте во время фазы отверждения раствора. Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения, поршень 504 включает в себя передатчик и/или приемопередатчик, который позволяет отслеживать расположение поршня 504, находясь выше уровня грунта, или с внешней стороны трубы 100 со спаренным приемником и/или приемопередатчиком. Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения возможно применение рулетки для измерения длины развертывания поршня 504 внутри трубы 100; например, лента рулетки может быть привязана или иным образом прикреплена к поршню 504, и рулетка может измерять, насколько далеко перемещается поршень 504 согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг.6 и 7 изображено устройство 600 натяжения вкладыша, которое применяется на заднем конце 502 трубы 100 для поддержания натяжения вкладыша 110 во время наложения цементного раствора и/или разглаживания или размещения раствора. Возле переднего конца 101 вкладыш 110 закреплен зажимом 106 вкладыша (фиг.1), удерживая этот конец зажима 106 вкладыша на магистрали 102 для закачивания раствора, в то время как вкладыш 110 возле заднего конца 502 имеет возможность продольно двигаться относительно трубы 100. Вкладыш 110 возле заднего конца 502 закреплен также другим зажимом 106 вкладыша (фиг.6). Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, устройство 600 натяжения вкладыша включает в себя поперечину 608, соединенную (например, цепями 606) с зажимом 106 вкладыша и соединенную также (например, цепью 610) с пневматическим цилиндром 612. Пневматический цилиндр 612 приспособлен для приложения усилия к контейнеру 614 путем подачи сжатого воздуха в контейнер 614, и вызывая таким образом натяжение поперечины 608, зажима 106 вкладыша и вкладыша 110.

Устройство 600 натяжения вкладыша не только поддерживает вкладыш 110 в натянутом состоянии относительно трубы 100, но и снимает слабину во вкладыше 110, протянутом от заднего конца 502. Без такого снятия слабины и натяжения вкладыш 110 может быть подвержен втягиванию в трубу 100 и прокалыванию, а перемещение поршня 504 может вызвать скомканность вкладыша 110 в этой точке, что может ограничить перемещение поршня 504 и/или вызвать разрыв или иное повреждение вкладыша 110. Устройство 600 натяжения вкладыша может также включать в себя механизм противодействия скручиванию; например, соединение между цепью 610 и поперечиной 608 включает в себя поворотное и/или шарнирное соединение, позволяющее вкладышу 110 раскручиваться, когда он удерживается в натяжении, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

Контейнер 614 удерживается на месте относительно трубы 100 посредством соединения с пластиной 620, которая соединяется с радиальными опорами 618, соединенными с продольной опорой 602, соединенной с фланцем 112, подобным фланцу 112 с фиг.1, который в свою очередь соединяется с трубой 100 согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, продольные опоры 602 могут регулироваться по длине для приведения в соответствия с различными конфигурациями и длинами вкладыша 110 и/или другого оборудования, выступающего из заднего конца 502. Согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения возможно регулирование длины радиальных опор 618 в соответствии с трубами 100 различного диаметра; например, радиальные опоры 618 могут регулироваться на соединениях 616 путем ввода и вывода внутреннего стержня из охватывающего стержня. Согласно альтернативным вариантам реализации настоящего изобретения, для получения натяжного усилия могут быть применены иные, чем контейнер 614 или пневматический цилиндр 612, устройства; например, для поддержания натяжения вкладыша 110 могут использоваться пружина или иное устройство типа пружины, или винтовое натяжное устройство, такое как барашковая гайка на резьбовой стойке типа болта. На фиг.24 изображено устройство для натяжения вкладыша, содержащее барашковую гайку на резьбовой стойке типа болта, согласно вариантам реализации настоящего изобретения. На основании приведенного здесь описания любой специалист в данной области техники может определить различные конфигурации, которые могут быть использованы для создания натяжения вкладыша 110 путем оттягивания зажима 106 вкладыша по направлению от трубы 100.

После того как вкладыш 110 протянут через трубу 100 и прикрепят к зажимам 106 вкладыша с обоих концов, выход 522 может быть закрыт крышкой и/или закупорен, а ко входу 210 может быть присоединено откачивающее устройство. Это откачивающее устройство служит для откачивания из вкладыша текучей среды (такой как воздух), сжимая вкладыш 110. Вкладыш втягивается в себя, образуя внутри трубы 100 V-образное или U-образное поперечное сечение. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, ко входу 210 торцевой пластины 208 или ко входу 522 торцевой пластины 524 может быть присоединен воздушный эжектор, который может быть использован для создания внутри вкладыша 110 частичного разрежения, вызывая схлопывние вкладыша 110 с образованием нужной конфигурации канавки или желоба. Натяжение вкладыша 110 может быть снято и/или ослаблено для того, чтобы допустить схлопывание вкладыша 110 во время откачивания, а затем возобновлено для нанесения цементного раствора.

Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, вместо крышки или заглушки к выходу 522 может быть присоединен вакуумметр для того, чтобы определить, что разрежение достигло заднего конца 522 и вкладыш 110 откачан по всей длине. Обнаружено, что эта операция создания разрежения во вкладыше 110 во время закачивания цементного раствора способствует улучшению нанесения раствора по всей окружности вкладыша 110, в особенности на самых верхних участках вкладыша 110. Это объясняется тем, что при закачивании раствора между вкладышем 110 и трубой 100 в то время, когда вкладыш 110 не откачан, раствор может иметь тенденцию к сползанию при закачивании на стороны и в нижнюю часть трубы 100, оставляя на верху и на самых верхних частях вкладыша 110 более тонкий слой раствора или вообще не оставляя раствора, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

Однако, в случае, если во время закачивания раствора во вкладыше 110 создается разрежение, сплющенный вкладыш 110 стремится принять и/или сохранить V-образную или U-образную форму, в особенности тогда, когда раствор заканчивают по центру вкладыша 110. Такая V-образная в поперечном сечении форма может быть далее получена способом, которым вкладыш 110 первоначально развертывают в трубе 100; например, устройство складывания вкладыша с фиг.22 и 23 придает вкладышу 110 V-образную форму во время развертывания вкладыша 110 в трубе 100. Таким образом вкладыш 110 образует желоб, по которому цементный раствор может поступать в трубу 100, обеспечивая таким образом улучшенное нанесение раствора между верхними частями вкладыша 110 и трубы 100. Такой желоб мешает также сползанию раствора на стороны и в нижнюю часть трубы до тех пор, пока через вкладыш 110 не пройдет проходной поршень 504, отжимая таким образом вкладыш 110 во все стороны трубы 100 и равномерно распределяя раствор. Согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения, откачивание может быть применено на участке между вкладышем 110 и трубой 100 для дальнейшего продвижения потока раствора от переднего конца 101 к заднему концу 502. Такое откачивание может быть применено, например, возле заднего конца 502 через выход 522; согласно некоторым вариантам реализации настоящего изобретения такое откачивание между вкладышем 110 и трубой 100 может быть применено в дополнение или вместо откачивания внутри вкладыша 110.

Для связывания вкладыша 110 и трубы 100 согласно вариантам реализации настоящего изобретения могут быть применены различные цементные растворы и/или вяжущие смеси.