CN102422068A - 用于修补挠性纤维增强管子的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的实施例涉及修补挠性管子的一个或更多的实施例和方法。公开了一种用于修补包括多个层叠的材料条带的螺旋地缠绕的叠层的被损坏的挠性的纤维增强的管子的方法。所述方法包括：从损坏位置移除已存在的叠层的一部分；磨将被安装在所述损坏位置处的替换叠层的表面；涂敷粘结剂至所述替换叠层的磨后的表面上；将替换叠层安装至所述损坏位置；用所述涂敷的粘结剂粘结所述替换叠层至剩余的已存在的叠层和在所述替换叠层之上安装替换护套。

Description

用于修补挠性纤维增强管子的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年3月11日申请的美国申请61/159,373的优先权。

技术领域

本发明公开内容涉及用于海底或陆地上传输石油或其它流体的挠性复合管和用于修补其的方法。

背景技术

可以由复合物带叠层部分地形成复合物的挠性。可以由多个薄带条形成复合物带叠层。之后可以将复合物带叠层螺旋地缠绕到管结构上。在操作期间，可能损坏管子，其可能导致生产和/或操作的停止，使得可以修补或更换被损坏的管子。

发明内容

在一个方面中，本发明公开内容涉及一种修补挠性管子的一个或更多的实施例和方法。公开了一种用于修补包括多个层叠的材料条带的螺旋地缠绕的叠层的被损坏的挠性的纤维增强的管子的方法。所述方法包括：从损坏位置移除已存在的叠层的一部分；磨将被安装在所述损坏位置处的替换叠层的表面；涂敷粘结剂至所述替换叠层的磨后的表面上；将替换叠层安装至所述损坏位置；用所述涂敷的粘结剂粘结所述替换叠层至剩余的已存在的叠层和在所述替换叠层之上安装替换护套。

附图说明

结合附图，将从下述描述更加明白本发明的公开内容的特征。

图1显示复合挠性管的等距视图。

图2至7显示根据本发明的公开内容的一个或更多的实施例的用于修补挠性管的程序的多个流程图。

图8显示根据本发明的公开内容的一个或更多的实施例的被修补的管子的示意横截面视图。

图9A-9C显示根据本发明的公开内容的一个或更多的实施例的复合物挠性管的示意横截面视图。

图10A-10C显示根据本发明的公开内容的一个或更多的实施例的复合物挠性管的示意横截面视图。

图11A-11C显示根据本发明的公开内容的一个或更多的实施例的复合物挠性管的示意横截面视图。

图12A-12C显示根据本发明的公开内容的一个或更多的实施例的复合物挠性管的示意横截面视图。

具体实施方式

将在下文通过参考附图对根据本发明公开内容的实施例的挠性管和修补挠性管的方法进行说明。

本发明公开内容可以包括类似于于2000年4月24日申请的美国专利号6,491,779题目为“Method of Forming a Composite TubularAssembly”、于2002年9月27日申请的美国专利No.6,804,942题目为“Composite Tubular Assembly and Method of Forming Same”以及于2005年5月6日申请的美国专利No.7,254,933题目为“Anti-collapse Systemand Method of Manufacture”中所公开的复合物管的修补方法，在此处通过参考将其全部内容并入本文中。所述方法还可能适合于修补任何粘合(bonded)的或非粘合(unbonded)的挠性管结构，其采用用于箍增强和/或张力增强的复合材料。

在安装和使用期间，挠性管的外部可能发生损坏。通常，可能是在外护套下面的箍或张力增强层损坏。本发明公开内容的一个或更多的实施例涉及修补程序，该修补程序涉及原位地修补复合挠性管的箍或张力增强层，由此减小设备可能被耽误的制造和/或操作的时间量。

最初参考图1，显示了复合物挠性管10的等距视图。管结构12可以在第一方向上被用复合物带叠层14的第一层螺旋地缠绕，且还被在相反方向上相对于叠层14反向地缠绕的复合物带叠层16的第二层螺旋地缠绕。抗磨损层18可以设置在叠层14和叠层16之间，护套20可以覆盖管10的多个层以提供外部保护。虽然图1示出了相对简单的复合物管结构10，但是本领域技术人员将认识到，复合物管10可以包括另外的和/或不同的层，包括衬垫、箍应力增强层、耐磨损层、润滑层、张力增强层、抗挤压层、隔膜和/或可以包含在复合物挠性纤维增强管中的任何其它的层。

堆叠层102和104可以包括层叠材料的螺旋形缠绕叠层。叠层可以由非金属的纤维增强带制成，其可以被层叠和粘合在一起以作为单个结构构件。叠层的单个层可以包括UD(单向的)带或其它的结构和/或增强的带。

可以在外护套和一个或更多的螺旋缠绕的叠层的层(它们可能包括箍和/或张力增强层的)被损坏时，执行如在本发明公开内容的实施例中所描述的修补方法。

通常，参考图2，本发明的实施例可以包括移除已损坏的叠层100的工艺、安装替换叠层200的工艺以及密封和/或覆盖已损坏的区域300的工艺。如果原位地执行修补，可以从管子的已损坏的段移除任何或所有可操作的或安装的负载，其可能包括压力负载、弯曲负载、张力负载、扭矩负载和/或可以作用到管子的已损坏的区域上的任何其它负载。另外，复合物管子可以被使得稳定，且任何存储的能量可以被释放和/或控制，管可以被移除而不使用，可以启动所有阀和流动防止装置和/或方法。

可以对贯穿本发明公开的内容的下述术语做出参照。带叠层(tapestack)表示可以连接至管子且可以形成管结构的复合材料的叠层。如所提及的，带叠层可以包括一个或更多的非金属纤维增强的带。未被损坏的叠层表示仍然连接至管子但是还没有被损坏的带叠层。未被损坏的叠层可以包括已经从其上移除损坏的部分的带叠层。已损坏的叠层表示可能已经遭到损坏的带叠层的一部分。替换叠层(replacement stack)表示与带叠层的构成相同或相类似的复合材料的叠层。替换叠层的长度可以是带叠层长度的一部分。阻挡带(barrier tape)可以是可以允许可能处于阻挡带层的每一侧上的层之间的相对运动的带。阻挡带还可以提供对其可能被置于的表面的保护。

另外，U形带可以由与阻挡带的相同的带制成，或可以是诸如“Z”形的不同的带，或在复合物挠性管子的制造中所使用的“Z形带”。U形带可能不必在制造时具有“U”形，但是可以被操纵形成“U”形。因此，U形带可以由一卷带或多片带来提供，且之后在安装期间被操纵成“U”形。单个条带可以是组成带叠层或替换叠层的材料的单个条带，诸如UD带的条带或其它的纤维增强的非金属带条带。如上文所述，带叠层和替换带可以由类似于单个条带的多个层制造。保护层可以是带层或被涂覆的浆料(applied paste)、凝胶体(gel)或可以提供密封层和/或粘结层的其它材料，或可以由阻挡带制成。护套可以由挤出材料制成，且替换护套可以是护套的一部分。可以将替换护套焊接至管子的未被损坏的外护套。替换护套还可以是从外部置于未被损坏的护套的螺旋形带缠绕件，从而覆盖已损坏的段。替换护套还可以是从外部置于未被损坏的护套上的热收缩管子或热收缩缠绕件，从而覆盖已损坏的段。保护性外部缠绕件可以是置于管子的表面上的带层，或可以是收缩缠绕件和/或自粘结带，诸如乙烯丙烯共聚物带(ethylene propylene copolymer tape)。粘结剂可以是环氧物、环氧树脂、和/或其它的粘结剂和/或本领域已知的材料。

现在参考图3，将描述根据本发明的一个或更多的实施例的移除已损坏的叠层100的示例性的过程。具体地，可能被损坏的外护套可以在步骤105被移除。为了在损坏的位置移除适量的护套，可以将缠绕件置于在将被移除的区域上和/或下的管子的表面上。缠绕件可以用于用作整个所述修补过程的用于标记和切割的引导件。粉笔、蜡笔或其它适合的标识可以被制造到管子的外部上，以构略或区别期望的修补区域。为了移除外护套，可以使用热封刀(hot knife)来切断外护套的材料。可替代地，圆锯、多用途刀或其它的切割设备可以被用于切掉外护套的被损坏的区域。在切入到护套中时，可以期望切口不会切割的太深和不会碰到护套下面的第一层。在移除护套的任何被损坏的部分之后，可以形成护套窗口。护套窗口可以由未被损坏的护套的边缘来限定，其保持围绕管子的被损坏的区域。护套窗口可以允许接近管子的被损坏的层。此外，护套窗口的边缘可以在远离被损坏的叠层的一距离处。所述距离可以使得允许对带叠层的未被损坏的部分(即未被损坏的叠层)进行一些操纵。

接下来，在步骤110，可以是在护套下面的第一层的保护层可以被从被损坏的位置附近移除。外部层可以是抗扭转层，其可以包括粘结带，诸如在复合物挠性带的制造中所用的Z形带。可以保留该层的边界，使得可以在护套窗口中暴露该层的边缘。例如，一英寸的边界可以保留是可见的，且覆盖和保护在护套窗口中的未被损坏的叠层。然而，本领域技术人员将认识到，被暴露的外层的量可以变化，且可以甚至被从护套窗口完全地移除，而不背离本发明的公开内容的范围。

在步骤115中，可以移除带叠层的被损坏的部分(即被损坏的叠层)。在特定实施例中，仅被损坏的部分可以被移除，使得所保留的可以是直接地保持成连接至管子的叠层的被暴露的部分的部分段(即未被损坏的叠层)。可以使用切割工具来移除被损坏的叠层。切割工具可以是圆锯、可旋转的切割轮子或任何可以切断带叠层的本领域中已知的任何其它切割工具。在特定的实施例中，在移除了已损坏的叠层时，四英寸或更多英寸的未被损坏的叠层可以保持在护套窗口中是可见的，以被操纵。另外，相邻的被损坏的叠层的切口可以被制成沿着制造了切口的位置之间的带叠层的长度的一定量的间距或直线距离。本领域技术人员将认识到，已暴露的带叠层的长度可以变化成大于或小于四英寸，而不背离本发明的公开内容的范围。

最终，在步骤120中，可以在移除被损坏的叠层之后，对损坏位置进行清洗。损坏位置可以用溶剂、清洁的压缩空气、酒精擦拭和/或可以移除灰尘和其它颗粒和准备用于损坏位置修补的任何其它的清洗剂或装置。损坏位置还可以用湿气吸收布、强制的空气对流(具有或没有加热的空气)或其它本领域中已知的其它干燥装置来干燥。

现在参考图4，根据本发明一个或更多的实施例描述替换的叠层的安装。在图4中详细描述的示例性实施例中，将描述安装替换叠层200A的过程。

在第一步骤202中，可以将替换叠层的长度切割成一尺寸。可以被移除的每一被损坏的叠层使定制的替换叠层被切割以进行装配。因此，替换叠层可以装配到有被移除的已损坏的叠层所生成的空处。此外，可以切割多个长度的U形带。U形带可以是扁平带的，其可以具有一直线长度和宽度，该直线长度可以是沿着带叠层的长度的长度，该宽度可以是设计成围绕被修补的带叠层进行缠绕的宽度。每一替换叠层可以切割一段U形带，以具有一尺寸。U形带的直线(即轴向)长度可以延伸长于它们可以对应的替换叠层。例如，特定替换叠层的U形带可以是比它可能所对应的替换叠层长约8英寸。另外，可以切割多个长度的单个条带成与U形带的长度相同。每一替换叠层可以具有两个对应的单个条带。本领域技术人员将认识到，可以在不背离本发明公开内容的范围的情况下可以改变U形带和单个条带的长度。此外，U形带和单个条带可以具有不同的长度，使得一个在沿着叠层的长度上可以比另一个长。

接下来，在步骤204中，所有的接触表面可能被磨，以允许在修补程序期间在不同的元件之间进行清洁的粘合。接触表面可以包括U形带的表面、单个条带的两侧、替换叠层的所有侧面以及未被损坏的叠层的表面。可以通过物理或化学过程进行磨。物理磨可以由磨砂、研磨、锉或其它物理磨工具或方法来实现。化学磨可以由化学品来实现，其可以蚀刻复合物材料的表面。在磨之后，损坏位置可以被清洗，如上文所述，其可以允许在修补过程期间具有用于粘合的清洁的接触表面。

接下来，在步骤206中，可以提起未被损坏的叠层以暴露在下面的管子的未被损坏的部分。将被提起的未被损坏的叠层的长度可以对应于U形带超过其对应的替换叠层的长度的另外的长度。另外的长度可以是U形带和单个条带可能与未被损坏的叠层所具有的重叠距离。例如，如上文所述，U形带可以切割成比对应的替换叠层长8英寸，因此未被损坏的叠层的每一侧可以被提起至少4英寸以容纳U形带的全部长度，且由此针对未被损坏的叠层的每一侧产生4英寸的重叠距离。因此，在步骤208中，U形带可以放置在提起的未被损坏的叠层的下面。针对于被暴露的未被损坏的叠层的每一段的重叠距离可能由于U形带的延长长度而存在。

接下来，在步骤210中，第一单个条带可以放置在U形带内、在提起的未被损坏的叠层的下面和平行于带叠层的方向。粘结剂可以涂敷在第一单个条带和将第一单个条带放置其内的U形带之间。因此，可以在第一单个条带和U形带之间形成粘合。

在步骤212中，可以释放未被损坏的叠层。可以将粘结剂涂敷至未被损坏的叠层和/或第一单个条带的底侧，使得可以在第一单个条带和未被损坏的叠层之间形成粘合。

接下来，在步骤214中，可以将替换叠层放置在U形带内的第一单个条带上，且在未被损坏的叠层的端部之间，从而限定了表示被移除的已损坏的叠层的空处。可以在第一单个条带和替换层之间涂敷粘结剂，使得可以在所述两个元件形成粘合。替换叠层可以放置在U形带的中心，使得被修补的带叠层的连续段可以被形成，其可以包括分离的未被损坏的叠层和放置在其之间的替换叠层。

在步骤216中，可以将第二单个条带放置在替换叠层的表面上，且可以延伸超过未被损坏的叠层的表面一重叠距离。可以将粘结剂涂敷到这些层之间，使得可以在它们之间形成粘合。可以放置第二单个条带，使得可以在重叠长度的任一方向上可以延伸额外的长度。

最终，在步骤218中，U形带可以被折叠和/或封闭，使得可以形成单个连续的被修补的带叠层。可以将粘结剂涂敷至U形带的内表面和/或第二单个条带的顶表面，由此在所述层之间形成粘合。

可以针对于每一被损坏的叠层重复步骤202至218。

在图8、9A-9C和12A-12C中显示根据本发明公开内容的实施例的被修补的带叠层的横截面视图，尤其是过程200A，其将在下文被描述。

现在将参考图5和关于安装替换叠层的修补过程200B讨论根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的可替代的示例性过程。

在第一步骤232中，类似于过程200A的步骤202，可以切割替换叠层成某一尺寸。另外，U形带和单个条带可以被切割成具有用于每一替换叠层的尺寸。类似于上文所述的，可以切割U形带和单个条带一重叠距离。另外，U形带和单个条带可以是相同的长度或不同的长度。

在步骤234中，可以装配替换组件(参见图12A)。可以磨替换叠层的表面。另外，可以磨单个条带的表面。可以通过涂敷粘结剂至替换叠层的磨表面和单个条带的接触表面，来构造替换组件。可以将单个条带置于替换叠层的顶部和底部，由此形成大致“I”形状，其中替换叠层可以是中心体，两个单个条带可以在每一方向上延伸所述重叠距离。

在步骤236中，可以提起未被损坏的叠层以在过程200A的步骤208中如上文所述地暴露管子的未被损坏的部分。

接下来，在步骤238中，U形带可以放置在提起的未被损坏的叠层的下面，使得U形带可以在未被损坏的叠层的每一暴露的端部下面延伸重叠距离。

在步骤240中，可以在U形带中放置在步骤234中构造的替换组件。可以将粘结剂涂敷至替换组件和/或U形带的底部，使得可以在所述两者之间形成粘合。

接下来，在步骤242中，可以提起替换组件的顶部单个条带中的每一端部，使得可以在步骤244中(参见图12B)释放未被损坏的叠层。之后，在步骤246中，可以释放提起的顶部单个条带的每一端部，由此产生具有连续的长度的被修补的带叠层，其可以包括替换组件和未被损坏的叠层(参见图12C)。另外，可以在单个条带和未被损坏的叠层的被提起的部分之间涂敷粘结剂，以在它们之间形成粘合。

最终，在步骤248中，可以将粘结剂涂敷至U形带，且它可以被密封，由此产生修补的带叠层。

可以针对于被损坏的叠层重复步骤232-248。

在图8和9A-9C中显示根据本发明公开内容的实施例的修补的带叠层的横截面视图，尤其是过程200B，其在下文将被描述。

现在将参考图6和关于安装替换叠层的修补过程200C讨论根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的可替代地示例性过程。

在第一步骤262中，可以切割多个长度的替换叠层成一尺寸。可以被移除的每一被损坏的叠层可以切割成定制的替换叠层以进行装配。替换叠层可以切割成延伸大于由移除的被损坏的叠层所产生的空处的长度。例如，替换叠层的长度可以切割成大于由被损坏的叠层的移除所生成的空处8英寸。然而，本领域技术人员将认识到，与所述空处相比，替换叠层的额外的长度可以在不背离本发明公开内容的范围的情况下改变，且具体地不限于额外的8英寸。此外，对于过程200A中的步骤202，如上文所述，切割多个长度的U形带和单个条带。多个长度的U形带和单个条带可以长于替换叠层的长度。

接下来，在步骤264中，可以磨未被损坏的叠层和替换叠层以形成阶梯台阶接合表面，如图10B和10C所示。因此，在替换叠层和未被损坏的叠层之间的接触表面可以被增加，其可以允许在替换叠层和未被损坏的叠层之间的较强的粘合。替换叠层可以被磨以匹配对应的未被损坏的叠层中的阶梯台阶图案，其可以优化接触表面。可以用适合的磨工具进行所述磨，其可以被磨穿过带叠层中的多个层。

另外，可以磨所有接触表面，其可以在修补程序期间允许不同的元件之间的牢固的粘合。接触表面可以包括U形带的表面、单个条带的两侧、替换叠层的所有侧面以及包括阶梯台阶的部分的未被损坏的叠层的表面。可以用物理或化学方式进行磨。在磨之后，可以清洗损坏位置，如上文所述，其可以允许在修补过程期间具有用于粘合的清洁接触表面。

接下来，在步骤266中，可以提起未被损坏的叠层以暴露在下面的管子的未被损坏的部分。将被提起的未被损坏的叠层的长度可以对应于U形带超过其对应的替换叠层的长度的额外的长度。额外的长度可以是U形带可以与未被损坏的叠层的重叠距离，如上文所述。

接下来，在步骤268中，U形带可以放置在提起的未被损坏的叠层的下面，且可以覆盖在重叠件上的距离。

接下来，在步骤270中，第一单个条带可以放置在U形带内，在提起的未被损坏的叠层的下面。可以将粘结剂涂敷在第一单个条带和将第一单个条带放置其内的U形带之间。因此，可以在第一单个条带和U形带之间形成粘合。

在步骤272中，可以释放未被损坏的叠层。可以将粘结剂涂敷至未被损坏的叠层和/或第一单个条带的底侧，使得可以在第一单个条带和未被损坏的叠层之间形成粘合。

接下来，在步骤274中，可以将替换叠层放置在U形带内的第一单个条带上，且在未被损坏的叠层的端部之间，其限定了表示被移除的被损坏的叠层的区域。阶梯台阶表面可以接触。可以在第一单个条带和替换叠层之间涂敷粘结剂，使得可以在所述两个元件之间形成粘合。替换叠层可以放置在U形带的中心，使得可以形成被修补的带叠层的连续段，其可以包括分离的未被损坏的叠层和放置在其之间的替换叠层。另外，可以将粘结剂涂敷在未被损坏的叠层和替换叠层之间，使得阶梯台阶的所有表面可以彼此粘合。

在步骤276中，可以将第二单个条带放置在替换叠层的表面上，且可以延伸超过未被损坏的叠层的表面所述重叠距离。可以将粘结剂涂敷在这些层之间，使得可以在它们之间形成粘合。第二单个条带可以被放置，使得额外的长度可以在任一方向上延伸所述重叠长度。

最终，在步骤278中，U形带可以折叠和/或封闭，使得可以形成单个连续的被修补的带叠层。可以将粘结剂涂敷至U形带的内表面和/或第二单个条带的顶表面上，由此在所述层之间形成粘合。

在图10A-10C中显示根据本发明公开内容的实施例的修补带叠层的横截面视图，尤其是过程200C，其将在下文被描述。

另外，关于示例性的过程200A，200B，和200C，虽然可以原位地执行所述程序，但是如果提前已知所期望的长度，可以在到达损坏位置之前执行对替换叠层、U形带和单个条带的长度的切割。另外，同理，如果提前已知所述尺寸，那么可以提前装配程序200B中的替换组件。在本发明公开内容的一个或更多的实施例中，可以从一段管子获取替换叠层和/或外护套修补材料，其被以与可能被修补的管子相同的尺寸和材料要求制造。

现在将参考图7描述被修补的损坏位置300的覆盖过程。在步骤305中，可以切割替换护套，以装配损坏位置的暴露表面，其可以装配至护套窗口。如果在到达损坏位置或在修补过程期间的任何时间之前已知所述尺寸，那么这可以提前进行。可替代地，可以将被损坏的护套用作模板，以切割替换护套，如果可以利用的话。

在步骤310中，可以将保护层放置和/或密封到修补的损坏位置之上。保护层可以由阻挡带制造。

在步骤315中，可以将替换护套放置在修补的损坏位置之上。替换护套可以放置在护套窗口中以用于安装。此外，替换护套可以被压缩到护套窗口中。可以利用在系紧带上的棘轮机构或本领域中已知的其它压缩方式来实现所述压缩。

一旦保持在适合的位置上，在步骤320中护套可以被密封至管子上。密封可以通过焊接、挤压材料和/或其它密封方法或方式制造。具体地，可能存在于替换护套和护套窗口之间的接缝可以被密封。焊接可以通过热刀、热枪、喷灯、热塑性焊接器或任何其它的可以允许塑性焊接的工具来实现。在焊接之后，可以允许冷却焊接处。在冷却时，可以避免主动的淬火。可以通过挤压枪来进行所述挤压，其可以挤压塑料原料或其它塑料或密封材料。之后可以移除压缩系紧带。之后可以密封任何剩下的未密封的接缝。可压缩的系紧带之后可以被再次置于至修补的损坏位置上以压缩护套和叠层组件。

最终，在步骤325中，可以围绕修补的损坏位置设置保护性外部缠绕件。可以在设置保护性外部缠绕件之前，移除可压缩的系紧带。另外，在可以设置了保护性外部缠绕件之后，系紧带可以被再次安装以施加压缩至缠绕件、护套以及叠层组件。

现在参考图8，将描述根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的示例性完整的修补的横截面示意图(未按比例示出)。可以根据本发明公开内容的一个或更多的实施例来修补被修补的带叠层800。因此，一段未被损坏的管子801可以形成修补的段的基底。未被损坏的管子801可以包括复合物挠性管子的多个层，如上文所述。

U形带802可以是与未被损坏的管子801的表面接触的第一层。接下来，第一单个条带803可以位于U形带802的顶部上。与第一单个条带803接触的可以是替换叠层804和未被损坏的叠层805的部分。如上文所述，可以提供重叠距离810和811以允许连续的修补带叠层和可以提供针对修补的带叠层的结构增强。此外，重叠距离810和811可以在未被损坏的叠层805的每一侧上延伸相同或不同的距离。本领域技术人员将认识到，第一单个条带803可以在不背离本发明的范围的情况下被省略。

可以在替换叠层804和未被损坏的叠层805之上设置第二单个条带806。在第二单个条带806之上的U形带802可以在替换叠层804、未被损坏的叠层805以及单个条带803和806的上方可以被折叠和/或密封或封闭或紧固。接下来，保护层807可以置于到叠层组件上，以密封管子内的替换叠层。

之后替换护套808可以覆盖替换叠层和修补区域。最终，可以将保护性外部缠绕件809在损坏位置处置于至管子的表面上，以进一步密封和保护被修补的损坏位置。

可以在每一层之间涂敷粘结剂。涂敷粘结剂可以在可以涂敷粘结剂的表面被磨之前。磨可以是化学或物理磨。

现在，参考图9A-9C，显示根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的修补过程的横截面示意图。尤其是，图9A-9C可以示意性地表示根据过程200A和200B的修补过程的横截面视图。

图9A显示损坏的叠层900和叠层920的示意图。仅显示出损坏的叠层，从示意图中省略了管子的其它层。叠层920可以具有损坏的段921，其可以包括对带叠层920的多个层的损坏。

图9B显示在修补过程期间的带叠层900的视图。具体地，未被损坏的叠层905可以限定损坏的叠层922的区域。损坏的叠层922可以通过根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的过程来移除。

图9C显示根据本发明公开内容的一个或更多的实施例所修补的带叠层900。具体地，未被损坏的叠层905和替换叠层904可以限定修补的带叠层900的连续的长度。修补的带叠层900可以被第一单个条带903和第二单个条带906束缚和支撑。此外，如图所示，单个条带903和906可以包括重叠距离910和911。

现在参考图10A-10C，示出根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的修补过程的横截面示意图。具体地，图10A-10C可以示意性地表示根据过程200C的修补过程的横截面视图。

图10A类似于图9A所显示的，显示包括叠层1020和被损坏的段1021的带叠层1000的示意图。

图10B显示在修补过程期间的带叠层1000的视图。具体地，未被损坏的叠层1005可以限定损坏的叠层1022的段。损坏的叠层1022可以通过根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的过程来移除。还在图10B中显示的是阶梯台阶的未被损坏的叠层1005。

图10C显示根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的修补的带叠层1000。具体地，未被损坏的叠层1005和替换叠层1004可以限定被修补的带叠层1000的连续的长度。被修补的带叠层1000可以被第一单个条带1003和第二单个条带1006束缚和支撑。另外，如图所示，单个条带1003和1006可以包括重叠距离1010和1011。还在图10C中显示的是阶梯台阶的替换叠层1004，其可以接触阶梯台阶的未被损坏的叠层1005。

现在参考图11A-11C，显示根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的修补过程的横截面示意图。具体地，图11A-11C可以示意性地表示沿着带的长度所观察到的修补过程的横截面视图。具体地，图11A-11C显示所设置的U形带。

图11A显示包括底部单个条带1103、替换叠层1104和顶部单个条带1106的替换叠层1115。替换叠层放置在U形带1102内。

图11B显示根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的密封的U形带1102。具体地，U形带1102可以围绕替换叠层1115进行缠绕。U形带1115可以切割长度，使得在替换叠层1115的高度上有最小的增加。相比，在图11C中，可以完全地缠绕U形带1102，以便于最大化接触表面。然而，如图11C所示，可能增加了替换叠层的高度。此外，本领域技术人员将认识到，在不背离本发明公开内容的范围的情况下，可以实现其它的重叠长度和高度增加。

现在，参考图12A-12C，显示根据本发明公开内容的一个或更多的实施例的修补过程的横截面示意图。具体地，图12A-12C可以示意性地表示根据过程200B的修补过程的横截面视图。

图12A示出替换组件1200的截面，其可以包括替换叠层1204、顶部单个条带1206以及底部单个条带1203。替换叠层1204、顶部单个条带1206和底部单个条带1203可以在安装之前被用环氧树脂粘合在一起。

图12B显示被提起的顶部单个条带1206的两端，以允许未被损坏的叠层1205放置成与底部单个条带1203和替换叠层1204接触(且被粘合至它们上)。图12C显示完整的修补的叠层，顶部单个叠层1206粘合至未被损坏的叠层1205的顶部。

上述概略对几个实施例的特征进行了说明，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明公开内容的方面。本领域技术人员将认识到，他们可以容易地使用本发明公开内容，作为设计或修改其它用于执行相同的目的和/或实现在此处引入的实施例的相同的优点的过程和结构的基础。本领域技术人员应当认识到，这样的等同构造不背离本发明公开内容的精神和范围，且在不背离本发明公开内容的精神和范围的情况下它们可以进行此处的各种改变、替换以及更换。

有利地，此处公开的实施例允许原位地修补复合物管子，而被损坏的复合物管子之前将必须被完全地替换且损坏的金属管子将有利地被焊接修补。因此，此处公开的实施例允许特定类型的复合物管子(例如由带叠层制成的复合物管子)接近关于可补救性方面与金属管子相同的水平，由此允许更加广泛地采用由材料的层叠条带的螺旋形缠绕的叠层制造的这样的复合物管子。

有利地，可以原位地执行根据此处公开的一个或更多的实施例的执行的修补。此外，可以通过用容易地可利用的工具和部件原位地执行公开的程序的能力很大地减小装配的停机时间。

有利地，因为至多两个单个条带可以在修补过程期间被增加至带叠层，所以在损坏位置处的管子的直径上仅可能有略微增加。小的增加可能允许管子如其未被损坏那样发挥作用，且可以允许平滑和连续的管子段，其可以与原始的未被损坏的管子那样坚固，或比其坚固。此外，可以使用诸如环氧树脂的粘合材料，可以增加额外的单个条带，同时在替换叠层和未被损坏的叠层之间具有大的接触表面积，复合物管子的强度可以与原始的未被损坏的管子那样坚固或比其坚固。

虽然已经关于有限数量的实施例呈现出所述公开内容，但是本领域技术人员将受益于这一公开内容的情况下，将认识到可以设计其它的实施例，其不会背离本发明公开内容的范围。因此，仅应当通过随附的权利要求来限制本发明的范围。

Claims (21)

1.一种用于修补包括多个层叠的材料条带的螺旋地缠绕的叠层的挠性的纤维增强的管子的方法，所述方法包括：

从损坏位置移除已存在的叠层的一部分；

磨将被安装到所述损坏位置处的替换叠层的表面；

涂敷粘结剂至替换叠层的磨后的表面上；

将所述替换叠层安装至所述损坏位置；和

用所述涂敷的粘结剂粘结所述替换叠层至剩余的已存在的叠层。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述替换叠层之上安装替换护套。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述替换叠层的下面安装第一单个材料条带，其中所述第一单个材料条带的长度延伸至第一重叠距离；和

在所述替换叠层之上安装第二单个材料条带，其中所述第二单个材料条带的长度延伸第二重叠距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述安装替换叠层的步骤包括：

在未被损坏的部分下面设置U形带，且覆盖所述损坏位置一个叠层的宽度；和

围绕所述第一单个材料条带、所述替换叠层以及所述第二单个材料条带密封或封闭或紧固所述U形带。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

磨所述U形带、所述第一单个材料条带、所述第二单个材料条带以及所述替换叠层中的至少一个的接触表面；和

涂敷粘结剂至磨后的表面中的一个或更多个上，以允许在所述接触表面之间进行粘合。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

磨所述已存在的叠层的至少一个暴露的端部以形成阶梯台阶表面；和

磨所述替换叠层的至少一个端部，以形成与所述已存在的叠层的阶梯台阶表面相对应的对应的阶梯台阶表面。

7.根据权利要求1所述的方法，其中磨后的接触表面包括物理和化学磨中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

切掉在所述损坏位置附近或周围的所述管子的外部护套；

从所述损坏位置移除损坏的叠层的部分；

磨所述损坏位置的暴露表面；

将覆盖U形带安装在所述损坏位置；

将所述替换叠层放置在所述覆盖U形带中；和

封闭或紧固在所述替换叠层上的所述覆盖U形带。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述损坏位置的暴露表面包括所述管子的至少四英寸的未被损坏的叠层。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述安装所述替换护套包括将所述替换护套塑性焊接至所述管子的表面。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述安装所述替换护套包括挤压塑料材料以密封所述替换护套至所述管子的表面。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括用保护层在所述损坏位置附近或周围覆盖管子。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述保护层包括乙烯丙烯共聚物带。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述安装替换条带包括：

弯曲和固定远离所述损坏位置的所述管子的未被损坏的叠层；

涂敷环氧树脂至在弯曲的未被损坏的叠层的底侧的替换叠层；

释放所述被弯曲的未被损坏的叠层；和

涂敷环氧树脂至在释放的未被损坏的叠层的上侧的替换叠层。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述修补被原位地进行。

16.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在执行所述修补之前从所述管子移除张力负载、压缩负载和内部压力负载中的至少一种。

17.根据权利要求1所述的方法，还包括在安装所述替换叠层之前将阻挡带置于未被损坏的叠层，所述未被损坏的叠层通过被损坏的叠层的被移除的已损坏的部分所暴露。

18.根据权利要求1所述的方法，还包括在安装所述替换护套之前将阻挡材料置于被安装的替换叠层。

19.根据权利要求1所述的方法，其中所述替换叠层包括在其附近或周围缠绕的保护带。

20.一种修补包括多个层叠的材料条带的螺旋形缠绕叠层的挠性纤维增强的管子的方法，所述方法包括：

移除已损坏的叠层；

将第一单个条带安装在由被移除的已损坏的叠层所生成的空处中；

将替换叠层安装在由所述被移除的已损坏的叠层所生成的空处中；和

将第二单个条带安装在所述替换叠层之上。

21.根据权利要求19所述的方法，还包括围绕所述第一单个条带、所述替换层以及所述第二单个条带安装U形带。

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