本发明涉及埋地管道防腐补强装置技术领域，是一种软管穿插埋地管道防腐补强装置及埋地管道修复方法。
背景技术
油气田埋地管道承担着油田产出液--油气水的输送任务，随着服役时间的延长，油田开采进入中后期，产出液含水量不断上升，埋地管道腐蚀加剧，腐蚀穿孔频频发生，造成环境污染，存在安全隐患；同时埋地管道内壁减薄，耐压等级降低，不能满足运行压力要求。解决埋地管道腐蚀治理问题成为当务之急，目前常用的方法有风送挤涂内涂层技术、hdpe塑料管穿插技术、cipp软管翻转技术等，前两种技术不能对管道进行补强，需对腐蚀穿孔点进行修补后方可进行施工；后一种技术虽然能对埋地管道进行补强，但一次性施工施工长度较短仅300m-500m，对于开挖作业坑不方便的管线不适合，不能满足长距离非开挖施工要求。
技术实现要素：
本发明提供了一种软管穿插埋地管道防腐补强装置及埋地管道修复方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决当前治理埋地管道腐蚀方法不能同时补强或者能补强但施工长度较短不能满足长距离非开挖施工要求的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种软管穿插埋地管道防腐补强装置，包括导轮、增强软管、防护垫、牵引头、牵引绳和牵引机；至少一个的导轮呈直线布置，在呈直线布置的导轮上置有可以顺着导轮行走的增强软管，在导轮前方设置有向下倾斜的截面呈弧形的防护垫，导轮前方的增强软管置于防护垫上，在增强软管的前端固定安装有牵引头，牵引头的前端与牵引绳的一端固定安装在一起，牵引头水平方向的前方设置有定滑轮，增强软管的上方设置有牵引机，牵引绳的另一端绕过定滑轮盘绕到牵引机的转盘上。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述增强软管为三层结构复合，增强软管的内层为防腐抗渗层，防腐抗渗层的材料为聚氨酯、聚乙烯、聚偏四氟乙烯或尼龙66，增强软管的中间层为增强层，增强层为纤维编织软管，增强层的材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或维纶纤维，增强软管的外层为耐磨层，耐磨层的材料为超高分子量聚乙烯。
上述防护垫的前端固定安装有横截面呈弧形的弯管，防护垫内的弧形槽与弯管内的弧形槽圆滑过渡，导轮前方的增强软管置于防护垫和弯管上。
上述在防护垫后方对应增强软管设置有能够将增强软管压成u形的u形压形机。
上述软管穿插埋地管道防腐补强装置还包括固定锚和拉力器，牵引头水平方向的前方设置有固定锚，拉力器的一端与定滑轮固定连接，拉力器的另一端固定在固定锚上。
上述在牵引机上设置有调速器。
上述在牵引头的前端安装有带有旋转机构的防扭器，防扭器的前端与牵引绳的一端固定安装在一起。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种采用根据技术方案之一所述的软管穿插埋地管道防腐补强装置进行埋地管道修复的方法，按以下方法进行：
第一步，确定需要修复的埋地管道的位置，对需要修复的埋地管道进行分段，其分段长度根据埋地管道和现场情况为20m至3000m，在需要修复的埋地管道段两端开挖作业坑，作业坑深度为埋地管道7底部以下0.5m至1.0m，宽度为埋地管道垂直投影宽度向两边外延0.5m，开挖放坡比例为1.5:1到1:1；
第二步，对需要修复的埋地管道段与整体埋地管道进行分段断割，然后对需要修复的埋地管道进行清管作业，清除管中污垢，接着在需要修复的埋地管道两端分别焊接喇叭形的导入变径口和导出变径口；
第三步，将牵引机安装在需要修复的埋地管道上方的土方上，将定滑轮设置在需要修复的埋地管道前方的作业坑内，定滑轮与需要修复的埋地管道的前端水平方向平齐，将防护垫倾斜状置于需要修复的埋地管道后方的作业坑内，将导轮置于需要修复的埋地管道的后方的作业坑后方的土方上，防护垫的前端与需要修复的埋地管道的后端相对应，防护垫的后端对应导轮的水平方向，增强软管顺着导轮、防护垫和弯管进入埋地管道中，在增强软管的前端固定安装有牵引头，牵引头的前端与牵引绳的一端固定安装在一起，牵引绳的另一端绕过定滑轮盘绕到牵引机的转盘上；
第四步，启动牵引机，设置调速器，控制牵引机的牵引速度为10m/min至20m/min，调整u形压形机上的压轮，将增强软管压成u形，通过牵引头拉动增强软管滑过防护垫和弯管后经过导入变径口插入到需要修复的埋地管道内，实时监测拉力器，观察牵引机的牵引力，保证最大牵引力小于增强软管拉断强度的80%，其增强软管拉断强度=增强软管屈服强度*增强软管横截面积；
第五步，当牵引头到达导出变径口出口时，切断需要修复的埋地管道后方多余的增强软管，穿插到埋地管道内的增强软管两端分别与导入变径口和导出变径口固定并密封，用空压机对埋地管道内的增强软管进行打压，将u形管恢复原形，复原压力为0.5mpa至1.0mpa，使增强软管紧贴到埋地管道内壁，形成管中管结构。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其将增强软管穿插到埋地管道内，形成管中管结构，软管本体耐压2.5mpa至4.0mpa，为结构性修复材料，可以对管道进行加强修复，恢复埋地管道线压力等级，并且其腐蚀性能优良，抗渗透性能好，能起到良好的隔离效果，阻止腐蚀介质对钢管的腐蚀，因此增强软管不仅可以对埋地管道腐蚀穿孔点进行修补，同时还可以增强修复后的埋地管道的管道耐压强度，隔离腐蚀介质，起到防腐补强双重作用，并且一次性施工长度长，可以达到3000m，能够有效减少管线施工作业时的分段数量，减少开挖工作量，降低对环境的破坏，同时清管作业要求低，穿插速度快，大大缩短施工作业周期，降低工程和生产成本。
附图说明
附图1为本发明实施例的工艺结构示意图。
附图2为增强软管经过u形压形机压成u形软管后的u形软管形状图。
附图3为增强软管穿插到埋地管道内形成管中管的结构图。
附图中的编码分别为：1为导轮，2为增强软管，3为防护垫，4为牵引头，5为牵引机，6为牵引绳，7为防腐抗渗层，8为增强层，9为耐磨层，10为弯管，11为u形压形机，12为固定锚，13为拉力器，14为定滑轮，15为调速器，16为防扭器，17为腐蚀穿孔点，18为需要修复的埋地管道，19为导入变径口，20为导出变径口，21为作业坑，22为放坡比例。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的，其中，下列描述中，以行走方向为标准来确定前、后的方向，行走方向的前进方为前，行走方向的后退方为后。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、3所示，该软管穿插埋地管道防腐补强装置包括导轮1、增强软管2、防护垫3、牵引头4、牵引机5和牵引绳6；至少一个的导轮1呈直线布置，在呈直线布置的导轮1上置有可以顺着导轮1行走的增强软管2，在导轮1前方设置有向下倾斜的截面呈弧形的防护垫3，导轮1前方的增强软管2置于防护垫3上，在增强软管2的前端固定安装有牵引头4，牵引头4的前端与牵引绳6的一端固定安装在一起，牵引头4水平方向的前方设置有定滑轮14，增强软管2的上方设置有牵引机5，牵引绳6的另一端绕过定滑轮14盘绕到牵引机5的转盘上。增强软管2穿插到埋地管道内，形成管中管结构见图3，增强软管2不仅可以对埋地管道腐蚀穿孔点17进行修补，同时还可以增强修复后的埋地管道的管道耐压强度，隔离腐蚀介质，起到防腐补强双重作用。加之增强软管2本体耐压强度高，可以对腐蚀减薄管道起到加强修复作用，提高管道耐压等级。增强软管2外径比埋地管道内径小2mm至5mm。导轮1、牵引头4、牵引绳6、牵引机5和定滑轮14均为现有公知技术。
可根据实际需要，对上述软管穿插埋地管道防腐补强装置作进一步优化或/和改进：
如附图1、3所示，增强软管2为三层结构复合，增强软管2的内层为防腐抗渗层7，防腐抗渗层7的材料为聚氨酯、聚乙烯、聚偏四氟乙烯或尼龙66，增强软管2的中间层为增强层8，增强层8为纤维编织软管，增强层8的材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或维纶纤维，增强软管2的外层为耐磨层9，耐磨层9的材料为超高分子量聚乙烯。增强软管2的总体厚度为3mm至6mm，直径为50mm至500mm，增强软管2的长度根据埋地管道长度要求可以为20m至3000m。
如附图1所示，防护垫3的前端固定安装有横截面呈弧形的弯管10，防护垫3内的弧形槽与弯管10内的弧形槽圆滑过渡，导轮1前方的增强软管2置于防护垫3和弯管10上。弯管10为1/4圆弧，其圆弧分别与防护垫3和导入变径口19位置的埋地管道相切，便于增强软管2顺利进入埋地管道内部。
如附图2所示，在防护垫3后方对应增强软管2设置有能够将增强软管2压成u形的u形压形机11。u形压形机11为现有公知技术，增强软管2经过u形压形机11压成u形软管后面积减小30-40%，能够保证增强软管2顺利方便的进入需要修复的埋地管道18内部，u形软管形状见图2。
如附图1所示，软管穿插埋地管道防腐补强装置还包括固定锚12和拉力器13，牵引头4水平方向的前方设置有固定锚12，拉力器13的一端与定滑轮14固定连接，拉力器13的另一端固定在固定锚12上。固定锚12和拉力器13均为现有公知技术，拉力器13一端与定滑轮14相连，另一端固定在固定锚12上，用于实时监测牵引机5的牵引力，最大牵引力控制在增强软管2的拉断强度的80%以下，软管拉断强度=软管屈服强度*软管横截面积，拉力器13量程为拉断强度的1.25倍。
如附图1所示，在牵引机5上设置有调速器15。调速器15为现有公知技术，用于调整牵引速度，其牵引速度控制在10m/min至20m/min之间。
如附图1所示，在牵引头4的前端安装有带有旋转机构的防扭器16，防扭器16的前端与牵引绳6的一端固定安装在一起。防扭器为现有公知技术中的钢丝绳防扭器或电缆防扭器或具有同等功能的防扭器装置。防扭器16可以将牵引过程产生的扭矩通过防扭器16释放，其防扭器16为带有旋转机构的部件，将牵引穿插过程中牵引绳6产生的旋转扭矩释放掉。
采用软管穿插埋地管道防腐补强装置对腐蚀的埋地管道进行修复的方法按以下方法进行：
第一步，确定需要修复的埋地管道18的位置，对需要修复的埋地管道18进行分段，其分段长度根据埋地管道和现场情况为20m至3000m，在需要修复的埋地管道18段两端开挖作业坑21，作业坑21深度为埋地管道7底部以下0.5m至1.0m，宽度为埋地管道垂直投影宽度向两边外延0.5m，开挖放坡比例为1.5:1到1:1；
第二步，对需要修复的埋地管道18段与整体埋地管道进行分段断割，然后对需要修复的埋地管道18进行清管作业，清除管中污垢，接着在需要修复的埋地管道18两端分别焊接喇叭形的导入变径口19和导出变径口20；
第三步，将牵引机5安装在需要修复的埋地管道18上方的土方上，将定滑轮14设置在需要修复的埋地管道18前方的作业坑21内，定滑轮14与需要修复的埋地管道18的前端水平方向平齐，将防护垫3倾斜状置于需要修复的埋地管道18后方的作业坑21内，将导轮1置于需要修复的埋地管道18的后方的作业坑21后方的土方上，防护垫3的前端与需要修复的埋地管道18的后端相对应，防护垫3的后端对应导轮1的水平方向，增强软管2顺着导轮1、防护垫3和弯管10进入埋地管道中，在增强软管2的前端固定安装有牵引头4，牵引头4的前端与牵引绳6的一端固定安装在一起，牵引绳6的另一端绕过定滑轮14盘绕到牵引机5的转盘上；
第四步，启动牵引机5，设置调速器15，控制牵引机5的牵引速度为10m/min至20m/min，调整u形压形机11上的压轮，将增强软管2压成u形，通过牵引头4拉动增强软管2滑过防护垫3和弯管10后经过导入变径口19插入到需要修复的埋地管道18内，实时监测拉力器13，观察牵引机5的牵引力，保证最大牵引力小于增强软管2拉断强度的80%，其增强软管2拉断强度=增强软管2屈服强度*增强软管2横截面积；
第五步，当牵引头4到达导出变径口20出口时，切断需要修复的埋地管道18后方多余的增强软管2，穿插到埋地管道内的增强软管2两端分别与导入变径口19和导出变径口20固定并密封，用空压机对埋地管道内的增强软管2进行打压，将u形管恢复原形，复原压力为0.5mpa至1.0mpa，使增强软管2紧贴到埋地管道内壁，形成管中管结构。
本发明将增强软管2穿插到埋地管道内进行埋地管道的修复，形成管中管结构，增强软管2本体耐压2.5mpa至4.0mpa，为结构性修复材料，可以对管道进行加强修复，恢复埋地管道线压力等级，并且其腐蚀性能优良，抗渗透性能好，能起到良好的隔离效果，阻止腐蚀介质对钢管的腐蚀，因此增强软管2不仅可以对埋地管道腐蚀穿孔点17进行修补，同时还可以增强修复后的埋地管道的管道耐压强度，隔离腐蚀介质，起到防腐补强双重作用，并且一次性施工长度长，可以达到3000m，能够有效减少管线施工作业时的分段数量，减少开挖工作量，降低对环境的破坏，同时清管作业要求低，穿插速度快，大大缩短施工作业周期，降低工程和生产成本。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。