用于回收和输送流体或气体的管线通常包括以端对端配置接合在一起以延长输送距离的许多管段。例如，管段可接合在一起以延伸达到数十或数百或数千英里。
石油和天然气工业中的管线可用于输送回收的碳氢化合物，例如原油、天然气、采出水、压裂液，返排液或其他类型的气体(例如co2)，其可以以选定的流量通过管线泵送。在原油输送过程中，遇到温度低于或等于称为“析蜡温度”(wat)或“浊点”的温度时，在原油中发现的溶解蜡会沉淀并聚集。浊点为特定于每种原油组成，并且是蜡浓度、成核剂(例如沥青质和地层细粒)的浓度以及压力的函数。当管道中聚集了足够的蜡时，可能会限制油的流动，从而降低效率和生产。海上管线通常暴露于较冷的温度下，并且因此实施例如管道绝缘的技术来抑制原油中发现的蜡的聚集。为了监测海上管线的完整性和管线内聚集的清洁沉积物，通常通过管道发送称为“清管器(pig)”的设备。例如，一些清管器可以用来检测管线损坏，例如凹痕、腐蚀或开裂。
也可以使用清管器检查陆上管线的机械损伤。然而，由于陆上管线在地面以上运行并且更常见地被埋在地下几英尺处，因此也可以通过沿着具有各种传感设备(例如声发射工具)的管道或管状导管的路径来监测管道的完整性以检测任何故障。
技术实现要素：
提供本概述以介绍在以下详细描述中进一步描述的概念的选择。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围的帮助。
在一个方面，本文公开的实施例涉及一种方法，其包括提供一长度的管线，该管线具有形成在管线壳体的厚度内并且延伸管线的长度的空间，并且连续地监视在空间内的至少一个状况以实时检测壳体中是否发生变化。
另一方面，本文公开的实施例涉及一种方法，该方法包括提供一长度的管线，该管线具有设置在管线壳体的厚度内的信号传输材料，并且连续地接收来自信号传输材料的信号以检测壳体的状况。
在又一方面，本文公开的实施例涉及一种方法，该方法包括连续监测沿着管线的长度的温度，该管线具有设置在管线壳体的厚度内的导电材料，并且当检测到预选温度时，将电流施加到导电材料以加热导电材料。
根据以下描述和所附权利要求，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的管线的一部分。
图2示出了根据本公开的实施例的系统的图。
图3示出了根据本公开的实施例的管段和管道接头的图。
具体实施方式
本文公开的实施例可以一般涉及用于实时监测管线的方法。管线可以在陆上和/或通过浅水运行，并且可以在地上或埋在地下几英尺(例如，从约3英尺到约6英尺的范围)延伸长距离，例如数十、数百或数千英里。浅水体可以包括例如深度高达50米、高达100米或高达150米的河流、湖泊或其他水体。在另外的其他实施例中，管线可以在海上运行，例如通过大于150米的深度，例如大于500米或大于1000米。
根据本公开的实施例的方法可以包括提供可以用于输送流体或气体的一长度的管道。管道可以包括限定延伸管道的长度的中心孔的壳体，通过该中心孔可以泵送所输送的流体。壳体可以进一步具有在壳体的厚度之间形成并延伸管道的长度的连续导管。如此处提及的，设置在壳体的厚度“之间”或“之中”的导管是未暴露于壳体的内表面或最外表面的导管，而是由壳体的内表面和最外表面覆盖或位于壳体的内表面和最外表面下方的导管。进一步，管道可以包括许多用管道接头连接在一起的管段，其中管段和管道接头以端对端配置交替连接。
图1示出了根据本公开的实施例的管线的示例。管线100包括以端对端配置交替连接在一起的管段110和管道接头120。连接在一起的管段110和管道接头120的壳体限定了纵向延伸穿过管线100的长度的中心孔105，流体和/或气体可以流过该中心孔105。管段110的壳体112包括具有限定中心孔105的内表面115的内层114。管段壳体112进一步包括外屏蔽件116层。外屏蔽件116可以提供免受来自环境因素的污染物和损害的保护。在壳体的内表面115和最外表面之间测量壳体厚度。
一个或多个导管可以形成在内层114和外屏蔽件116之间。形成在内层114和外屏蔽件116之间的导管可以连续地延伸穿过管段110的从一端到外端的长度。例如，如图1所示，导管可以是空间130，其可以具有例如流过或保持在其中的空气或其他气体。在一些实施例中，例如，导管可以由能够流动数据、光、声音、电流或其他信号的物理材料制成。
在内层114和外屏蔽件116之间形成的空间130可以由设置在内层114和外屏蔽件116之间的一个或多个中间层118形成。例如，如图1所示，中间层118可以具有两个纵向延伸的槽，当设置在内层114和外屏蔽件116之间时，该槽形成空间130。在一些实施例中，多于一个的中间层可以设置在内层和外屏蔽件之间，其中中间层可以单独或一起形成一个或多个空间。例如，形状上部分对应的两个或更多个中间层可以同心地设置在内层和外屏蔽件之间，其中非对应形状的部分可以在中间层之间形成空间。进一步，在一些实施例中，中间层可以由螺旋地设置在壳体的内层和外屏蔽件之间的一层或多层伤口条带提供，其中可以在伤口条带之间形成空间。
中间层可以具有基本平坦的横截面，或者可以具有不平坦的预定横截面形状，例如圆形、粗糙、凸起或其他非平面形状。在具有不平坦横截面形状的中间层的实施例中，中间层的非平面部分可用于形成延伸管段的长度的空间。包括由一个或多个条带形成的中间层可以在某种程度上互锁或不互锁。
管段可以使用管道接头以端对端的配置接合，其中通过管段壳体形成的导管可以经由通过管道接头形成的导管流体地连接。例如，如图1所示，管道接头120可以具有管道接头壳体122，其具有位于管道接头的第一端处的第一环形空间131和位于管道接头的第二端处的第二环形空间132以及从第一环形空间131纵向延伸到第二环形空间132的一个或多个空间133。每个管段110可以连接到管道接头120的端部，使得每个管段110中的空间130的开口向环形空间131、132开放，从而连续地连通每个管段110中的空间130。在一些实施例中，管道接头可具有纵向延伸通过管道接头壳体的空间，其中管道接头空间的开口可以与相邻管段空间的开口对准，从而通过管线的整个长度形成相连且连续延伸的空间。通过形成在管道接头壳体中的一个或多个空间流体连通的管段空间的其它手段可用于穿过管线的整个长度提供连续的空间导管。
进一步，虽然管段空间130和管道接头空间133被示出为沿着壳体112、122的长度线性地延伸，但是可以穿过管段和管道接头的壳体形成其他连续延伸的空间路径。例如，在一些实施例中，形成第一中间层的材料条带可以螺旋地缠绕在内层周围，使得在相邻条带之间形成相对小的间隙或空间(例如，条带的宽度的5－10％)。一个或多个另外的中间层可以围绕第一中间层设置(与第一中间层重叠)，使得在相邻条带之间形成的间隙可以被部分封闭以形成在管段的两端处的一个或多个空间开口。在这样的实施例中，形成的空间可以以螺旋路径沿壳体的长度延伸。在一些实施例中，不同形状的空间可以彼此相连，形成穿过管线的整个长度的不规则形状但连续的导管。
例如，管段可以经由端部到端部配置的管道接头连接在一起，例如通过互锁端部形状(在管道接头的端部和管段的端部之间)、过盈配合、螺栓、胶合、焊接，通过将护套或套管以及其他紧固技术紧固在邻接端部。
图1示出了具有经由管道接头120以端对端配置接合在一起的两个管段的管线100。然而，将理解，管线可以由两个或更多个管段形成，每个管段通过相应的连接方式接合到管道的一个或两个相邻部分。管段可以是刚性的或柔性的。
根据本公开的实施例，管段的一个或多个层可以由柔性材料形成。例如，如图1所示，内层114和外屏蔽件116可以由挤成管状的柔性材料形成。具有由柔性材料形成的一个或多个层的管段可被称为柔性管道。柔性管道可以具有限定由柔性材料挤成的中心孔或溢流道的内层。一个或多个中间层(例如，条带、带、包裹层)可以被施加在内部挤出层周围，使得至少一个导管延伸管道的长度。然后可以在中间层上挤出柔性材料的外层以形成外屏蔽件。在一些实施例中，多于一种的柔性材料可以围绕内层和/或外屏蔽件挤出。柔性材料可以包括例如聚合物和嵌入聚合物的纤维(例如嵌入聚合物的钢、铝、铍或铜合金纤维)。合适的聚合物可以包括例如与至少一种热固性弹性体或聚烯烃共混的烯烃聚合物。
中间层可以由以下形成，例如钢、碳钢或其他金属复合层、以并排关系设置的多个相对窄的材料条带；具有取向聚合物链的高强度带；用纤维增强的带，强度增强聚合物的复合材料或其他金属条带；用金属纤维增强的聚合物，例如聚乙烯或聚丙烯；或含有金属增强物的其他带，包括钢、铝或铜合金。中间层可以由比形成内层的材料更坚固的材料形成，例如以提供压力加强以防止内层爆裂并且防止管道因外部压力而坍塌。
根据本公开的实施例，监测管线的方法可以包括监测在管线的壳体内形成并且延伸管线的长度的导管。例如，可以提供一长度的管线，该管线具有限定延伸管线的长度的中心孔的壳体以及在壳体内形成并且延伸管线的长度的空间。管线可以由以端对端配置通过管道接头连接在一起的多个管段形成，其中管段壳体和管道接头壳体一起形成管线的壳体，该管线的壳体具有连续延伸穿过其的空间。
可以连续监测管线壳体的空间内的至少一个状况，以实时检测壳体是否发生变化。例如，在一些实施例中，可以连续监测延伸穿过管线壳体的空间内的压力。空间可以包括沿空间的长度设置在空间内的多个压力换能器。压力换能器可以包括例如薄膜型压力换能器、压电压力换能器或能够根据感测的压力生成信号的任何其他压力传感元件。压力换能器可以连续监测空间内的压力并将信号发送给用户、存储设备、报警系统或中继检测到的压力的其他端部组件。空间内的压力变化可以实时指示例如壳体中的破裂或可能损坏壳体的管线壳体周围的环境的变化。
在一些实施例中，延伸管线的长度的空间可以被预加压以具有预设压力。例如，空间可以填充有预定量的惰性气体，例如氮气。压力换能器可以设置在空间内以监测空间内的压力。检测到压力下降可以实时指示已经发生了对壳体的损坏。
图2示出了用于连续监测延伸管线220的整个长度的空间210内的压力的系统200的示例。管线220可以是陆上管线，其可以跨陆地延伸一定距离(例如，沿着基本平行于陆地表面的方向)，部分或完全埋藏在地下的浅深度230处，和/或可以延伸穿过浅水。例如，在一些实施例中，管线的长度的大部分(例如，大于50％、大于75％或大于90％)可以埋入地下深度范围从例如小于10英尺、小于7英尺或小于5英尺。管线220可以具有限定中心孔245的壳体240，流体或气体可通过该中心孔245流动或存储，其中至少一个封闭空间210可以形成在壳体240的厚度内并且流动地或连续地延伸管线220的整个长度。至少一个压力换能器260可以设置在空间210内或沿着管线220的长度。(一个或多个)压力换能器260可以检测空间210内的压力并生成指示压力的信号。压力信号265可以无线地或通过附加导管发送，所述附加导管设置在能够传输数据或信号(下面更详细讨论)的管线壳体的厚度内。压力信号可以传输到接收器。接收器可以是计算设备270的一部分，或者可以是计算设备可访问的存储设备。
例如，计算设备270可以包括计算机处理器和具有在计算机处理器上执行的指令(例如，一个或多个软件程序)的存储器，计算机处理器具有接收从压力换能器输送的压力信号的功能。计算设备可以连续处理接收到的信号并且可以以各种格式(例如图形、图表等)在图形用户界面275(例如屏幕)上显示结果。进一步，在一些实施例中，计算设备270可以具有警报程序，当检测到预选压力状况时可以生成警报。例如，如果检测到压力的变化超过预定量(例如，5％变化、10％变化、15％变化)，则可以生成警报。
在一些实施例中，具有预定组成的气体可以设置在通过管线壳体形成的空间内，其中可以连续监测气体组成。在一些实施例中，可以通过使具有预定组成的气体连续流过空间来连续监测气体组成。气体可以例如通过将气体泵入空间并通过壳体中形成的至少一个排气口排出气体来流过空间。气体组成可以在气体离开壳体中形成的至少一个排气口之后进行测试。在一些实施例中，可以通过以一间隔从形成在管线壳体中的至少一个排气口提取气体并且在提取之后测试气体的气体组成来连续监测气体组成。例如，可以一天两次、每天一次、每周两次、每周一次或其他选定的间隔，从管线壳体内形成的空间提取气体，并测试以确定测试的组成是否已经与预定组成相比发生变化。例如，气体组成的变化可以表明管线壳体中发生了腐蚀或裂缝。
通过管线的整个长度形成的空间内的温度可以被连续监测，单独或与监测空间的其他状况相结合。例如，温度和压力可以通过在管线壳体的厚度之间形成的一个或多个导管连续监测，其中温度测量结果可以与压力测量结果进行比较，例如以确定测量的压力变化是否来自于外部环境的温度变化。可以用一个或多个温度传感器连续监测通过管线壳体形成的导管(例如，空间)内的温度。合适的温度传感器可以包括例如热敏电阻、热电偶或能够响应于温度变化而产生电信号的其他传感器。指示温度测量结果的信号可以例如无线地或通过导管传输，所述导管设置在能够传输信号的管线壳体的厚度内。
根据本公开的实施例，实时监测管线的方法可以包括提供一长度的管线，其具有限定延伸管线的长度的中心孔的壳体以及形成在壳体的厚度内并延伸管线的整个长度的至少一个导管。导管可以是信号传输材料或能够使数据、光、声音或电流流动的、设置在形成管线壳体的内表面和外表面的至少两个层之间的其他物理材料。例如，信号传输材料的导管可以设置在柔性管道的内层和外屏蔽件之间。可以测量并持续监测管线壳体的厚度内的一个或多个状况。例如，穿过管线壳体的厚度形成一个或多个导管的信号传输材料可以连续地检测壳体的状况并且生成表示状况的信号。信号可以通过信号传输材料传输，以实时监测壳体的状况。
根据本公开的实施例，由信号传输材料(设置在壳体的厚度之间并延伸管线的整个长度)形成的导管可以包括导电材料。导电材料可以用于传输来自一个或多个传感器的信号，如本文所公开的。在一些实施例中，导电材料既可以是传感器和发射器，其中电流可以通过导电材料施加，并且管线壳体的一个或多个状态的变化可以通过穿过导电材料的电压降检测。例如，壳体中的裂缝或壳体中的腐蚀可能改变导电材料所设置的环境，这可能改变施加到其上的电流的流动。在一些实施例中，由导电材料传输的信号可以包括由壳体中的变化(例如壳体中的裂缝或凹痕)导致的导电材料两端发生的电压降。通过导电材料的电阻率可用于反向计算导致测量的电压降的变化的位置。
导电材料可以以施加在至少一个中间层(设置在限定管道的中心孔的内表面和管道的外表面之间)中的条带的形式提供。例如，一个或多个导电材料条带可以沿着管道的长度线性地提供或者相对于管道的长度以一角度提供使得(一个或多个)条带沿着管道的长度螺旋地延伸。导电材料条带可以具有例如小于管道的外周的50％、小于管道的外周的20％、小于管道的外周的10％或小于管道的外周的5％的宽度范围。在一些实施例中，导电材料可以是一根或多条导线的形式。导线可以具有例如小于壳体厚度(从管道的内表面到外表面测量)的15％、小于壳体厚度的10％或小于壳体厚度的5％的直径范围。
例如，可以以至少两条导线的形式提供导电材料作为穿过管线壳体的信号传输导管。可以将电压施加到至少两条导线的第一导线，并且可以测量沿着第二导线(与第一导线间隔开)的电压以检测第一和第二导线之间的电阻率。例如，可以使用设置在管线壳体的厚度之间的导线对的这种配置来检测管线壳体内的水分，其中水分的增加可以指示壳体中的裂缝。在这样的实施例中，在间隔开的导线之间收集的水分可以提供电流流动的路径(降低间隔开的导线之间的电阻率)，并且当电压施加到第一导线时，来自第二间隔开的导线的测量电压可以指示两条导线之间的电阻率。可以在管线壳体内提供两根间隔开的导线(作为设置在管道壳体的内层和外部之间的导管)或者可以提供多于两根间隔开的导线。在一些实施例中，可以以网格构造(例如，作为法拉第网格)提供多对导线以检测管线壳体的厚度内跨越大区域(例如，直到整个圆周并延伸到整个长度)的水分。
在一些实施例中，信号传输材料可以以管道壳体的厚度外侧的网格形式提供，例如围绕管道的外屏蔽件。然后可以在外部网格上施加绝缘带或绝缘材料层，以使外部网格连通线绝缘。
具有沿着管段的长度并且在管道壳体的厚度内延伸的导电材料的实施例可以包括能够将管段连接在一起并且在相邻管段之间传输通过导电材料携带的信号的管道接头。管道接头可以配置为，通过具有在管道接口的相对的轴向端部处形成的两个开口之间延伸的导电材料，连接延伸穿过相邻管段的导电材料，其中相邻管段的轴向端部插入管道接头的开口，并且在管段的轴向端部处暴露的导电材料与管道接头中的导电材料接触。管段和管道接头中的导电材料可以与管线安装到其中的外部环境绝缘。
图3示出了其中配置有连接在一起的具有导电材料的管道接头和管段的示例。管段310和管道接头320的长度未按比例显示。进一步，管道接头320示出为部分透明以示出设置在其中的内部部分和元件。
管段310具有限定中心孔305的壳体312，其中壳体312包括内层314、外层316和设置在内层314和外层316之间的至少一个中间层318。中间层318可以包括由导电材料制成的至少一个层、条带或导线，其延伸管段的长度并且在管段310的每个轴向端部处暴露。设置在管段310的厚度之间的导电材料可以与管线设置在其中的环境绝缘，例如通过用电绝缘材料形成外层314和内层316或者通过在除了暴露于轴向端部处的用于连接到其他导电材料的部分以外的导电材料的所有表面周围提供电绝缘材料。例如，绝缘材料可以涂覆或分层在(一个或多个)导电层、(一个或多个)条带或(一个或多个)导线的周围，其中除了在管段的轴向端部处暴露的那些以外的(一个或多个)导电层、(一个或多个)条带或(一个或多个)导线的所有部分都被电绝缘材料覆盖。通过将导电材料暴露于管段310的轴向端部，导电材料可以与穿过管道接头320设置的导电材料接触。
如图所示，管道接头320包括管道接头壳体322，其具有在管道接头的第一轴向端部处的第一环形空间331和在管道接头的第二轴向端部处的第二环形空间332，其中管段的轴向端部可以插入到管道接头的第一环形空间331和第二环形空间332中以将管段连接在一起。管段310的轴向端部可以插入到第一环形空间331或第二环形空间332中并且例如通过管段310的轴向端部和管道接头320内的环形空间之间的过盈配合固定在其中。在一些实施例中，管段310的轴向端部可以插入形成在管道接头320中的第一环形空间331或第二环形空间332中，并且环形空间周围的外表面可以径向向内压缩以固定插入的管段轴向端部。管道接头320的内部部分324(设置在第一环形空间331和第二环形空间332之间)可以具有小于(如图所示)、大于或等于沿着第一环形空间331和第二环形空间332测量的内表面与外表面之间的厚度。
导电材料333(例如，以层、条带或导线的形式)可以设置在管道接头320的厚度内，在管道接头的最外表面和管道接头的内表面之间限定延伸穿过其中的中心孔305。例如，通过用电绝缘材料形成最外表面和内表面或者通过用电绝缘材料涂覆导电材料333，管道接头导电材料333可以与其中设置管道接头的环境电绝缘，使得导电材料333的端部部分保持未涂覆以与相邻管段中的导电材料电连通。在一些实施例中，导电环335可以设置在每个环形空间331、332的基部处，其中导电材料333从第一环形空间331中的第一导电环335延伸到第二环形空间332中的第二导电环335。导电材料33可以在第一和第二导电环335之间接触和传递电信号，同时也在管道接头厚度之间电绝缘。当管段的轴向端部插入到环形空间331、332中时，暴露在管段的轴向端部处的导电材料可以接触电信号并且将电信号传递到导电环335。以这种方式，具有延伸穿过其中的导电材料的连接在一起的管段和管道接头可以具有穿过连接到管道接头的第一管段中的第一导电材料、穿过管道接头中的第一导电环、穿过管道接头导电材料、穿过管道接头中的第二导电环、穿过连接到管道接头的第二管段中的第二导电材料等等传递的电信号，直到信号传递管线的长度。
通过在延伸穿过相邻管段和管道接头的导电材料之间提供导电环，管道接头导电材料不需要与管段导电材料对准。然而，根据本公开的一些实施例，管段中的导电材料可以与管道接头中的导电材料对准(不使用导电环)。进一步，在一些实施例中，导电材料可以设置成除了环之外的形状，以将管道接头导电材料与管段导电材料电导通。例如，一个或多个夹子(例如，t形夹子)可以在管段到管道接头之间的连接处延伸，以将管道接头导电材料与管段导电材料电连接。在一些实施例中，由导电材料形成的夹子或其他连接组件可以插入到管段的轴向端部中并接触设置在管段内的导电材料，其中当管段的轴向端部固定到管道接头时，连接组件的暴露部分可以接触管道接头导电材料。
进一步，在一些实施例中，管道接头可以部分地或完全地由导电材料形成，其中在管段的轴向端部处暴露的导电材料可以在将管段固定到管道接头时与管道接头导电材料接触。可以在管道接头周围设置电绝缘材料，例如通过用电绝缘带包裹管道接头或用电绝缘材料喷涂涂层来电绝缘穿过导电材料传输的信号。
可以使用穿过管段和管道接头的连接导电材料的其他配置，其中延伸穿过管段的长度并穿过管道接头中的连接部分的导电材料可以与管道设置在其中的环境电绝缘。例如，管线壳体的外表面和/或内表面可以具有例如用电绝缘带或通过将电绝缘材料喷涂到其上来施加到其上的电绝缘材料。
根据本公开的实施例，监测管线的方法可以包括响应于监测而改变管线的至少一个状况。例如，在一些实施例中，可以连续监测沿着管道长度的温度，其中管线具有限定延伸管线的长度的中心孔的壳体，并且壳体具有设置在两层之间的导电材料：形成壳体的内表面的内层和形成壳体的外表面的外层。例如，取决于其中设置管线的环境和/或设置在管线内的流体或气体，可以选择预选的温度或温度范围。在一些实施例中，预选温度可以是用于维持设置在管线内的流体或气体的一个或多个状况的最小温度。当检测到预选温度时，可以将电流施加到导电材料以加热导电材料。
例如，在监测携带原油的管线的一些实施例中，预选温度可以是原油的析蜡温度或“浊点”。可以通过设置在管线壳体的厚度内并且延伸管线的整个长度的一个或多个导电导管连续监测温度。当检测到温度小于或等于浊点时，电流可以施加到导电材料并且短路以加热检测到预选温度的区域。通过加热检测到温度小于或等于浊点的管线区域，可以防止或抑制原油中蜡的成核和聚集。当运输原油的管线延伸穿过较冷的环境时，例如跨越北美、亚洲或欧洲的北部地区或南美洲的南部地区中的陆地，可使用这些实施方案例。
可以连续监测设置在壳体厚度内的导电材料的温度，例如温度传感器或本文公开的其它感测类型。
通过提供具有穿过管线的整个长度的连续导管路径并且监测导管的管线，可以连续监测管线壳体的一个或多个状况，并且可以实时检测一个或多个状况中的变化。例如，不是沿着管线周期性地发送感测设备以测量管线的一个或多个状况，而是可以连续地监测延伸穿过本公开的管线的导管而不影响管线的操作。
进一步，宁愿检测管线的一个或多个问题(例如通过观察穿过管线的中心孔的流体的变化)并且然后沿着管线发送一个或多个设备以检测问题源自何处，本文公开的方法可以允许用于实时检测问题起始，并且在一些实施例中，指示问题起始发生的位置。例如，本文公开的连续监测方法可以允许在管线壳体中发生完全故障(例如，壳体中的裂缝导致泄漏)之前对壳体中的腐蚀起始、凹陷或破裂，或其他问题起始(例如，通过气体组成的改变的早期阶段检测、流过导管的电流的改变，或通过本文披露的其他监测技术)的早期阶段检测，由此提供在管线的部分发生故障之前修理或替换管线的部分的机会。
尽管上面仅详细描述了一些示例实施例，本领域技术人员将容易理解，在实质上不背离本公开的范围的情况下，可以在示例实施例中进行许多修改。因此，所有这样的修改旨在被包括在如以下权利要求所限定的本公开的范围内。在权利要求中，装置加功能的条款旨在覆盖本文描述的执行所述功能的结构，并且不仅包括结构等同物，而且包括等同结构。因此，尽管钉子和螺钉可能不是结构等同物，因为钉子采用圆柱形表面以将木质部件固定在一起，而螺钉采用螺旋形表面，但在紧固木质部件的环境中，钉子和螺钉可以是等同结构。申请人的明确意图是不援引35u.s.c.§112(f)对本文任何权利要求的任何限制，除了其中权利要求明确地使用词语“用于……的装置”以及相关功能的那些之外。