用于收容来自管道的纵向部分的管道泄漏部的装置及方法

摘要

收容装置(27)能用于收容从管的内部通过管(11)的管壁泄漏到管周围环境的流体。收容装置可以包括能定位在管的外表面上的流体收容器。收容装置包括与管的直径密封接合的密封件(55)。在实施例中，密封件能够借助压力介质而膨胀以在收容装置与管之间形成更紧密的密封。对于海底管道应用，收容装置可以包括延伸到海面的立管(49)，能从立管收集泄漏流体。在实施例中，收容装置可以包括阀，阀能选择性地容许泄漏流体流向收集收容器。

说明书

发明人：Khaled A.Al-Buraik(哈立德·A·阿勒-布赖克)

技术领域

本发明总体涉及管道，尤其涉及用于收容管道泄漏部的装置及 方法。

背景技术

在2010年的墨西哥湾漏油事件之后，为提供快速响应以收容漏 油已经提出了并实施了多种提案，但是这些提案集中于切断泄漏钻井 的系统。例如，国际协会正在支持开发一种最终能够收容在水中深达 10,000英尺的钻井的系统，对该系统而言，压力高达每平方英寸 15,000磅，每天收集多达100,000筒的油和气体。当前可用的临时系 统能够在深达8,000英尺的水中适应15,000磅每平方英寸的钻井，并 且每天收集多达60,000筒。然而，这些提案没有解决管道泄漏的问 题。

管道的磨损和破裂在所难免，因此可能会在最不期望时发生腐 蚀和意外破损。响应于此，South East Asia Pipeline Operators Group (东南亚管道操作组)(SEAPOG)在2007年4月确定了应急管道 修复设备共享(EPRES)提案。EPRES提供了缓解危险且解决管道 及时修复的机制。共享的服务和备用设备交换是管道操作者间的惯常 做法。意愿方共享自己库存的相互协定的基础是解决及时缓解管道应 急的关键并且可以提供可选路径来开发提议装置的原型。

就海底管道泄漏而言，重点在于在设计和构造阶段中整合有助 于执行未来修复的必要要求，包括材料选择、焊接、隔离、去污、修 复工程(自由跨度、管道提升)、修复用应急材料和工序。如此，应 急管道修复设备通常是可靠近的。

根据破损的大小，通常有两种不同的修复方案。当破损微小， 诸如为清管器仍能从管道通过的足够小的凹痕(“可清管”凹痕)和 针孔泄漏时，不需要切除破损部分。修复包括：清洁泄漏部位附近的 管表面，然后在破损部分周围安装泄漏修复/加固夹具。判断是否要 切除管的破损段的因素包括未来的可操作清管性能、操作者管道完整 性管理(“PIM”)策略以及操作者管道修复哲学。

对于大的破损，诸如不可清管的凹痕或破裂，则破损段必须被 切除且由一段新管替代。这种类型的修复可以包括：带压开孔(hot  tapping)、隔离、停产以及再启用。此外，这种性质的修复涉及到海 底和地面活动二者，包括由潜水支持船(“DSV”)、潜水推广、勘 探船和运输驳船构成的海运推广、专用管道制备以及修复设备和管道 连接设备。

不总是能够立即停止流体流动并且将管道减压以进行永久修 复。因此，需要一种方法来阻止管道流体泄漏到周围环境中直至管道 被关闭、减压和永久修复为止。

发明内容

利用提供了用于原位管道收容的装置和操作所述装置的方法的 本发明的实施例，总体地解决或避免了这些泄漏部收容问题，并且总 体获得了技术优势。具体地，公开了用于流体收容系统的装置和方法。 流体收容系统的实施例能够收容由于腐蚀或外力导致的诸如针孔或 破裂部等管路系统穿孔所引起的来自管路系统的溢出流体。系统的实 施例能够用在诸如碳氢化合物产品、水或气体等管处理流体上。该系 统能够近岸和离岸使用。系统的实施例能够制造成各种尺寸以适应受 影响管，例如，直径从1”高至72”。系统的实施例能够安装在有缺 陷管的周围作为临时修复方式来对管路系统减压或用于长期隔离直 至管的受影响部分被修复或替换。

流体收容系统的实施例可以收容来自诸如用于离岸设备的管道 等浸入式管状构件的泄漏物，尤其是用于管上半部(从0900时钟位 置至0300时钟位置)的泄漏部。在这些实施例中，支撑基座安装到 管周围并且用来为流体收容系统的其它部件提供支撑和稳定性。支撑 基座能够由各种材料制成，包括例如金属或高密度聚合物。基于各种 因数来选择基座的尺寸，这些因素包括管状构件的尺寸以及从管状构 件到海床(或管状构件定位在上面的其它表面)的距离。系统的实施 例还包括漏油收容器，漏油收容器可以为具有开放底部的金属板收容 器并且在各端具有半圆形凹部。选择收容器的尺寸以及凹部的尺寸， 以使每个凹部的弧与管状构件的外径弧大致相符，并且管状构件的外 表面形成收容器的底部的至少一部分。收容器能够密封管状构件，并 且在一些实施例中，能够密封基座。使用诸如天然橡胶或合成橡胶或 者其它适合的弹性材料等密封材料来密封基座与漏油收容器之间的 区域以及管与收容器之间的区域，以确保泄漏物被保留在收容器内 部。

在实施例中，可膨胀型密封系统被设计并装配在漏油收容器的 密封边缘表面内部以确保管主体周围的紧密密封。可膨胀密封件能够 由诸如橡胶或合成弹性体等弹性材料制成并且能够例如利用诸如空 气、氮气或CO₂等气体来膨胀，或者利用液压流体来膨胀。一旦漏 油收容器安装到受影响管顶上，则能够利用例如工作船经由气动或液 压连接件(供给线路)来使可膨胀密封件膨胀。

系统的实施例还包括柱子，柱子用于向上传递收集的流体从而 将流体泵送出去。柱子可以是筒状的或方形的并且能够由诸如碳钢、 不锈钢、铜或任何适合的材料等金属板制成。为了根据受影响管的位 置来适应各种水位，柱子由可借助快速接合/解除机构彼此叠置起来 的相同尺寸的多件制成。在柱子顶部，锥形收集隔室安装到海平面上 方来提供空间以用于收集泄漏流体以及允许用适当的机械装置(诸如 撇油泵)撇取并传送到工作船。收集隔室可以由金属或非金属材料制 成。

泄漏收容系统的实施例能够处置来自围绕诸如海底管等管状构 件外周的任何位置的泄漏物。这些实施例能够用于离岸应用以收容来 自受影响管状构件的泄漏物并且能够用于长期隔离直至管状构件被 修复或更换为止。实施例不包括支撑基座。漏油收容器的实施例包括 固定部分以及经由纵向铰链连接到固定部分的两个以上液压旋转部 分(下方隔室)。整个收容器能够利用工作船的起重机而被下降到受 影响管状构件的顶部，一旦到达要求的位置，能从工作船将液压气缸 致动以使可动部分绕着管状构件旋转。铰链采用用于阻止任何泄漏物 通过的密封设计。可通过气动方式或液压方式来致动用于驱动可动部 分旋转的气缸。可膨胀密封系统围绕管并且利用例如气体或液压流体 而膨胀。在可动部分的底部安装有能由同一机构膨胀的另一可膨胀密 封系统，以确保与受影响管紧密密封。

泄漏收容系统的实施例能够用于近岸应用以收容来自诸如管路 系统等管状构件的任何泄漏部。泄漏收容系统能够以水平或竖直取向 安装到管上。实施例可以包括两个部分，当装配在一起时两个部分形 成围绕受影响管的筒状隔室。筒状隔室能够由适合于管工作压力的金 属板或高密封聚合物制成。由橡胶或任何其它弹性材料制成的密封材 料安装在两个部分之间以确保轴向上的紧密密封。凹部形成在筒状隔 室的两端处以收存半圆形可膨胀密封系统。一旦装置的两个部分安装 到受影响管周围且被夹紧装置紧固，则能够借助例如气体或液压流体 使可膨胀密封件膨胀。根据构造，可以存在四个可膨胀密封件，或更 多或更少的密封件。当膨胀时，密封件将分别挤压受影响管的表面以 提供管周围的紧密密封并且防止任何泄漏物到达筒状隔室外侧。

隔离阀能够安装在一段上以便在需要时排出或放出所收集的泄 漏流体。对于管内流体为液体的应用，隔离阀处于隔室的下部。对于 管内流体是气体的应用，阀位于隔室的上部。能够将外管或软管连接 到隔离阀以将所收集的流体放出或排出到诸如收集容器等安全位置。

在实施例中，密封系统是不可膨胀的。密封材料由诸如橡胶或 弹性体等弹性材料制成。围绕管形成筒状形状的部分能够制成尺寸类 似于受影响管的尺寸。一旦安装到管周围，这些段将利用夹具来挤压 管外周，因此防止泄漏物到达隔室外侧。

在收容器上方设有柱子的实施例中，隔离阀能够安装到柱子的 下方。这种隔离阀能够将泄漏物隔离延长的时间段且充当压力收容 器，直至受影响管被修复或更换为止。

流体收容系统的实施例提供了收容由于管道的管壁中的针孔或 破裂部引起的来自管道的溢出流体的装置。针孔或破裂部可能是由于 腐蚀或外力而引起的。系统的实施例能够用于各种类型的管状构件， 包括管和管材。例如，系统能够用于诸如碳氢化合物产品、水或气体 等管处理流体。此外，实施例能够用于近岸和离岸管状构件。而且， 公开的实施例能够用在多种管道直径尺寸上，例如，从1″直径管道 高至72″直径管道。公开的实施例提供了允许管道减压以进行修复的 临时修复以及在管道的受影响部分被修复或更换之前对管道的长期 隔离。

在实施例中，收容装置能围绕管布置以收容从管的内部穿过管 的管壁而到达管周围的环境的物质。收容装置可以包括：流体收容器， 流体收容器的一部分能够围绕管的外径表面的至少一部分布置且沿 着管的轴线延伸纵向距离；一个或多个密封构件，其安装到流体收容 器的边缘上，以使得当流体收容器定位在管上时，密封构件将流体收 容器密封到管的外径表面上；以及密封装置，其联接到流体收容器并 且能致动成对密封构件供能而使密封构件与管道的外径表面密封接 触。

在实施例中，收容装置还可以包括能够紧密邻近管布置的一个 或多个基座，所述基座具有沿管的轴线延伸的长度以及从布置有管的 表面延伸的高度，并且流体收容器能够布置在一个或多个基座上以使 密封构件与将管对分的虚拟平面接近共面。流体收容器可以具有形成 在流体收容器的端部中的开口，当流体收容器布置在基座上时，所述 开口接纳管的外径表面的一部分，所述开口具有与管的外径基本相等 的直径，并且柱子能够安装到流体收容器上以提供与流体收容器的流 体连通，柱子远离管的外径表面延伸。在实施例中，密封构件沿着流 体收容器的纵向部分以及沿着开口延伸，以使密封构件被布置成提供 与流体收容器外侧的区域密封隔离的流体腔室，并且密封装置向密封 构件提供压力介质以使密封构件膨胀而与管密封接触。

在实施例中，管能够定位在海底，并且立管联接到柱子并且延 伸到海面上方以提供流体腔室与收集隔室之间的流体连通，所述收集 隔室可从海面接触。隔离阀能够定位在立管中以选择性地允许所述流 体收容器的流体腔室与海面之间流体连通。

在实施例中，流体收容器的下部能够可枢转地安装到流体收容 器上，以使下部沿着与管的轴线平行的纵向边缘枢转，所述下部包括 底部，当下部向内枢转时，所述底部从下部延伸到管的外径表面。下 部能够布置在布置有管的表面上并且将流体收容器定位成使流体收 容器围绕管。流体收容器可以具有形成在流体收容器的端部中的开 口，所述开口适于在流体收容器布置在基座上时接纳管的外径表面的 一部分，所述开口具有与管的外径基本相等的直径。柱子能够安装到 流体收容器上以提供与流体收容器的流体连通，所述柱子远离管的外 径表面延伸。密封构件能够沿流体收容器的下部的底部的纵向部分以 及沿着开口延伸，以使密封构件布置成提供与流体收容器外侧的区域 密封隔离的流体腔室，并且密封装置能够向密封构件提供压力介质以 使密封构件膨胀而与管密封接触。

在实施例中，管定位在海底，立管连接到柱子并且延伸到海面 上方且到达流体收容器，所述立管提供流体收容器的流体腔室与海面 之间的流体连通。在实施例中，收容装置可以包括隔离阀，隔离阀定 位在立管中以选择性地允许流体收容器的流体腔室与海面之间的流 体连通。

在实施例中，流体腔室还包括能够沿着纵向平面分离成上部和 下部的筒状构件，所述上部和所述下部形成筒状腔室的一部分。上部 和下部均可以包括形成在每个端部中的开口以使得上部和下部可围 绕管布置且彼此紧固，并且密封构件的至少一部分围绕开口布置以将 流体腔室的每端相对于管密封。实施例还可以包括安装到上部和下部 的至少一个夹紧构件，以使得当上部和下部彼此紧固时，夹紧构件挤 压密封构件以使密封构件与管密封接合。

在实施例中，密封装置可以向密封构件提供压力介质，诸如增 压液压流体或增压气体，以使密封构件膨胀而与管密封接触。实施例 可以包括隔离阀，隔离阀安装到上部和下部中的至少一个上以使从管 的管壁泄漏的流体和气体选择性流向流体腔室。

在实施例中，收容装置能够围绕管布置以收容从管内部穿过管 的管壁而到达管周围的环境的物质，并且可以包括：流体收容器，流 体收容器的一部分能围绕管的外径表面的至少一部分布置且沿着管 的轴线延伸纵向距离；一个或多个密封构件，其定位在流体收容器的 一个或多个边缘上，以使得当流体收容器定位在管上时，密封构件形 成流体收容器与管的外径表面之间的密封；以及一个或多个基座，其 能够紧密邻近管布置，基座具有沿管轴线延伸的长度以及从布置有管 的表面上延伸的高度。流体收容器能够布置在一个或多个基座上，以 使密封构件与将管对分的虚拟平面接近共面。流体收容器可具有形成 在流体收容器的端部中的开口，开口适于在流体收容器布置在基座上 时接纳管的外径表面的一部分，所述开口具有与管的外径基本相等的 直径；以及柱子，其安装到流体收容器上以提供与流体收容器的流体 连通，所述柱子远离管的外径表面延伸。密封构件能够沿着流体收容 器的纵向部分以及沿着开口延伸，以使密封构件布置成提供与流体收 容器外侧的区域密封隔离的流体腔室。

在实施例中，收容装置能够围绕管布置以收容从管内部穿过管 的管壁而到达管周围的环境的物质，所述收容装置可以包括：流体收 容器，流体收容器的一部分能够围绕管的外径表面的至少一部分布置 且沿管的轴线延伸纵向距离，所述流体收容器具有相反两端部以及形 成在每端中的开口，所述开口具有与管的外径基本相等的直径以在流 体收容器布置在管上时接纳管的外径表面的一部分；一个或多个密封 构件，其安装到流体收容器的一个或多个边缘上，以使得当流体收容 器定位在管上时，密封构件将流体收容器相对于管的外径表面密封； 流体收容器的下部，其可枢转地安装到流体收容器的侧部，以使下部 可以沿着侧部的与管轴线平行的纵向边缘枢转，所述下部包括底部， 当下部向内枢转时，所述底部从下部延伸到管的外径表面。在实施例 中，下部能够布置在布置有管的表面上并且将流体收容器定位成使流 体收容器围绕管，柱子能够安装到流体收容器上以提供与流体收容器 的流体连通，所述柱子远离管的外径表面延伸；并且密封构件能够沿 着流体收容器的下部的底部的纵向部分以及沿着开口延伸，以使密封 构件布置成提供与流体收容器外侧的区域密封隔离的流体腔室。

实施例还可以包括密封装置，密封装置联接到流体收容器并且 能致动成对密封构件供能使密封构件与管道的外径表面密封接触。在 实施例中，密封装置向密封构件提供压力介质以使密封构件膨胀而与 管密封接触。在实施例中，流体收容器的下部是流体收容器的一对下 部中的一个，每个下部均可枢转地安装到所述流体收容器的侧部。

附图说明

从而，可以更详细地理解本发明的上述特征和优点及其它内容将 变得显而易见的方式，并且可以参照在构成本说明书一部分的附图中 示出的本发明的实施例来对本发明的以上简要概括内容进行更具体的 描述。然而，应注意的是：附图仅示出本发明的各种实施例，因此不 应被视为对本发明的范围的限制，这是因为本发明还可能包括其它同 等有效的实施例。

图1是根据实施例的布置在海底管道上的收容装置的侧视图。

图2是根据实施例的沿图1中的线2-2截取的布置在海底管道上 的收容装置的剖视图。

图3是根据实施例的布置在图1的海底管道上的收容装置的俯视 平面图。

图4是根据实施例的布置在海底管道上且具有隔离阀的图1的收 容装置的侧视图。

图5是根据实施例的沿着图4的线5-5截取的布置在海底管道上 的收容装置的剖视图。

图6是根据实施例的布置在海底管道上的可选收容装置的侧视 图。

图7是根据实施例的沿着图6的线7-7截取的布置在海底管道上 的可选收容装置的剖视图。

图7A是根据实施例的显示处于运行或预收容位置的图7的可选 收容装置的示意性剖视图。

图7B是根据实施例的显示出图7的可选收容装置的示意性剖视 图，其中，密封装置膨胀且密封到管道上。

图8是根据实施例的图6的布置在海底管道上的可选收容装置的 俯视平面图。

图9是根据实施例的布置在海底管道上且具有隔离阀的图6的收 容装置的侧视图。

图10是根据本发明的实施例的沿着图9的线10-10截取的布置在 海底管道上的收容装置的剖视图。

图11是根据实施例的布置在近岸管道周围的可选收容装置的局 部剖视侧视图。

图11A是根据实施例的图11的收容装置的密封部分的细节图。

图11B是根据实施例的图11的收容装置的可选密封部分的细节 图。

图12是根据实施例的沿图11的线12-12截取的布置在近岸管道 上的可选收容装置的剖视图。

图12A是根据实施例的示出了收容装置的各部分之间的接触位置 的图12的可选收容装置的一部分的细节图。

图13是根据实施例的图11的可选收容装置的俯视平面图。

图14是根据实施例的布置在竖直近岸管道周围的图11的可选收 容装置的侧视图。

具体实施方式

下文将参照示出本发明各实施例的附图对本发明进行更全面的描 述。然而，本发明可以实现为许多不同的形式，并且不应被理解为限 于本文阐述的所示实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使本 公开内容彻底和完整且充分地向本领域技术人员传达本发明的范围。 在全文中，相同的附图标记表示相同的元件，并且如果使用撇号的话， 则撇号表示可选实施例或位置中的类似元件。

在下面的论述中，阐述了多方面的具体细节以提供对本发明的全 面理解。然而，对本领域技术人员而言显而易见的是，本发明能够实 施为不具有这些具体细节。另外，通常，对于获得本发明的全面理解 而言，关于管道构造、操作、使用等的细节因为不是必要的而被省去， 并且视为落在相关领域技术人员的技能范围内。

参照图1，管道11的一部分显示为布置在海床13上。管道11可 以是适于在压力下将液态和气态物质从一个地点运输到另一个地点的 任何适合的管道。管道11可以是如图所示直接定位在海床13上的管 状构件。可替代地，管道11能够被支撑为与海床13间隔开。管道11 包括孔15，液态和气态物质能够通过孔15行进。管道11能够由联接 在一起的多个部件构成，仅图示出其中一部分。可替代地，管道11可 以是长度连续的管道系统。在图示的实施例中，管道11布置在海面17 下方，以使流体围绕管道11的不接触海床13的部分。

如图2所示，管道11具有泄漏部19，诸如可清管凹痕、针孔泄 漏部或破裂部。在图示的实施例中，泄漏部19位于管道11的上部21 中。上部21是管道11的在将管道11的轴线25包含在内的虚拟平面 23上方延伸的部分。虚拟平面23能够将管道11对分并且通常平行于 海床13。在实施例中，虚拟平面23可以定位在管道11的顶点(零度) 和底点(180度)之间的中途。本领域技术人员将理解到，海床13可 以包括多种地貌变化；然而，如本文所论述的，海床13通常可以被视 为水平地延伸。

如图1-3所示，收容装置27布置在管道11的周围。收容装置27 包括位于海床13上的、从海床向上延伸且纵向与管道11的轴线25平 行的一个或多个基座29。基座29适于为收容装置27提供稳定性并且 能够由金属或诸如高密度聚合物等其它材料制成。本领域技术人员将 理解到，基座29可以具有足够的强度和耐用性以支撑收容装置27长 时间用于海底环境并且能够暴露于极端温度、极端压力和腐蚀性元素。 基座29适于紧邻管道11装配且从海床13向上延伸出足以将收容装置 27支撑在虚拟平面23处的量。本领域技术人员还将理解到，基座29 可以具有任何适合的尺寸和形状，只要基座29如本文所描述的那样起 作用即可。

继续参照图1-3，收容装置27还包括漏油收容器31。在实施例中， 漏油收容器31由金属板、或金属片形成，并且在相反两端部35处具 有半圆形开口33。在实施例中，开口33具有与管道11的外径基本相 等的直径，以使管道11的上部21能够如图2所示穿过开口33。在图 示的实施例中，漏油收容器31可以是大致立方体形物体，具有形成有 开口33的相反两端部35以及以大致垂直的角度与相反两端部35接合 的侧部37。顶部39以大致垂直的角度与相反两端部35和侧部37接合 并且朝向漏油收容器31的中部向内延伸。端部35、侧部37和顶部39 能够以任何适当的方式，例如通过焊接来形成和接合。

在图1-3的实施例中，收容装置27还包括管状的筒状柱子41。筒 状柱子41在顶壁39中央附近与顶壁39接合，使得筒状柱子39的孔 43与由顶壁39、侧部37和端部35形成的内部腔室45流体连通。在 图示的实施例中，筒状柱子41诸如通过将部件焊接在一起而与顶壁39 接合，使得筒状柱子41和顶壁39是单个单元。在筒状柱子41的上端 上形成有凸缘47，以使得下端上具有凸缘的管状立管49能够安装到筒 状柱子41上并且向上接近海面17延伸。本领域技术人员将理解到， 立管49可以包括一个或多个构件，一个或多个构件具有与筒状柱子41 的孔43同轴且尺寸大致相同的孔51。立管49的上端上形成有或安装 有凸缘。本领域技术人员将理解到，筒状柱子凸缘47以及立管49上 的凸缘可以是容许将立管49与筒状柱子41联接的任何适合的装置。 例如，凸缘47可以是螺栓安装式凸缘、焊接式凸缘、快速连接式配件 或类似物。收集隔室53在凸缘处安装到立管49的上端。收集隔室53 是具有从立管43的直径向上延伸的较宽端部的锥形构件。收集隔室53 的较宽端部将延伸到海面17上方。收集隔室53向海面17上方的环境 开放且通过孔43、51与腔室45流体连通。当收容装置27如此处所示 地进行布置且如下面更详细描述的那样被供能时，来自泄漏部19的流 体从管道11的内部通过泄漏部19流入腔室45，在腔室45中流体能够 流到收集隔室53以便由容器、撇油泵或类似物收集。在实施例中，收 集隔室53包括过渡到与立管49连接的锥形部分的方形上端。收集隔 室53、立管49和漏油收容器31能够由碳钢、不锈钢、铜或任何其他 适合的材料形成，只要材料具有容许在极端温度、极端压力和腐蚀性 海底环境中使用的适合特性即可。在实施例中，立管49可以是从漏油 收容器31延伸到收集隔室53的柔性或半刚性软管。在实施例中，无 论立管49是否为刚性的，收集隔室53都可以具有足以漂浮在海面上 的浮力。

收容装置27还包括密封装置55。密封装置55包括定位在收容装 置27的边缘处的一个或多个密封构件，当收容装置27如图1-3所示布 置时，一个或多个密封构件与管道11紧密接近或接触。例如，侧部37 的与顶部39相反的下边缘定位有和/或安装有一个或多个密封构件。类 似地，端部35的与顶部39相反的下边缘定位有和/或安装有一个或多 个密封构件。另外，密封构件能够安装到开口33的边缘处。在图示的 实施例中，当收容装置27如图1-3所示那样布置时，密封装置55的密 封构件在与管道11的接触点处相对于周围的海底环境形成密封带，以 使面向腔室45的上部21形成腔室45的下部。密封装置55还对基座 29密封。密封装置55可以由合成橡胶、其它弹性材料或类似物形成， 只要密封装置55使收容装置27对管道11密封即可。在实施例中，密 封装置55是可膨胀密封装置。在这些实施例中，密封装置55借助任 何适当的装置联接到膨胀线路57(图2)。膨胀线路57从密封装置55 延伸到用于提供膨胀物质的表面容器(未示出)。在实施例中，膨胀 物质可以是诸如液压流体、气体(诸如氮气、二氧化碳或类似物)等 压力介质、或任何其他适合的膨胀物质。一旦收容装置27如图所示定 位，则容器能够手动地或者自动地将膨胀物质提供给膨胀线路57。这 使得密封装置55膨胀，挤压密封装置55使其与管道11更紧密地接触， 从而确保了防止腔室45与周围海环境之间流体连通的密封。本领域技 术人员将理解到，密封装置55的各密封构件能够与相邻的密封构件连 通，以使各密封构件能够响应于膨胀物质的施加而膨胀。本领域技术 人员将理解到，在膨胀之前，密封装置55可接近或紧邻管道11。在一 些实施例中，在膨胀之前，密封装置55能够对管道11密封。在膨胀 后，密封装置55沿着腔室45的接近管道11的所有表面或边缘提供更 紧密的密封。

在将收容装置27布置在管道11上之后以及在密封装置55膨胀之 后，流体能够从管道11流入收容装置27的腔室45。本领域技术人员 将理解到，在放置收容装置27的过程中，管道11周围的环境流体将 填充腔室45、孔43以及孔51并上至海面17。一般地，流过泄漏部19 的流体具有比收容装置27周围的流体的密度小的密度，使得泄漏的流 体通过腔室45和孔43、51漂浮到海面17。从收集隔室53内的海面 17，能够从海面撇取泄漏的流体。这样，从管道11的上部21泄漏的 流体能够被收容和收集。另外，管道11能够在收容装置27的放置和 密封之后减压以限制或收容较大量的漏油并且允许进行管道11的永久 性修复。本领域技术人员将理解到，管道11的减压会花费大量时间。 在图示的实施例中，收容装置27能够在管道11的减压期间内保持泄 漏部19密封在腔室45内。

本领域技术人员将理解到，在一些实施例中，可能由于穿过泄漏 部19的物质的流量，在腔室45内发生压力堆积。压力可能会显著增 大并且施加使收容装置27推离或脱离基座29的力，从而破坏密封装 置55形成的密封。本领域技术人员将理解到，在这些实施例中，可以 使用适合的夹紧机构将收容装置27紧固到基座29和管道11二者。例 如，金属带能够螺纹连接到收容装置27的在筒状柱子41的相反两侧 的部分上，然后缠绕到管道11上。这些金属带还能够缠绕到基座29 上。

在可选的实施例中，如图4-5所示，隔离阀42联接到筒状柱子41。 在图示的实施例中，隔离阀42具有直径与筒状柱子41的孔43的直径 相等的中央通道44，但是中央通道44的直径可以不同。转接器联接到 筒状柱子41以将来自筒状柱子41的孔43的流体流引导到隔离阀42 的中央通道44。如图所示，立管49的孔51具有与隔离阀42的尺寸相 似的直径，使得流体可以从隔离阀42流入立管49，而无需进一步引导。 类似地，收集隔室53能够定尺寸为如图所示联接到立管49。隔离阀 42容许收容装置27的操作者将泄漏部隔离长的时间段并且阻止来自通 道11的泄漏流体通过而从收容装置27离开。在一些实施例中，能够 在隔离阀42的上方连接真空泵以对立管49减压。立管49的减压对来 自管道11的流体流偏压而使流体流通过泄漏部19进入立管49。这降 低了泄漏部19对周围环境的进一步污染的风险。

参照图6-8，在管道11的周围布置可选的收容装置65。图6-8的 管道11包括上述图1-3的管道11的部件。如图7所示，管道11具有 泄漏部61，诸如可清管凹痕、针孔泄漏部或破裂部。在图示的实施例 中，泄漏部61位于管道11的下部63中。下部63是管道11的悬接在 将管道11的轴线25包含在内的虚拟平面23下方的部分。虚拟平面23 将管道11对分并且大致平行于海床13。本领域技术人员将理解的是， 海床13可以包括多种地貌变化，然而，如本文中论述的，海床13通 常可被视为水平地延伸。由于泄漏部61的位置在虚拟平面23下方的 下部63中，图1-3的收容装置27对于收容泄漏部61可能是无效的。

在图示的实施例中，收容装置65适于基本上围绕管道11。本领 域技术人员将理解到，收容装置65可以不围绕管道11的与海床13相 接触的部分。收容装置65包括一个或多个纵向延伸的铰接部分67和 漏油收容器69。在实施例中，漏油收容器69由在相反两端部73处具 有半圆形开口71的金属板形成。在实施例中，开口71具有与管道11 的外径基本相等的直径，以使管道11的上部21能够如图7所示穿过 开口71。在图示的实施例中，漏油收容器69可以是大致立方体形物体， 且具有形成有开口71的相反两端部73和以大致垂直的角度与相反两 端部73接合的侧部75。顶部76以大致垂直的角度与相反两端部73和 侧部75接合并且朝向漏油收容器69的中部向内延伸。端部73、侧部 75和顶部76能够以任何适当的方式，例如通过焊接来形成和接合。

铰接部分67以任何适当的方式联接到侧部75，只要铰接部分67 能够在铰接部分67的位于侧部75附近且沿侧部75的长度延伸的相联 接的纵向部分上枢转即可。铰接部分67包括向下悬接的侧部77和向 内延伸的底部79。铰接部分67能够绕铰链枢轴81枢转，以使得当收 容装置65如图6-8所示布置在管道11上时铰接部分67能够朝向管道 11和远离管道11移动。收容装置65在枢轴81处是可密封的从而不会 通过枢轴81发生流体连通。当如图6-8所示布置在管道11上时，枢轴 81能够定位在管道11的接近海床13布置的底部和管道11的与管道 11的底部相反的顶部之间的中途。底部79可以是类似于图1-3中的密 封装置55的弹性元件，下面将更详细说明这点。铰接部分67包括当 如图7所示布置时从侧部77延伸到管道11的侧部元件78(图6)。 侧部78的内部将形成为与管道11的外径表面相符合且包括布置在内 部上的密封构件。

铰接部分67还包括可致动筒状体83，可致动筒状体83具有与侧 部75联接的第一端和与铰接部分67联接的第二端。本领域技术人员 将理解到，筒状体83能够联接到收容装置65的任何适当的部分，只 要筒状体83如下面所述的那样操作即可。筒状体83能够被供给来自 表面容器(未示出)、由收容装置65承载的供给装置或类似物的液压 流体压力、气体压力等。在操作中，筒状体83能够致动以对铰接部分 67施加力，使得铰接部分67在枢轴81上枢转。在收容装置65置于管 道11周围的过程中，筒状体83致动以拉动铰接部分67远离收容装置 65的腔室85，如图7A所示。一旦定位在管道11的周围，筒状体83 能够再次致动以施加力而使铰接部分67在枢轴81上移至图7所示的 位置，从而将管道11置于腔室85内。

在图6-8的实施例中，收容装置65还包括管状的筒状柱子87。筒 状柱子87在顶壁76的中央附近与顶壁76接合，使得筒状柱子76的 孔89与由顶壁76、侧部75和端部73形成的内部腔室85流体连通。 在图示的实施例中，筒状柱子87诸如通过焊接来与顶壁76接合，使 得筒状柱子87和顶壁76可以是单个单元。在筒状柱子87的上端上形 成有凸缘91，使得下端上具有凸缘的管状立管93能够安装到筒状柱子 87上并且接近海面17向上延伸。本领域技术人员将理解到，立管93 可以包括一个或多个构件，一个或多个构件具有与筒状柱子87的孔89 同轴且尺寸基本相等的孔95。立管93的上端形成有或安装有凸缘。本 领域技术人员将理解到，筒状柱子凸缘87以及立管93上的凸缘可以 是容许立管93联接到筒状柱子87的任何适当的装置。例如，凸缘87 和立管凸缘可以是螺栓连接式凸缘、焊接式凸缘、快速连接式配件或 类似物。收集隔室97在凸缘处安装到立管93的上端。收集隔室97是 具有从立管87的直径向上延伸的较宽端部的锥形构件。收集隔室97 的较宽端部将延伸到海面17上方。收集隔室97向海面17上方的环境 开放并且通过孔89、95与腔室85流体连通。当收容装置65如此处所 示地进行布置且如下面更详细描述的那样被供能时，来自泄漏部61的 流体从管道11的内部流过泄漏部61而进入腔室85，在腔室85中流体 能够流到收集隔室97以便由容器、撇取泵或类似物收集。在实施例中， 收集隔室97包括过渡到与立管93连接的锥形部分的方形上端。收集 隔室97、立管93和漏油收容器69能够由碳钢、不锈钢、铜或任何其 它适合的材料形成，只要材料对极端温度、极端压力和腐蚀性海底环 境具有适当耐受性即可。在实施例中，立管93可以是从漏油收容器69 延伸到收集隔室97的柔性或半刚性软管。在实施例中，无论立管93 是否为刚性的，收集隔室97都可具有足以漂浮在海面上的浮力。

收容装置65还包括密封装置99。密封装置99包括位于收容装置 65的边缘处的一个或多个密封构件，当收容装置65如图6-8所示布置 时，一个或多个密封构件紧密接近或接触管道11。例如，铰接部分67 的底部79可安装有密封构件，当收容装置65如图7所示布置在管道 11上时，该密封构件适于在底部79与管道11的外径表面之间延伸。 类似地，适于布置在管道11的外径和开口71的边缘附近的侧部78的 内部可包括定位于侧部78的内部上的密封构件。在图示的实施例中， 密封装置99的密封构件当被供能时在与管道11的接触点处形成密封 带。这样，腔室85能够将管道11的外径表面的一部分相对于周围的 海底环境密封。在图示的实施例中，当如图6-8所示布置时，密封装置 99将泄漏部61对周围的海底环境密封。密封装置99能够由合成橡胶、 其它弹性材料或类似物形成，只要密封装置99至少提供收容装置65 与管道11之间的大致流体紧密密封即可。在实施例中，密封装置99 是可膨胀密封装置。在这些实施例中，密封装置99借助任何适当方式 联接到膨胀线路101。膨胀线路101从密封装置99延伸到用于提供膨 胀物质的表面容器(未示出)。在实施例中，膨胀物质可以是液压流 体、气体(诸如氮气、二氧化碳或类似物)、或任何其它适合的膨胀 物质。一旦收容装置65如图7所示那样定位，容器能够手动地或者自 动地将膨胀物质供给膨胀线路101。这使得密封装置99膨胀，从而挤 压密封装置99使密封装置与管道11更紧密地接触，从而确保阻止腔 室85与周围海底环境之间流体连通的密封。本领域技术人员将理解到， 密封装置99的密封构件可以与相邻的密封构件连通，以使每个密封构 件都响应于膨胀物质的施加而膨胀。本领域技术人员将理解到，在膨 胀之前，密封装置99可以接近或紧密邻近管道11。在一些实施例中， 在膨胀之前，密封装置99可以密封到管道11上。在膨胀之后，密封 装置99沿着腔室85的所有表面或边缘在接近管道11处提供更紧密的 密封，如图7B所示。

在将收容装置65布置在管道11上以及密封装置99膨胀之后，流 体可以从管道11流入收容装置65的腔室85。本领域技术人员将理解 到，在放置收容装置65的过程中，管道11周围的环境流体会填充腔 室85、孔89和孔95上至海面17。一般地，流经泄漏部61的流体具 有比收容装置65周围的流体的密度小的密度，以使泄漏流体通过腔室 85和孔89、95漂浮到海面17。从收集隔室97内的海面17，能够从海 面撇取泄漏流体。这样，从管道11的下部63泄漏的流体能够被收容 和收集。另外，管道11能够在收容装置65的布置和密封之后减压以 限制或收容更大量的漏油并且允许对管道11进行永久性修复。本领域 技术人员将理解到，收容装置65还能够用于收容与图1-3的泄漏部19 类似的泄漏部。

在可选的实施例中，如图9-10所示，隔离阀88联接到筒状柱子 87。在图示的实施例中，隔离阀88具有中央通道90。中央通道90的 直径不一定与筒状柱子87的孔89的直径相同。转接器联接到筒状柱 子87以将来自筒状柱子87的孔89的流体引导到隔离阀88的中央通 道90。如图所示，立管93的孔95具有与隔离阀88的尺寸相似的直径， 以使流体可以从隔离阀88流入立管93，而无需进一步引导。类似地， 收容隔室97可以定尺寸成联接到立管93，如图所示。隔离阀88容许 收容装置65的操作者在延长的时间段内隔离泄漏部并且阻止来自管道 11的泄漏流体通过而从收容装置65离开。在一些实施例中，可以在隔 离阀88上方连接真空泵以对立管93减压。立管93的减压对来自管道 11的流体流进行偏压而使流体流通过泄漏部61进入立管93。这降低 了泄漏部61进一步污染周围环境的风险。

在图11-13所示的另一可选实施例中，示出了管道103的一部分。 管道103显示为处于近岸位置。管道103能够安装到近岸表面的上方 或下方。管道103可以是适于在压力下将液态和气态物质从一个位置 运输到另一位置的任何适合的管道。管道103包括孔105，液态和气态 物质能够通过孔105行进，并且管道103可由联接在一起的多个部件 构成，图中显示出其中一部分。

如图12所示，管道103具有泄漏部107，诸如可清管凹痕、针孔 泄漏部或破裂部。筒状的收容装置109环绕管道103以使收容装置109 与管道103的轴线111同轴。在图示的实施例中，收容装置109包括 上部113和下部115。在图示的实施例中，上部113和下部115可以是 收容装置109的被包含轴线111的大致水平虚拟平面117对分的尺寸 相等部分。上部113和下部115包括安装到每个部分113、115的相反 两端部上的一个或多个密封构件119。在图示的实施例中，使用了四个 密封构件119，独立的密封构件119定位在上部113的每端，独立的密 封构件119定位在下部115的每端处。在图示的实施例中，密封构件 119能够由橡胶或任何其它适合的弹性体型材料形成。上部113和下部 115形成了筒状腔室121的两个半部，管道103能够穿过该筒状腔室 121，如图11和图13所示。上部113和下部115包括形成在上部113 和下部115的纵向边缘上的夹持部123。在图示的实施例中，夹持部 123可以是形成有孔的凸缘。螺栓能够借助夹持部123进行螺纹连接并 且与关联的螺母紧固以将上部113紧固到下部115。本领域技术人员将 理解的是，能够使用任何适合的夹紧机构，只要夹紧机构将上部113 紧固到下部115且施加力使得上部113和下部115将管道102的外径 表面的位于泄漏部107处的部分相对周围环境密封即可。

如图所示，收容装置109可以按以下方式置于泄漏部107的周围。 收容装置109将分成上部113和下部115。下部115和上部113能够置 于管道103周围以使泄漏部107定位在密封构件119之间。上部113 和下部115的夹持部123对准，并且上部113的夹持部123紧固到下 部115的夹持部123。在图11A的实施例中，夹紧力施加到夹持部123 以使密封构件119能够在上部113与管道103的外径之间以及下部115 与管道103的外径之间被压缩。在图11B的实施例中，密封构件119 是可膨胀构件，能够被供给液压或气动压力而使密封构件119类似于 图1-3和图6-8各自的密封装置55、99那样膨胀。初始密封能够利用 如图11A所示的夹持部123的压缩而在密封构件119与管道103之间 形成。如图11B所示，密封构件119能够膨胀而在上部113与管道103 的外径表面之间形成更紧密密封。这样，从管道103通过泄漏部107 泄漏的流体或气体能够被圈闭在收容装置109的筒状腔室121中。本 领域技术人员将理解到，实施例包括可膨胀的和不可膨胀的密封构件 119二者。

在一些实施例中，隔离阀125能够紧固到上部113和下部115(图 11-12中显示)中的一个或多个上。隔离阀125实现了从筒状腔室121 移除流体或气体，而无需从管道103上移除收容装置109。

如图12A所示，上部113和下部115能够进行键锁以确保上部113 和下部115的适当对准以收容从泄漏部107泄漏的流体或气体。

参照图14，收容装置109能够安装到竖直延伸的管道103上，如 图所示。

此处所描述的各个实施例可以包括可膨胀密封装置。图15示出了 可膨胀密封件的实施例。密封件127是具有由内侧壁129和外密封表 面131限定的腔室的弹性密封件。压力介质被引入腔室且挤压侧壁129， 因此向外挤压外密封表面131。在侧部133的背景下显示了密封件的示 例，该侧部133是诸如收容器31(图1-3)等收容器的一侧，但是密封 件127能够代表此处所描述的任意可膨胀密封件。密封件127在侧部 133与相邻构件135之间形成了密封。相邻构件135可以是例如管、基 座、延伸底部或此处描述为具有可膨胀密封件的任何部件。

能够在侧部133置于相邻构件135上之前将密封件127连接到侧 部133。本领域普通技术人员将理解到，密封件127能够利用各种技术 保持在原位，包括例如粘合剂或者压力配合到沟道中，以使密封件127 保持在原位直至侧部133接近相邻构件135为止。在图15所示的实施 例中，侧部133包括从侧部133延伸出的凸缘135。凸缘135可具有密 封凹部137用于接纳密封件127的至少一部分。如果侧部133足够厚， 则密封件127能够连接到侧部133的端面。

压力介质能够用于使密封件127膨胀。压力介质例如可以是诸如 液压流体或水等液体或诸如压缩空气、氮气或CO₂等气体。能够使用 其它类型的压力介质。膨胀器139能够用于将压力介质增压，并且因 此使密封件127膨胀。膨胀器139可以是压缩机、液压泵或诸如收容 CO₂或氮气的气缸等增压存储装置。本领域技术人员将理解的是，阀和 调节器能够用于控制压力介质在期望压力下流动。膨胀器139能够设 置在船141上，如图15所示。对于近岸应用，膨胀器139能够设置在 车辆或地面上。在实施例中，膨胀器139能够连接到收容装置的部件 上。例如，增压筒状体能够例如安装到诸如漏油收容器的外表面等部 件上。因此，膨胀器139能够位于海面之上或之下。膨胀线路143能 够将压力介质从膨胀器139传送到密封件127。

因此，公开的实施例提供了优于现有技术实施例的多个优点。例 如，公开的实施例提供了收容由于管道的管壁中的针孔或破裂部而引 起的来自管道的溢出流体的装置。针孔或破裂部可能是由于腐蚀或外 力而引起的。公开的实施例可用于所有管，诸如承载碳氢化合物产品、 水或气体的管。另外，公开的实施例可用于近岸和离岸。此外，公开 的实施例可应用于多种管道直径尺寸，例如，从1″直径管道高至72″ 直径管道，具有适当尺寸的构件零件。公开的实施例提供了临时收容， 允许管道减压以进行修复，并且公开的实施例可以提供管道的长期隔 离，直至管道的受影响部分被替换。

将理解的是，本发明可呈现为多种形式和实施例。因此，可以在 不偏离本发明的精神或范围的情况下对前述情况进行多种改动。已经 如此通过参照一些优选实施例描述了本发明，值得注意的是，公开的 实施例本质上是示例性的，而非限制性的，而且可在前述公开中构思 各种各样的变化、修改、改动和替代，在一些实例中，可在不对应采 用其它特征的情况下采用本发明的一些特征。可认为本领域技术人员 通过阅读前面优选实施例的描述能容易地且期望地进行许多这样的改 动和修改。因此，应当对随附的权利要求书进行宽泛地解释，且以与 本发明的范围一致的方式进行解释。