[发明专利]用来将一形状记忆材料件置入一空腔内的方法

说明书

本发明涉及一种将形状记忆材料件置入空腔内的方法。

西德专利说明书3544128号已指出过，利用形状记忆材料的套筒来提供一种管道连接件，此连接件在安装之前保持在低温下时予以拉伸，随即在安装上后使之加热到记忆材料的相转变温度之上，引致此套筒环绕待连接之管道端部收缩。

但在许多情况下，上述管道的外部可能是难以接近的，例如，当此管道构成从油井开采烃类物质所用地表下管列的一部分时便是如此。除此，有可能需将形状记忆材料件安装到无外壳的钻孔或其它环绕地洞构造而形成的空腔内。然后须将此形状记忆材料件在空腔内移过相当一段距离，最后使之安置在空腔内的所述位置上。

这样，本发明的目的之一在于提供一种方法，将一形状记忆材料件置入空腔内，同时避免它在运进空腔的过程中发生缠绕。

本发明的这一方法包括：

使此形状记忆材料件成为适合用于空腔内的展开形式，同时让此材料件处在高于该材料本身的相变换温度之上;

将此形状记忆材料件冷却至该相变换温度之下;

使此形状记忆材料件变形至紧缩形状，得以自由地通过空腔运动并能附着在一运动装置上;

使附着有此形状记忆材料件的上述装置通过空腔，同时保持此材料件的温度在该相转变温度之下;

驱使上述运动装置移至拟放置此形状记忆材料的位置;

将此材料件加热到该相转变温度之上，同时让此形状记忆材料返回至其展开形式;

从空腔内撤出运动装置。

在本说明书及权利要求书中，应将“空腔”一词理解为任何这样的受限空间，它只能通过一狭窄的或细长的入口接近，例如用来输送流体的细长管道列或管子，钻入地表面下结构内用来生产烃类物质的有外壳或无外壳的钻孔等。所说空腔可以是这些管道列或钻孔本身的一部分，在此种情况下，空腔实际上呈管状形式并与空腔进口具同一宽度。

最好是使此记忆材料件包括一由记忆金属或合金构成的板件，此板件在输入空腔之前变形，通过卷轴、弯曲或折叠方式使之紧缩，致使此已变形板件的外部宽度小于空腔和空腔进口的内部宽度。

本发明的方法最好包括以下步骤：

使包括一板状的形状记忆材料的构件在其温度高于此材料的相变换温度时，预成形为大致的管状形式，使得此构件安装就位后，常能贴靠住空腔的内壁展开;

在将上述构件的温度保持到该相变换温度以下时，把它围绕一运动装置的一部分卷曲，同时让此装置移动到空腔之内;

加热此构件到所说变换温度之上，导致它在其欲达位置处贴靠空腔内壁展开;然后

使此运动装置与已展开的这一构件分离。

在本发明的另一实施例中，则是将一形状记忆材料的管状件冷却到其相转变温度之下时，围绕运动装置卷曲成瓦楞形，得以在此已变形的形状记忆材料件与空腔进口之间，当前者输入到后者内的过程中，形成有足够的间隙。在记忆材料件安装到空腔内的位置处，把它加热到相转变温度之上，使得此材料件再次从卷曲状态舒张开向返回至其原始管状形式。

在本说明书及权利要求书中，述及的记忆材料定义为在某一变换温度下变形的材料。这类记忆材料已描述在下述美国专利号中：3012882，3174581，3351463，3567523，3753700，3783037，4036669与4146392。

上列专利所述的记忆材料中，多数是记忆金属或合金，它们在转变温度下从马氏体相变至奥氏体或反之。正如上述专利中所说，对于某些组成的记忆材料来说，此种转变温度是由一定的温度范围构成，在此范围内，这类记忆材料由于缓慢的相变而渐变其形状。一般，此种记忆材料件是在其为奥氏体时进行预成形，然后冷却至其处于向马氏体变换的过程，继之在其保持为马氏体的状态下变形。当此记忆材料件加热至其转变温度之上时，它便会返回到原来预成形的构型。

应知此种记忆材料件可以含纯记忆金属或合金之外的其它材料。例如，此种记忆材料件可以由一种复合材料构成或是由一种记忆金属与其它材料的交迭层组成的叠层件。

现在将参考附图对本发明作详细解释，在附图中，

图1示明在一空腔内载有呈卷轴式结构之形状记忆材料的运动装置;

图2是图1所示装置沿Ⅱ-Ⅱ线的剖面图，

图3是载有形状记忆材料折叠式构件的运动装置的剖面图。

现来参考图1，其中所示的运动装置1载有一形状记忆材料的卷轴式构件2。