本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種長輸油氣管道抗震裝置，屬于長輸油氣管道建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置包括方型吊架和拱型隔離殼體；方型吊架和拱型隔離殼體沿著斷層附近的長輸管道連續(xù)架設(shè)；方型吊架包括U型支架、橫梁、吊環(huán)和吊索；拱型隔離殼體包括圓弧型隔離板、支撐板和橡膠圈；長輸管道套入吊環(huán)，吊環(huán)通過吊索與橫梁連接；U型支架與橫梁連接；圓弧型隔離板設(shè)置于長輸管道外表面上方，并且在圓弧型隔離板與長輸管道外表面之間設(shè)置有橡膠圈；圓弧型隔離板與U型支架分離；圓弧型隔離板的兩側(cè)分別連接有支撐板。本實(shí)用新型專利技術(shù)的抗震裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工和安裝、成本低、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高管道抗疲勞性能、防止管道屈曲破壞、減小應(yīng)力集中。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及長輸油氣管道建設(shè)
，特別涉及一種長輸油氣管道抗震裝置。
技術(shù)介紹
眾所周知，地震是對社會和人類危害最大的突發(fā)性自然災(zāi)害。作為世界上地震活動較強(qiáng)烈的國家，地震災(zāi)害是我國最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。然而對長輸埋地管道來說，除了腐蝕問題外最大的問題就是地震。根據(jù)大量震害統(tǒng)計(jì)資料，埋地管道在地震中的破壞一般發(fā)生在活動斷裂帶。當(dāng)長輸埋地管道跨越斷層時，由于斷層區(qū)地面發(fā)生較大錯動，埋地管道會隨著土體的變形而變形，并且受到來自管道橫向和軸向的土反力作用，因此當(dāng)管道受拉時，若拉伸應(yīng)變超過極限值，管道就會破壞；當(dāng)管道受壓時，會由于薄殼失穩(wěn)而造成屈曲破壞?？傊?，斷層的存在對埋地管道的運(yùn)行造成了巨大的威脅，長輸管道事故一旦發(fā)生，不僅會造成油氣泄漏、管線停輸，帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且還有可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故，對生命財(cái)產(chǎn)、自然環(huán)境和社會安定帶來嚴(yán)重后果和惡劣影響。理論上，減小埋深、提高管材的延性、改變斷層平面與管軸之間的夾角、選擇管道穿越斷層的位置、增加管道的壁厚、調(diào)整錨固點(diǎn)及固定墩的位置等措施可以減小地震對管道的威脅。減小埋深可以使作用在管道上的土壓力和縱向摩擦力減小，管道在地震時容易變形，不易破壞。對敷設(shè)在可能大的位移錯動斷層的長輸管道，可以砌筑管溝，使管道能夠自由地作橫向和縱向振動。在活動斷層區(qū)地下鋪設(shè)長輸管道埋深最好不超過10m。但是減小埋深增加了管道裸露的可能性，導(dǎo)致管道受到其他機(jī)械傷害和人為破壞的可能性大大增加。在我國長輸管道被盜油情況頻繁發(fā)生，減小埋深使盜油難度降低，油品被盜的可能性大大提高。提高管材的延性采用高鋼級管線鋼X65、X70、X80、X90等，高鋼級管線鋼的成功開發(fā)也使更大輸量的油氣管道建設(shè)成為可能材料的延伸率越高。材料的延伸率越高，允許的拉伸應(yīng)變值就越大。由于壓縮許用應(yīng)變與管壁厚度成正比，因此采用鋼號低(延性大)的厚壁管道最好。但是這會大量增加鋼材的用量及管道重量，使成本增加，在經(jīng)濟(jì)上不可行。正確的選擇斷層平面與管軸之間的夾角，使管線在斷層運(yùn)動時受拉，避免受壓。管材的耐拉伸性能優(yōu)于耐壓縮性能，同等拉伸和壓縮位移的作用，管道會先發(fā)生壓縮性屈曲破壞。但是斷層平面的走向很難確定，即使經(jīng)過多方的數(shù)據(jù)分析也難以準(zhǔn)確的給出精確的結(jié)果。同時，由于地震斷層位移發(fā)生的不確定性，因此管道在斷層位移中受拉伸或壓縮也難以判斷。合理選擇管道穿越斷層的位置，由于斷層位移的大小和斷裂寬度在一條斷層上并不相同，盡可能根據(jù)有關(guān)資料查找斷層位移和斷裂帶寬度最小的地方埋設(shè)管道，由于斷層附近地表運(yùn)動十分復(fù)雜，形成寬度不一的位錯地帶，因而管道鋪設(shè)的方向不宜與斷層線平行。但是斷層位移的大小和斷裂寬度只是基于原有斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，有些斷層由于數(shù)據(jù)缺乏無法進(jìn)行預(yù)判，也沒有明確的理論推導(dǎo)，因此這種方法很難實(shí)現(xiàn)。調(diào)整錨固點(diǎn)及固定墩的位置使其遠(yuǎn)離斷層，在斷層附近應(yīng)減少固定墩的設(shè)置，加大固定墩的距離，使管線在發(fā)生地面位移時有足夠的滑動長度提供管線允許錯動位移，同時可以避免由于斷層橫向運(yùn)動使管道發(fā)生的剪切破壞。但是斷層發(fā)生的實(shí)際位置難以明確，同時固定墩之間的距離過大，容易使管道在運(yùn)營過程中由于自重的原因發(fā)生沉降變形。降低斷層位移對管道影響的經(jīng)濟(jì)性、可行性的辦法就是沿著長輸管道長度方向相隔一段距離加抗震器。其工作原理就是在發(fā)生斷層位移的時候通過減小斷層土壤對管道的作用達(dá)到使管道不變形或小變形的目的。傳統(tǒng)的抗震器是通過結(jié)合結(jié)構(gòu)本身的性能，如承載能力、變形能力及耗能能力等來抵御地震的作用，這種依靠結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性變形的能力來吸收能量，能消化大量的地震能量，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)“裂而不倒”、“壞而不漏”，達(dá)到抗震的目的。隨著社會的發(fā)展，管道功能要求越來越高，許多重要的、危險(xiǎn)的長輸管道(輸送介質(zhì)為有毒、有害、易燃、易爆)不允許管道進(jìn)入塑性工作階段，這對管道的抗震性能提出了更高的要求，因此需要抗震器來提高穿越地震斷層長輸管道的抗震性能。由于地震斷層的不可預(yù)見性以及管道地震反應(yīng)的復(fù)雜性使得傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震性能未必有效。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，管道周圍的土壤載荷作用在管道上，會使管道發(fā)生橫向位移、縱向位移以及空間位移等復(fù)雜的位移形式，造成管道的失穩(wěn)破壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了提高長輸管道穿越地震斷層的抗震性能，本技術(shù)提供了一種長輸油氣管道抗震裝置，所述裝置包括方型吊架和拱型隔離殼體；所述方型吊架和拱型隔離殼體沿著斷層附近的長輸管道連續(xù)架設(shè)；所述方型吊架包括U型支架、橫梁、吊環(huán)和吊索；所述拱型隔離殼體包括圓弧型隔離板、支撐板和橡膠圈；所述長輸管道套入所述吊環(huán)，所述吊環(huán)通過所述吊索與所述橫梁連接；所述U型支架與所述橫梁連接；所述圓弧型隔離板設(shè)置于所述長輸管道外表面上方，并且在所述圓弧型隔離板與所述長輸管道外表面之間設(shè)置有所述橡膠圈；所述圓弧型隔離板與所述U型支架分離；所述圓弧型隔離板的兩側(cè)分別連接有所述支撐板。本技術(shù)提供的長輸油氣管道抗震裝置，通過方型吊架和拱型隔離殼體，將管道從管溝底面抬起，隔開管道和土壤，從而減小管道周圍土壤對管道的作用，降低斷層對管道的破壞作用。本技術(shù)提供的長輸油氣管道抗震裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工和安裝、成本低、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高管道抗疲勞性能、防止管道屈曲破壞、減小應(yīng)力集中。附圖說明圖1是本技術(shù)實(shí)施例方型吊架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)實(shí)施例拱型隔離殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A向剖面圖；圖4是本技術(shù)實(shí)施例抗震裝置在管道鋪設(shè)中的應(yīng)用示例圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本技術(shù)技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。本實(shí)施例提供的長輸油氣管道抗震裝置，包括方型吊架和拱型隔離殼體；方型吊架和拱型隔離殼體沿著斷層附近的長輸管道連續(xù)架設(shè)。參見圖1至圖3，方型吊架包括U型支架1、橫梁2、吊索3和吊環(huán)4；拱型隔離殼體包括橡膠圈7、圓弧型隔離板8和支撐板9；長輸管道6套入吊環(huán)4，吊環(huán)4通過吊索3與橫梁2焊接；U型支架1與橫梁2焊接；圓弧型隔離板8設(shè)置于長輸管道6外表面上方，并且在圓弧型隔離板8與長輸管道6外表面之間設(shè)置有橡膠圈7；圓弧型隔離板8與U型支架1分離；圓弧型隔離板8的兩側(cè)分別焊接有支撐板9。本實(shí)施例提供的抗震裝置的架設(shè)過程如下：1)安裝方型吊架如圖1所示，將U型支架按照預(yù)設(shè)間隔豎直放入管溝，并進(jìn)行固定；管溝中根據(jù)長輸管道的埋深回填適量的沙土5，將套好吊環(huán)的長輸管道鋪設(shè)在沙土上；將帶有吊索的橫梁安裝在U型支架上，調(diào)整吊索的橫向位置使其在長輸管道的中心線上方，調(diào)整吊索和吊環(huán)的高度使橫梁承受一定管道的重量，保證管道不離開回填土表面。2)安裝拱型隔離殼體將圓弧型隔離板和支撐板進(jìn)行倒角處理，去掉尖銳、鋒利的棱角；倒角處理后，在圓弧型隔離板的兩側(cè)(寬度方向)分別焊接支撐板；將組合完成的圓弧型隔離板設(shè)置在管溝內(nèi)管道外表面上方。3)調(diào)整整體位置和安裝橡膠圈本實(shí)施例抗震裝置僅安裝在長輸管道穿越斷層的附近，安裝距離為斷層發(fā)生時對管道的影響長度。如果要長距離整體安裝本實(shí)施例抗震裝置，那么以拱型隔離殼體開始，并以拱型隔離殼體結(jié)束。將第一個拱型隔離殼體作為基準(zhǔn)，沿長輸管道長度方向依次進(jìn)行方型吊架和拱型隔離殼體的位置校準(zhǔn)，使拱型隔離殼體與方型吊架之間保持一定距離。在整體位置確定后，沿長輸管道長度方向在圓弧型隔離板與長輸管道外表面之間的兩本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種長輸油氣管道抗震裝置，其特征在于，所述裝置包括方型吊架和拱型隔離殼體；所述方型吊架和拱型隔離殼體沿著斷層附近的長輸管道連續(xù)架設(shè)；所述方型吊架包括U型支架、橫梁、吊環(huán)和吊索；所述拱型隔離殼體包括圓弧型隔離板、支撐板和橡膠圈；所述長輸管道套入所述吊環(huán)，所述吊環(huán)通過所述吊索與所述橫梁連接；所述U型支架與所述橫梁連接；所述圓弧型隔離板設(shè)置于所述長輸管道外表面上方，并且在所述圓弧型隔離板與所述長輸管道外表面之間設(shè)置有所述橡膠圈；所述圓弧型隔離板與所述U型支架分離；所述圓弧型隔離板的兩側(cè)分別連接有所述支撐板。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種長輸油氣管道抗震裝置，其特征在于，所述裝置包括方型吊架和拱型隔離殼體；所述方型吊架和拱型隔離殼體沿著斷層附近的長輸管道連續(xù)架設(shè)；所述方型吊架包括U型支架、橫梁、吊環(huán)和吊索；所述拱型隔離殼體包括圓弧型隔離板、支撐板和橡膠圈；所述長輸管道套入所述吊環(huán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉玉卿，陳嚴(yán)飛，張振永，劉嘯奔，張宏，周亞薇，蔣慶梅，田姍姍，吳建軍，武玉梁，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣集團(tuán)公司，中國石油天然氣管道局，中國石油天然氣管道工程有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11
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