[發明專利]一種煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置及鋪設方法

有效

• 申請號: 201710236149.3
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106939948B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 徐平;張敏霞;侯愛軍;丁亞紅;王興國;張春生;徐海賓
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: F16L27/08
• 分類號: F16L27/08;F16L23/032;F16L1/028;F16L1/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

1.一種煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置，其特征在于，它主要包括：柔性油氣管道、多個可伸縮套管和多個滑移機構，其中：

所述的柔性油氣管道，沿開采沉陷區的埋地管溝進行分布；

所述的多個可伸縮套管，套設在柔性油氣管道的外部，相鄰兩個可伸縮套管之間通過管道固定板相連接，其中，每個所述可伸縮套管內部的柔性油氣管道呈彎曲狀態分布；每個所述可伸縮套管和管道固定板通過連接機構相連接，所述連接機構包括法蘭盤、上套管固定環、下套管固定環和連接螺栓，法蘭盤的一側固定在管道固定板上，法蘭盤的另一側設有向外延伸的凸臺，可伸縮套管的端部套設在凸臺上，且通過上套管固定環、下套管固定環和連接螺栓與凸臺相鎖緊；

所述的多個滑移機構，一一對應地固定在管道固定板上，柔性油氣管道依次穿設在所述滑移機構中，并與滑移機構滑動連接；所述滑移機構包括滑動支座和多個鋼制滾珠，滑動支座通過固定螺栓固定在所述管道固定板上，多個鋼制滾珠滾動設置在滑動支座的內圓周上，并與柔性油氣管道的外側壁相配合。

2.如權利要求1所述的煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置，其特征在于，所述法蘭盤的上方還設有監測鋼管和連接卡套，監測鋼管的下端通過連接卡套與法蘭盤相連接，監測鋼管的上端豎直向上延伸并露出地表至設定距離。

3.如權利要求1所述的煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置，其特征在于，相鄰的兩個管道固定板之間還通過限位鋼絲繩相連接。

4.如權利要求1所述的煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置，其特征在于，所述管道固定板上設有固定套環，限位鋼絲繩穿過固定套環后通過鋼絲繩索夾相鎖緊。

5.如權利要求1所述的煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置，其特征在于，所述可伸縮套管采用內置細鋼絲帶肋可伸縮的塑料管制作而成。

6.一種如權利要求1-5任一所述的煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置的鋪設方法，其特征在于，步驟如下：

第一步、計算在開采沉陷區規劃的埋地油氣管道沿線地表的最大變形預計值

根據煤礦開采沉陷學中概率積分法計算在開采沉陷區規劃的埋地油氣管道沿線地表的最大變形預計值；

第二步、確定可伸縮套管的伸長量和內徑

要求單位長度內可伸縮套管的最大伸長量為鋪設管道沿線地表的最大變形值的1.2-1.5倍，且可伸縮套管的內徑為柔性油氣管道外徑的3-5倍；

第三步、確定相鄰管道固定板間距及柔性油氣管道長度

柔性油氣管道長度應滿足：相鄰管道固定板之間穿入的柔性油氣管道的最大可伸長量為沉陷過程管道沿線土體最大變形預計值的1.2倍；相鄰管道固定板之間的間距要求不能大于50m；

第四步、開挖埋地管溝

管溝的開挖深度比管道底部設計標高深0.5-0.6m，管溝寬度比可伸縮套管直徑大1.2-1.5m；

第五步、鋪設第一段可伸縮套管

開挖好埋地管溝后，在埋地管溝底部先用細砂土填埋壓實至管底設計標高，根據步驟一、二和三的計算結果鋪設第一段可伸縮套管，并保證第一段可伸縮套管置于埋地管溝的正中間位置；

第六步、安裝第一段可伸縮套管內的柔性油氣管道

在鋪設好的第一段可伸縮套管內安裝柔性油氣管道；

第七步、安裝第一段限位鋼絲繩

將第一段限位鋼絲繩穿入鋪設好的第一段可伸縮套管中，限位鋼絲繩兩端與第一段可伸縮套管兩端的管道固定板連接；

第八步、連接固定第一段可伸縮套管及管道固定板

第一段可伸縮套管通過上套管固定環和下套管固定環連接在法蘭盤上；管道固定板通過連接螺栓固定在法蘭盤間；

第九步 、安裝監測鋼管

監測鋼管通過焊接固定在連接卡套上，連接卡套通過固定螺栓固定連接在法蘭盤上，同時保證各監測鋼管延伸出地表面的高度為1~1.2m；

第十步、填埋管道

重復步驟五至步驟九，鋪設好開采沉陷影響區中的各段管道及管道保護裝置，最后填埋埋地管溝，并保證填埋管道過程中可伸縮套管的管周0.5m范圍內用細沙土覆蓋，填埋埋地管溝后整平地表。

7.如權利要求6所述的煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置的鋪設方法，其特征在于，所述的第六步中，安裝第一段可伸縮套管內的柔性油氣管道的詳細方法是：在鋪設好的第一段可伸縮套管兩端分別布置管道固定板，將滑動支座安裝在管道固定板上；根據步驟一、二和三計算該段可伸縮套管內彎曲柔性油氣管道的長度，并在柔性油氣管道上做好標記；將標記好的第一節柔性油氣管道從第一段可伸縮套管一端的滑動支座的鋼制滾珠間穿入，穿過后，從第一段可伸縮套管另一端管道固定板上的滑動支座的鋼制滾珠間穿出，將穿出的第一節柔性油氣管道分別從該第一段可伸縮套管的兩端向中間壓縮，使將標記段的第一節柔性油氣管道正好置于第一段可伸縮套管中。