[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

本發明公開了一種煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置及鋪設方法，該裝置包括柔性油氣管道，沿開采沉陷區的埋地管溝進行分布；多個可伸縮套管，套設在所述柔性油氣管道的外部，相鄰的兩個所述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；多個滑移機構，一一對應地固定在所述管道固定板上，所述柔性油氣管道依次穿設在所述滑移機構中，并與所述滑移機構滑動連接。本發明實現了開采沉陷區埋地油氣管道的多重科學保護，并且極大地提高了工作效率，降低了管道保護成本，更好的保證了煤礦開采沉陷區埋地油氣管道的安全。

技術領域

本發明涉及地表沉陷區地表埋地油氣管道保護技術領域，尤其涉及一種煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置及鋪設方法。

背景技術

長期以來煤炭一直是我國的主體能源，且我國95％的煤炭資源采用地下井工開采，地下煤礦開采將造成了采空區上覆巖體冒落、移動與變形，當開采面積達到一定范圍后，采動區地表產生沉陷。隨著采動沉陷持續增大，地表構筑物將隨之變形并破壞。近年來我國加大了能源結構調整，煤炭作為主體資源的地位仍將長期存在，但油氣及其他新能源的開發利用將增大，作為油氣輸送的埋地管道覆蓋面也隨之增大。我國長距離油氣輸送的埋地管道穿越了煤田分布區，隨著煤礦開采區面積的持續擴大，越來越多的埋地管道將受采動沉陷影響。

油氣輸送管道按材質主要分為鋼管和柔性管兩類。我國礦區埋地油氣管道材質一般為鋼管；相比鋼管，柔性油氣管有易彎曲、易鋪設、可回收、更經濟等特點。目前，柔性油氣管道已經在海洋環境及油田開發中得到采用，實踐表明采用柔性油氣管道不但能保證油氣資源的安全輸送，還可以顯著降低工程建設及運營成本。

現有技術中，為保護礦區埋地油氣輸送管道，主要采取以下措施：(1)預留保護煤柱，即管道附近不開采煤礦；實踐表明，當管道穿越煤田時將產生巨大的管道下壓煤量，嚴重影響礦區的可持續發展，以山西朔州某礦為例，該礦區有約10km的埋地管道穿越礦區，壓煤量高達1.9億噸，夠大型現代化礦井開采15-20年。(2)通過實施監測管道變形及管道應力，并根據監測結果，通過復雜的升降裝置對管道進行調整；該方法操作復雜，且要求持續高強度的監測，人力財力消耗巨大，并存在較大安全隱患。(3)采用懸吊裝置，將埋地管道懸吊，地表沉陷過程中，部分土體施加給管道的附加應力由懸吊索承擔，等沉陷穩定后重新填埋管道；該方法操作復雜且處理范圍十分有限，管道保護過程中且需要修建懸吊構筑物，經濟投入大。

發明內容

本發明主要是解決現有技術中所存在的技術問題，本發明提供一種對埋地油氣管道不產生附加應力，工程造價低且簡化工序的煤礦開采沉陷區埋地油氣管道保護裝置及鋪設方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

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；

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。

進一步地，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。

進一步地，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連接凸臺，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。