[實用新型]一種長直集輸管道熱位移綜合控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821481276.6
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN208919716U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳俊文;秦璇;楊帆;郭艷林;邊云燕;王磊;繆暉;湯曉勇;諶貴宇;祝疆;余洋;高建林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油工程建設(shè)有限公司
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

本實用新型公開了一種長直集輸管道熱位移綜合控制系統(tǒng)，包括半錨固系統(tǒng)、熱膨脹吸收系統(tǒng)和分布式應(yīng)變檢測系統(tǒng)；其中，所述半錨固系統(tǒng)包括單級或多級小型錨固墩，所述錨固墩包括混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)置在混凝土結(jié)構(gòu)上的錨固法蘭；所述熱膨脹吸收系統(tǒng)包括多種角度大曲率半徑彎管和連接直管焊接形成的管道系統(tǒng)；所述分布式應(yīng)變檢測系統(tǒng)包括安裝于半錨固系統(tǒng)和熱膨脹吸收系統(tǒng)上的應(yīng)變片及與應(yīng)變片連接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述熱膨脹吸收系統(tǒng)的一側(cè)連接站內(nèi)管道，另一側(cè)連接半錨固系統(tǒng)；所述半錨固系統(tǒng)的另一側(cè)連接站外管道，連接方式均為焊接。本實用新型的方案占地適中、荷載分散、功能完全，達到了便于現(xiàn)場安裝和保障進出站管道、設(shè)備安全的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種長直集輸管道熱位移綜合控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著油氣集輸系統(tǒng)趨于高溫、高壓發(fā)展，鋼制管道應(yīng)力水平不斷提高，必須采取相應(yīng)措施進行管道應(yīng)力控制。部分油氣田所在場地地勢平坦，管道路由平直，具有良好的敷設(shè)條件。然而，平直管道在埋地敷設(shè)時一般呈現(xiàn)“半錨固-錨固-半錨固”特征，管道兩端在一定長度范圍內(nèi)具有活動能力，其變形程度受安裝溫度、操作溫度和管材熱膨脹性能影響，稱之為“活動段”；管道中間部分受土壤約束，呈現(xiàn)虛擬錨固狀態(tài)，其應(yīng)變量接近于零，稱之為“錨固段”。活動段變形將積聚作用在管道彎頭處，并可能對彎頭、附近管系或站場設(shè)施產(chǎn)生影響。應(yīng)采取合適的應(yīng)力和變形控制手段，防止彎頭、管系應(yīng)力水平超標，同時保證相關(guān)管件或設(shè)備位移量處于可接受范圍。尤其對于長直集輸管道，其兩端活動量遠超過常規(guī)連續(xù)起伏或水平轉(zhuǎn)向的管道，若直接連接站內(nèi)設(shè)施，可能引起嚴重的設(shè)備位移、彎管變形和管件彎矩，對站場設(shè)備穩(wěn)定性和管件強度安全造成較大的威脅。因此，選擇合理、經(jīng)濟的長直集輸管道應(yīng)力控制手段至關(guān)重要。

目前，長直集輸管道控制兩端熱位移和連接彎頭應(yīng)力水平的方式主要分為兩類。第一，在進出站位置設(shè)置π型彎，通過π型彎形變吸收站外長直管道熱位移，通過π型彎吸收各段的有限位移量，減小長直管端兩端施加于站場設(shè)備和進出站彎管的熱位移和應(yīng)力；第二，設(shè)施錨固墩以將長直管道與管道兩端的線路彎管或站場設(shè)施進行隔離，使長直管道全線處于錨固狀態(tài)。上述兩種方法，各自存在一定使用限制。采用π型彎時，需要考慮線路路由可用范圍，若占地合適的π型彎(例如線路路由帶有限)無法承受此位移負荷，則需考慮在長直管道沿線設(shè)置多個π型彎，分段進行熱位移吸收，因此安裝密度較大，若采用單個π型彎進行長直管道活動段的熱位移吸收，則π型彎臂長較大，且直接于管道連接的那一處彎管應(yīng)力水平選高于下游管件，過于集中；在管道兩端設(shè)置錨固墩時，錨固墩尺寸隨管道軸向推力升高而增大，而集輸管道往往設(shè)計壓力較高、運行-安裝溫差較大、壁厚較大，因此軸向推力大，引起錨固墩重量巨大，對基礎(chǔ)要求較高，投資極大，同時還存在一定的沉降風(fēng)險，并由此對站內(nèi)設(shè)施造成下拉隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供了一種長直集輸管道熱位移綜合控制系統(tǒng)。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種長直集輸管道熱位移綜合控制系統(tǒng)，包括半錨固系統(tǒng)、熱膨脹吸收系統(tǒng)和分布式應(yīng)變檢測系統(tǒng)；其中，所述半錨固系統(tǒng)包括單級或多級小型錨固墩，所述錨固墩包括混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)置在混凝土結(jié)構(gòu)上的錨固法蘭；所述熱膨脹吸收系統(tǒng)包括多種角度大曲率半徑彎管和連接直管焊接形成的管道系統(tǒng)；所述分布式應(yīng)變檢測系統(tǒng)包括安裝于半錨固系統(tǒng)和熱膨脹吸收系統(tǒng)上的應(yīng)變片及與應(yīng)變片連接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述熱膨脹吸收系統(tǒng)的一側(cè)連接站內(nèi)管道，另一側(cè)連接半錨固系統(tǒng)；所述半錨固系統(tǒng)的另一側(cè)連接站外管道，連接方式均為焊接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的積極效果是：本實用新型基于長直集輸管道熱位移和熱應(yīng)力產(chǎn)生根源，綜合剛性控制和柔性吸收結(jié)合的方案，在進出站埋地管道上依次設(shè)置剛度有限的錨固墩(吸收部分熱應(yīng)力)和連續(xù)多角度彎管(吸收部分熱位移)，從而避免采用長直管道進出站位置設(shè)置單一π型彎、沿途設(shè)置多處附加π型彎或管道進出站位置設(shè)置體積龐大的錨固墩等方案。本實用新型的方案占地適中、荷載分散、功能完全，達到了保證站場設(shè)置和進出站管道、設(shè)備安全的效果。具體表現(xiàn)為：

(1)設(shè)置科學(xué)