[發明專利]油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系及施工方法

有效

• 申請號: 201910879300.4
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110630826B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 計靜;滕振超;姜良芹;劉迎春;宋化宇;姜麗
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: F16L9/14
• 分類號: F16L9/14;F16L9/19;F16L13/11;F16L55/033;F16L59/14;F16L59/20;B28B21/56;B28B21/72;B28B21/82
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

1.一種油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系，其特征在于：由三條管道通過GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)順次連接而成，三條管道的軸心順次連線形成等邊三角形，每條管道包括管道單體(1)和整體式節點(4)，管道單體(1)包括外層GFRP圓管(10)、內層GFRP圓管(11)和自密實細石混凝土層(12)，外層GFRP圓管(10)內環繞內層GFRP圓管(11)，外層GFRP圓管(10)與內層GFRP圓管(11)之間設有夾層，夾層內充滿自密實細石混凝土層(12)，外層GFRP圓管(10)和內層GFRP圓管(11)內壁均周向均等分布有若干個抗剪連接鍵(5)，且外層GFRP圓管(10)和內層GFRP圓管(11)內壁上的抗剪連接鍵(5)相互交錯布置，所述的管道單體(1)兩端部分別設有螺栓孔(6)，螺栓孔(6)貫穿外層GFRP圓管(10)、內層GFRP圓管(11)和自密實細石混凝土層(12)；所述的外層GFRP圓管(10)外壁上設有外層GFRP圓管預留螺栓孔(16)；兩個管道單體(1)之間通過整體式節點(4)連接，整體式節點(4)通過高強螺栓(7)與兩個管道單體(1)端部的螺栓孔(6)連接，整體式節點(4)外壁上設有混凝土澆筑孔(8)和排氣孔(9)，混凝土澆筑孔(8)和排氣孔(9)間隔分布；所述的整體式節點(4)包括外層GFRP圓管(10)、內層GFRP圓管(11)和自密實細石混凝土層(12)，外層GFRP圓管(10)內環繞內層GFRP圓管(11)，外層GFRP圓管(10)與內層GFRP圓管(11)之間設有夾層，夾層內充滿自密實細石混凝土層(12)，外層GFRP圓管(10)和內層GFRP圓管(11)內壁均周向均等分布有若干個抗剪連接鍵(5)，且外層GFRP圓管(10)和內層GFRP圓管(11)內壁上的抗剪連接鍵(5)相互交錯布置。

2.根據權利要求1所述的油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系，其特征在于：所述的整體式節點(4)的內層GFRP圓管(11)外徑尺寸與管道單體(1)的內層GFRP圓管(11)內徑尺寸相等；整體式節點(4)的外層GFRP圓管(10)內徑尺寸與管道單體(1)的外層GFRP圓管(10)外徑尺寸相等。

3.根據權利要求1所述的油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系，其特征在于：所述的管道單體(1)為單管且截面呈圓環狀；所述的外層GFRP圓管(10)和內層GFRP圓管(11)為無縫的纏繞式GFRP圓管。

4.根據權利要求1所述的油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系，其特征在于：所述的管道為三管且截面呈圓環狀，三個管道截面圓心順次連線形成等邊三角形。

5.根據權利要求1所述的油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系，其特征在于：所述的管道單體(1)為直線型管道單體、曲管道單體(2)或者跨越式管道單體(3)中的一種。

6.根據權利要求1所述的油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系，其特征在于：所述的管道單體(1)側面水平對稱布置GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)，GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)一端通過爪式連接件(13)與管道單體(1)外壁連接，GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)另一端與基礎(15)鉸接；爪式連接件(13)一端帶有圓環且與GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)鉸接，爪式連接件(13)另一端設有預留螺栓孔，預留螺栓孔通過高強螺栓(7)與外層GFRP圓管預留螺栓孔(16)連接。

7.根據權利要求1所述的油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系，其特征在于：所述的三條管道中兩兩管道之間設有GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)，GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)的兩端分別與一個爪式連接件(13)的一端鉸接，爪式連接件(13)的另一端通過高強螺栓(7)分別與相應的管道單體(1)的外層GFRP圓管預留螺栓孔(16)連接。

8.一種根據權利要求1所述的油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系的施工方法，其特征在于：方法步驟如下：

1)先在工廠預制管道單體(1)，按照尺寸要求對內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)下料，在內層GFRP圓管(11)的外側和外層GFRP圓管(10)的內側設置抗剪連接鍵(5)，在內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)的兩個端部預留螺栓孔(6)，在外層GFRP圓管(10)上預留外層GFRP圓管預留螺栓孔(16)，將爪式連接件(13)與外層GFRP圓管(10)連接好,將內層GFRP圓管(11)同心豎直放在外層GFRP圓管(10)內，將兩端的高強螺栓(7)擰緊，從上向下在內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)之間灌注自密實細石混凝土層(12)，在混凝土初凝后，松開且反復扭動高強螺栓(7)，形成螺栓孔(6)，養護后形成管道單體(1)；

2)在工廠預制形成整體式節點(4)用的內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)，在內層GFRP圓管(11)的外側和外層GFRP圓管(10)的內側按一定規律設置抗剪連接鍵(5)，在內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)的兩個端部預留螺栓孔(6)，在外層GFRP圓管(10)的頂部預留混凝土澆筑孔(8)和排氣孔(9)；

3)將預制好的管道單體(1)和整體式節點(4)的內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)運輸到現場，在場地土上布置好下層的兩個管道單體(1)，然后將整體式節點(4)的內層GFRP圓管(11)放到外層GFRP圓管(10)內，二者同心插入到管道單體(1)中，用高強螺栓(7)將管道單體(1)和整體式節點(4)的內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)固定連接，然后利用混凝土泵，通過混凝土澆筑孔(8)把攪拌好的自密實細石混凝土灌注到內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)之間的夾層中，當排氣孔(9)處混凝土溢出時停止灌注，通過整體式節(4)點依次連接管道單體(1)，將下部的兩條管道之間的爪式連接件(13)通過GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)連接起來，連接方式均為鉸接，用于連接管道和基礎(15)的GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)的一端與爪式連接件(13)的圓環相連，另一端與基礎(15)相連，兩端的連接方式均為鉸接，完成底層GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)之后，將這兩條管道與頂部管道相連的GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)連接好，然后埋土到設計高度；

4)場地整理后，在場地土上布置好上層的管道單體(1)，然后將整體式節點(4)的內層GFRP圓管(11)放到外層GFRP圓管(10)內，二者同心插入到管道單體(1)中，用高強螺栓(7)將管道單體(1)和整體式節點(4)的內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)固定連接，然后利用混凝土泵，通過混凝土澆筑孔(8)把攪拌好的自密實細石混凝土灌注到內層GFRP圓管(11)和外層GFRP圓管(10)之間的夾層中，當排氣孔(9)處混凝土溢出時停止灌注，通過整體式節點(4)依次連接管道單體(1)，將下部的兩條管道與頂部管道相連的GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)通過爪式連接件(13)相連，連接方式均為鉸接，采用先施工底層兩條管道后施工上層管道的施工方法，沿著管道方向每隔一段距離布置GFRP防屈曲耗能阻尼器(14)，即可完成油氣多相輸送一體化多腔管道結構體系的施工。