[發明專利]一種用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置及方法

在審

• 申請號: 202010638421.2
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN113898823A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 程旭東;徐凌躍;黃潤康;馬川;李春寶
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F16L57/02
• 分類號: F16L57/02;G05D16/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置，其特征在于：包括管道系統、儲氣裝置系統、簡易傳感控制系統、法蘭結構、環形擋板、密封圈。管道部分包括X80埋地管道、保護管道、端錐管道，保護管道通過法蘭結構與端錐管道連接，再使用套箍以及鎖緊螺栓將端錐管道固定在X80埋地管上，如此將三種管道連接為一個整體；儲氣裝置系統包括儲氣罐、進氣管、出氣管、以及保護管道內的空腔，保護管道內的空腔通過進氣管與出氣管與儲氣罐相連；簡易傳感控制系統包括電磁閥、氣動增壓泵、微型控制器、信號傳輸及接受裝置、位移傳感器、氣壓傳感器，電磁閥位于進、出氣管與儲氣罐相連的位置，控制氣體的進出；氣動增壓泵上方與儲氣罐相連，左右兩側分別與進、出氣管相連；微型控制器與信號傳輸及接受裝置分別與氣動增壓泵通過導線相連；位移傳感器均勻布置在X80埋地管的環向，氣壓傳感器布置在保護管道內，兩個傳感器通過導線與信號傳輸及接受裝置連接。

2.根據權利要求1所述的用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置及方法，其特征在于：所述的X80埋地管道與保護管道中間環空，通過端錐管道進行連接，X80埋地管道與保護管道間采用橡膠密封圈保證保護管道的氣密性。

3.根據權利要求1-2所述的用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置及方法，其特征在于：所述的進氣管、出氣管均為X80管線鋼材。

4.根據權利要求1-3所述的用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置及方法，其特征在于：采用有限元軟件確定斷層位移作用下，X80埋地管道破壞時的應變最大處，在此處沿埋地管道環向均勻布置12個位移感應器。

5.根據權利要求1-4所述的用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置及方法，其特征在于：所述的信號傳輸及接收裝置能夠接受位移傳感器的應變信號，以及氣壓傳感器的氣壓信號。

6.根據權利要求1-5所述的用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置及方法，其特征在于：用以下公式確定X80埋地管道受斷層位移影響的區域，同時確定了保護管道的加設位置及長度。

式中：L為“斷層位移對X80埋地管道的影響區域”，m；k為無量綱化參數，k＝1m^-1；δ為斷層位移，m；ψ為斷層傾角，°；D為管道直徑，m；t為管道壁厚，m；h為管道埋深，m；P為管道內壓，MPa；σ_s為管材屈服強度，MPa。

7.根據權利要求1-6所述的用于X80埋地管道穿越地震斷裂帶的保護裝置及方法，其特征在于：確定了保護管間實時壓力公式為：

式中：ε_t為管道拉應變；為管道的臨界拉應變，取2％。