[实用新型]一种陆上埋地管道上浮屈曲临时治理系统

说明书

本实用新型公开了一种陆上埋地管道上浮屈曲临时治理系统，包括由上浮屈曲段管道本体、上游延伸管道和下游延伸管道构成的目标控制管段，以及由上游远端辅助起吊段和下游远端辅助起吊段构成的辅助控制管段；在所述目标控制管段和辅助控制管段上设置吊点和应变花，在管道悬空处设置有垫层，在裸露管道上设置覆盖层。本实用新型通过调整上浮屈曲段和其上、下游连接段的弯曲姿态，利用辅助弯曲管段吸收开挖引起的管道附加轴向形变量，达到应力均匀分配、总体可控的目的，并监测各处管道应力和应变，保障管道继续服役安全，为后续研究制定完整的屈曲治理方案创造充裕的分析时间和有利的施工条件。本实用新型系统原理明确、组建快速、机动性好。

技术领域

本实用新型涉及一种陆上埋地管道上浮屈曲临时治理系统。

背景技术

随着陆上油气田不断开发，具有高温、高压油气采出物的生产井日益增多，这对油气集输管道、附件的强度和稳定性设计和介质流动保障提出了较高的要求。管道上浮屈曲是一种管道由于轴向热膨胀挤压作用，引起部分上向弯曲管段的上抬分力增加且大于其覆土、自重下压力后，管道释放热膨胀位移而形成的架空弯曲形态，属于典型的管道稳定性破坏问题。强度校核合格的管道系统同样存在上浮屈曲的可能。

管道发生上浮屈曲后，不仅出现管体局部裸露，面临遭受环境荷载影响的风险，也存在由工况变化、管土运动等引起局部弯曲变形进一步加剧的可能，必须尽快予以消除。埋地管道上浮屈曲的完整治理需同时结合诱因剖析、工艺调整、管道改线等详细工作，但极有必要在开展这些工作前进行临时控制，以避免弯曲加剧。

目前，部分研究集中于管道上浮屈曲成因的探索和力学模型计算，公认热膨胀、埋设深度、垂直上向弯曲角度等因素均对上浮屈曲诱发存在影响，并形成了较为系统的预测与分析模型。然而，管道发生上浮屈曲后的治理思路和方法鲜有报道，临时控制措施亦未见公开说明，不利于形成完善的成套管道上浮屈曲防治技术。因此，对于实际工况稳定性偏离设计方案或运行工况突变等引起管道实际发生的上浮屈曲问题，亟需提出并发展相关临时性控制方案，抑制屈曲加剧，减缓环境荷载对管道的安全影响，为后续研究制定完整的屈曲治理方案创造充裕的分析时间和有利的施工条件。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了一种陆上埋地管道上浮屈曲临时治理系统，结合埋地管道上浮屈曲形成与损伤机理，通过降低系统下压荷载、调节弯曲分布及释放管道轴向应力等手段，合理降低管道集中的局部弯曲应力，起到临时控制屈曲管段受力的效果。

本实用新型所采用的技术方案是：一种陆上埋地管道上浮屈曲临时治理系统，其特征在于：包括由上浮屈曲段管道本体、上游延伸管道和下游延伸管道构成的目标控制管段，以及由上游远端辅助起吊段和下游远端辅助起吊段构成的辅助控制管段；在所述目标控制管段和辅助控制管段上设置吊点和应变花，在管道悬空处设置有垫层，在裸露管道上设置覆盖层。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：本实用新型从释放热膨胀和增大上浮屈曲段弯曲曲率半径的角度入手，基于管道姿态分析结果，利用机械设备调整上浮屈曲段和其上、下游连接段的弯曲姿态，利用辅助弯曲管段吸收开挖引起的管道附加轴向形变量，达到应力均匀分配、总体可控的目的，并监测各处管道应力和应变，保障管道继续服役安全，为后续研究制定完整的屈曲治理方案创造充裕的分析时间和有利的施工条件，亦进一步推动了该领域的技术发展。本系统原理明确、组建快速、机动性好，具体优点如下：

(1)系统科学

本系统针对发生上浮屈曲的油气管道，借助后台姿态模拟结果，利用吊装设备，延长弯曲段长度，降低管道整体弯曲程度，并进一步释放热位移；利用辅助弯曲管段，吸收潜在向上浮屈曲管段传递的附加热位移；同时，对调整后的管道姿态进行足够支撑和检测，保障管道后期运行安全。

(2)施工方便

本系统仅针对发生上浮屈曲的管道及其上下游有限长度管道进行开挖和小幅度吊装，施工设备常规且来源广，作业方便，无其他非标准设备需求。