[发明专利]横向变形管道安全状态监测方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种横向变形管道安全状态监测方法及装置，该方法包括：根据所述轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度建立待测管道的三维视图，所述待测管道为两端具有环焊缝的管道；对三维视图进行分析确定待测管道中心轴线上的目标变形区域；确定目标变形区域中极值点和两个定位点的坐标；根据极值点的坐标和定位点的坐标确定各点对应的变形量，根据变形量和待测管道的配置信息确定待测管道的安全状态。本发明实施例提供的一种横向变形管道安全状态监测方法及装置，通过管道变形区域中各点的变形量、长度变化量等参数测量，获取横向变形管道的弯曲应变和薄膜应变，进而评估管道的安全状态。

技术领域

本发明涉及石油管道安全评估技术领域，尤其涉及一种横向变形管道安全状态监测方法及装置。

背景技术

地面沉降、洪水、滑坡和占压等是管道工程中常见的典型不良地质条件，可能引发管道发生横向变形，严重变形还可能导致管道发生屈曲或断裂等失效形式，对管道安全构成严重威胁。目前横向变形管道的安全评定主要集中在根据不同地质条件分别建立管道的力学分析模型，研究管道力学行为，推导管道变形与应力的解析计算方法。例如，ASCE《埋地钢制管道设计指南》建议采用概率积分法预测地表变形，并以之作为位移载荷条件，考虑管-土间的非线性相互作用和管材非线性等因素，建立有限元模型，分析开采沉陷区埋地管道的变形与应力分布特点。有学者建立了横向滑坡管道的有限元模型和解析计算方法，分析了管道的变形与应力、应变分布特点。现有解析方法中的简化条件限制了其应用范围，有限元方法求解过程复杂，耗时长。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种横向变形管道安全状态监测方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种横向变形管道安全状态监测方法，包括：

获取待测管道的轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度，根据所述轮廓扫描数据、管道壁厚、管道外径和管道长度建立待测管道的三维视图，所述待测管道为两端具有环焊缝的管道；

对所述三维视图进行分析，获取管道中心轴线，确定待测管道中心轴线上的目标变形区域；

确定目标变形区域中极值点和两个定位点的坐标，所述定位点位于所述极值点的两侧，且所述极值点和所述定位点均在管道中心轴线上；

根据所述极值点的坐标和定位点的坐标确定各点对应的变形量，根据所述变形量和预存的待测管道的配置信息确定待测管道的安全状态。

可选地，所述确定目标变形区域中极值点和两个定位点的坐标，包括：

对所述三维视图进行处理，获取轴向截面，在所述轴向截面上包含管道中轴线；

将管道的原始中轴线置于所述轴向截面上，与所述管道中轴线进行拼合处理，所述原始中轴线为管道未发生横向变形前的中轴线；

在原始中轴线上建立坐标原点位于原始中轴线上，极值点位于y轴上的第一坐标系；

在所述管道中轴线上且位于极值点两侧分别确定一个定位点，根据第一坐标系确定所述极值点和所述定位点的坐标。

可选地，所述根据所述极值点的坐标和定位点的坐标确定各点对应的变形量，包括：

根据所述极值点的坐标和定位点的坐标确定各点在y轴上的坐标值；

根据各点在y轴上的坐标值确定各点对应的变形量。

可选地，所述根据所述变形量和预存的待测管道的配置信息确定待测管道的安全状态，包括：

根据所述变形量、待测管道的配置信息和第一应变公式确定待测管道在目标变形区域中极值点的弯曲应变；

根据所述变形量、待测管道的配置信息和第二应变公式确定待测管道在目标变形区域中极值点的薄膜应变；