一种长输油气管道抗震装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种长输油气管道抗震装置，属于长输油气管道建设技术领域。所述装置包括方型吊架和拱型隔离壳体；方型吊架和拱型隔离壳体沿着断层附近的长输管道连续架设；方型吊架包括U型支架、横梁、吊环和吊索；拱型隔离壳体包括圆弧型隔离板、支撑板和橡胶圈；长输管道套入吊环，吊环通过吊索与横梁连接；U型支架与横梁连接；圆弧型隔离板设置于长输管道外表面上方，并且在圆弧型隔离板与长输管道外表面之间设置有橡胶圈；圆弧型隔离板与U型支架分离；圆弧型隔离板的两侧分别连接有支撑板。本实用新型专利技术的抗震装置，具有结构简单、易于加工和安装、成本低、重量轻等优点，能够提高管道抗疲劳性能、防止管道屈曲破坏、减小应力集中。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及长输油气管道建设
，特别涉及一种长输油气管道抗震装置。
技术介绍
众所周知，地震是对社会和人类危害最大的突发性自然灾害。作为世界上地震活动较强烈的国家，地震灾害是我国最严重的自然灾害之一。然而对长输埋地管道来说，除了腐蚀问题外最大的问题就是地震。根据大量震害统计资料，埋地管道在地震中的破坏一般发生在活动断裂带。当长输埋地管道跨越断层时，由于断层区地面发生较大错动，埋地管道会随着土体的变形而变形，并且受到来自管道横向和轴向的土反力作用，因此当管道受拉时，若拉伸应变超过极限值，管道就会破坏；当管道受压时，会由于薄壳失稳而造成屈曲破坏。总之，断层的存在对埋地管道的运行造成了巨大的威胁，长输管道事故一旦发生，不仅会造成油气泄漏、管线停输，带来巨大经济损失，而且还有可能引发火灾、爆炸等事故，对生命财产、自然环境和社会安定带来严重后果和恶劣影响。理论上，减小埋深、提高管材的延性、改变断层平面与管轴之间的夹角、选择管道穿越断层的位置、增加管道的壁厚、调整锚固点及固定墩的位置等措施可以减小地震对管道的威胁。减小埋深可以使作用在管道上的土压力和纵向摩擦力减小，管道在地震时容易变形，不易破坏。对敷设在可能大的位移错动断层的长输管道，可以砌筑管沟，使管道能够自由地作横向和纵向振动。在活动断层区地下铺设长输管道埋深最好不超过10m。但是减小埋深增加了管道裸露的可能性，导致管道受到其他机械伤害和人为破坏的可能性大大增加。在我国长输管道被盗油情况频繁发生，减小埋深使盗油难度降低，油品被盗的可能性大大提高。提高管材的延性采用高钢级管线钢X65、X70、X80、X90等，高钢级管线钢的成功开发也使更大输量的油气管道建设成为可能材料的延伸率越高。材料的延伸率越高，允许的拉伸应变值就越大。由于压缩许用应变与管壁厚度成正比，因此采用钢号低(延性大)的厚壁管道最好。但是这会大量增加钢材的用量及管道重量，使成本增加，在经济上不可行。正确的选择断层平面与管轴之间的夹角，使管线在断层运动时受拉，避免受压。管材的耐拉伸性能优于耐压缩性能，同等拉伸和压缩位移的作用，管道会先发生压缩性屈曲破坏。但是断层平面的走向很难确定，即使经过多方的数据分析也难以准确的给出精确的结果。同时，由于地震断层位移发生的不确定性，因此管道在断层位移中受拉伸或压缩也难以判断。合理选择管道穿越断层的位置，由于断层位移的大小和断裂宽度在一条断层上并不相同，尽可能根据有关资料查找断层位移和断裂带宽度最小的地方埋设管道，由于断层附近地表运动十分复杂，形成宽度不一的位错地带，因而管道铺设的方向不宜与断层线平行。但是断层位移的大小和断裂宽度只是基于原有断层数据进行估算，有些断层由于数据缺乏无法进行预判，也没有明确的理论推导，因此这种方法很难实现。调整锚固点及固定墩的位置使其远离断层，在断层附近应减少固定墩的设置，加大固定墩的距离，使管线在发生地面位移时有足够的滑动长度提供管线允许错动位移，同时可以避免由于断层横向运动使管道发生的剪切破坏。但是断层发生的实际位置难以明确，同时固定墩之间的距离过大，容易使管道在运营过程中由于自重的原因发生沉降变形。降低断层位移对管道影响的经济性、可行性的办法就是沿着长输管道长度方向相隔一段距离加抗震器。其工作原理就是在发生断层位移的时候通过减小断层土壤对管道的作用达到使管道不变形或小变形的目的。传统的抗震器是通过结合结构本身的性能，如承载能力、变形能力及耗能能力等来抵御地震的作用，这种依靠结构构件塑性变形的能力来吸收能量，能消化大量的地震能量，减轻结构的地震反应，使结构“裂而不倒”、“坏而不漏”，达到抗震的目的。随着社会的发展，管道功能要求越来越高，许多重要的、危险的长输管道(输送介质为有毒、有害、易燃、易爆)不允许管道进入塑性工作阶段，这对管道的抗震性能提出了更高的要求，因此需要抗震器来提高穿越地震断层长输管道的抗震性能。由于地震断层的不可预见性以及管道地震反应的复杂性使得传统的结构抗震性能未必有效。当地震发生时，管道周围的土壤载荷作用在管道上，会使管道发生横向位移、纵向位移以及空间位移等复杂的位移形式，造成管道的失稳破坏。
技术实现思路
为了提高长输管道穿越地震断层的抗震性能，本技术提供了一种长输油气管道抗震装置，所述装置包括方型吊架和拱型隔离壳体；所述方型吊架和拱型隔离壳体沿着断层附近的长输管道连续架设；所述方型吊架包括U型支架、横梁、吊环和吊索；所述拱型隔离壳体包括圆弧型隔离板、支撑板和橡胶圈；所述长输管道套入所述吊环，所述吊环通过所述吊索与所述横梁连接；所述U型支架与所述横梁连接；所述圆弧型隔离板设置于所述长输管道外表面上方，并且在所述圆弧型隔离板与所述长输管道外表面之间设置有所述橡胶圈；所述圆弧型隔离板与所述U型支架分离；所述圆弧型隔离板的两侧分别连接有所述支撑板。本技术提供的长输油气管道抗震装置，通过方型吊架和拱型隔离壳体，将管道从管沟底面抬起，隔开管道和土壤，从而减小管道周围土壤对管道的作用，降低断层对管道的破坏作用。本技术提供的长输油气管道抗震装置，具有结构简单、易于加工和安装、成本低、重量轻等优点，能够提高管道抗疲劳性能、防止管道屈曲破坏、减小应力集中。附图说明图1是本技术实施例方型吊架的结构示意图；图2是本技术实施例拱型隔离壳体的结构示意图；图3是图2的A-A向剖面图；图4是本技术实施例抗震装置在管道铺设中的应用示例图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术技术方案作进一步描述。本实施例提供的长输油气管道抗震装置，包括方型吊架和拱型隔离壳体；方型吊架和拱型隔离壳体沿着断层附近的长输管道连续架设。参见图1至图3，方型吊架包括U型支架1、横梁2、吊索3和吊环4；拱型隔离壳体包括橡胶圈7、圆弧型隔离板8和支撑板9；长输管道6套入吊环4，吊环4通过吊索3与横梁2焊接；U型支架1与横梁2焊接；圆弧型隔离板8设置于长输管道6外表面上方，并且在圆弧型隔离板8与长输管道6外表面之间设置有橡胶圈7；圆弧型隔离板8与U型支架1分离；圆弧型隔离板8的两侧分别焊接有支撑板9。本实施例提供的抗震装置的架设过程如下：1)安装方型吊架如图1所示，将U型支架按照预设间隔竖直放入管沟，并进行固定；管沟中根据长输管道的埋深回填适量的沙土5，将套好吊环的长输管道铺设在沙土上；将带有吊索的横梁安装在U型支架上，调整吊索的横向位置使其在长输管道的中心线上方，调整吊索和吊环的高度使横梁承受一定管道的重量，保证管道不离开回填土表面。2)安装拱型隔离壳体将圆弧型隔离板和支撑板进行倒角处理，去掉尖锐、锋利的棱角；倒角处理后，在圆弧型隔离板的两侧(宽度方向)分别焊接支撑板；将组合完成的圆弧型隔离板设置在管沟内管道外表面上方。3)调整整体位置和安装橡胶圈本实施例抗震装置仅安装在长输管道穿越断层的附近，安装距离为断层发生时对管道的影响长度。如果要长距离整体安装本实施例抗震装置，那么以拱型隔离壳体开始，并以拱型隔离壳体结束。将第一个拱型隔离壳体作为基准，沿长输管道长度方向依次进行方型吊架和拱型隔离壳体的位置校准，使拱型隔离壳体与方型吊架之间保持一定距离。在整体位置确定后，沿长输管道长度方向在圆弧型隔离板与长输管道外表面之间的两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长输油气管道抗震装置，其特征在于，所述装置包括方型吊架和拱型隔离壳体；所述方型吊架和拱型隔离壳体沿着断层附近的长输管道连续架设；所述方型吊架包括U型支架、横梁、吊环和吊索；所述拱型隔离壳体包括圆弧型隔离板、支撑板和橡胶圈；所述长输管道套入所述吊环，所述吊环通过所述吊索与所述横梁连接；所述U型支架与所述横梁连接；所述圆弧型隔离板设置于所述长输管道外表面上方，并且在所述圆弧型隔离板与所述长输管道外表面之间设置有所述橡胶圈；所述圆弧型隔离板与所述U型支架分离；所述圆弧型隔离板的两侧分别连接有所述支撑板。

【技术特征摘要】
1.一种长输油气管道抗震装置，其特征在于，所述装置包括方型吊架和拱型隔离壳体；所述方型吊架和拱型隔离壳体沿着断层附近的长输管道连续架设；所述方型吊架包括U型支架、横梁、吊环和吊索；所述拱型隔离壳体包括圆弧型隔离板、支撑板和橡胶圈；所述长输管道套入所述吊环...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉卿，陈严飞，张振永，刘啸奔，张宏，周亚薇，蒋庆梅，田姗姗，吴建军，武玉梁，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气管道局，中国石油天然气管道工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11