【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天然气管道监测，具体涉及一种站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测及预警方法。
技术介绍
1、我国许多站场周围地质灾害频发，出现了不同程度的沉降隐患，特别是阀门等站场设备支墩沉降会引起与设备连接处的地面管道倾斜和弯曲，管道有拉裂和天然气泄漏的风险，具有安全隐患。此外，在某些站场由于设计及建设施工阶段的不重视，没有在阀门等设备底部设置基墩，造成后期运营大量的额外整改工作量。由于部分站场设备基墩沉降导致地面管道产生的应力长期得不到释放，引起与设备连接处管道焊缝开裂，出现天然气泄漏等安全隐患。
2、目前已有学者开展了管道在地基沉降下的安全评价、监测与预警，但大多仅局限于长输埋地管道，且预警也仅基于应力或应变角度，管道应力监测设备对环境的要求较高，且监测手段较为复杂，需对管道进行除锈、除氧化皮、打磨等，进行应变片粘贴或焊接，最后设置温度补偿和进行接线调试，通过应变计长期监测数据结合有限元模拟对管道进行预警。然而，对于站场阀门等设备支墩在地基沉降的作用下，现场操作人员对与设备相连的地面管道并无一个针对性和可操作性的监测及预警方法，不能有效地对具有沉降隐患站场的设备连接处地面管道的安全评定进行指导。另外，对在役站场的管道，特别是冬季在保证输量和用户供气时(用气高峰时)，没有关停进行打磨和焊接应变片的条件；需要从其他角度进行辅助观察、监测和预警。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术旨在提供一种站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测及预警方法。本专利技术旨在提供一种从管道
2、为达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一方面，提供一种站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，包括以下步骤：
4、建立站场设备支墩沉降条件下地面管道的有限元模型，且所述有限元模型的两端采用固定边界条件；
5、通过数值模拟对所述有限元模型进行应变分析，获得所述有限元模型在站场设备支墩沉降条件下应变大于应变阈值的点，该点对应的位置即为所述地面管道的应变监测点；
6、在所述应变监测点处设置应变计，对所述地面管道进行应变监测；
7、在位于所述地面管道下沿的应变监测点间距阈值范围内设置位移监测点，并在所述位移监测点处设置位移监测装置，对所述地面管道进行位移监测。
8、作为优选，建立站场设备支墩沉降条件下地面管道的有限元模型时，采用ansys软件进行建模。
9、作为优选，在所述应变监测点处设置应变计时，所述应变计设置四个，且均匀设置在所述地面管道的3、6、9、12点钟方向；或者，所述应变计设置两个，设置在所述地面管道的6、12点钟方向。
10、作为优选，所述位移监测装置采用激光测距仪。
11、作为优选，应变阈值根据站场地面管道的预警要求进行确定。
12、作为优选，至少在地面管道的两端固定支座内侧以及沉降点处进行管顶及管底的轴向应变监测。
13、另一方面，还提供一种站场阀门支墩沉降的地面管道预警方法，包括以下步骤：
14、采用上述任意一项所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法对地面管道进行多维监测；
15、设置应变预警分级制度和位移预警分级制度；
16、根据所述应变预警分级制度和所述位移预警分级制度，结合监测结果进行预警。
17、作为优选，所述应变预警分级制度为：当地面管道最大应变达到50％的许用应变时，为1级预警；当地面管道最大应变达到80％的许用应变时，为2级预警；当地面管道最大应变达到100％的许用应变时，为3级预警。
18、作为优选，所述位移预警分级制度为：对应50％许用应变时，基于有限元数值模型计算的位移值，为1级预警；对应80％许用应变时，基于有限元数值模型计算的位移值，为2级预警；对应100％许用应变时，基于有限元数值模型计算的位移值，为3级预警。
19、作为优选，在有限元模型参数不变的基础上，对有限元模型支座处施加位移载荷，并逐渐增大位移值直至管道等效应力最大值达到预警应力，此时管道对应的沉降位移值即为管道沉降量预警值。
20、综上所述，本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术通过有限元建模和应变分析获取应变监测点，能够更有针对性的对地面管道进行监测；另外，通过在管道应变的基础上，结合管道位移和设备支墩情况多维角度地对沉降下的设备支墩附近的地面管道进行预警，能够为地面管道的安全评定提供技术支持。
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1.一种站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：建立站场设备支墩沉降条件下地面管道的有限元模型时，采用ANSYS软件进行建模。
3.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：在所述应变监测点处设置应变计时，所述应变计设置四个，且均匀设置在所述地面管道的3、6、9、12点钟方向；或者，所述应变计设置两个，设置在所述地面管道的6、12点钟方向。
4.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：所述位移监测装置采用激光测距仪。
5.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：应变阈值根据站场地面管道的预警要求进行确定。
6.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：至少在地面管道的两端固定支座内侧以及沉降点处进行管顶及管底的轴向应变监测。
7.一种站场阀门支墩沉降的地面管道预警方法，其特征在于，包括
8.根据权利要求7所述的站场阀门支墩沉降的地面管道预警方法，其特征在于：所述应变预警分级制度为：当地面管道最大应变达到50％的许用应变时，为1级预警；当地面管道最大应变达到80％的许用应变时，为2级预警；当地面管道最大应变达到100％的许用应变时，为3级预警。
9.根据权利要求7所述的站场阀门支墩沉降的地面管道预警方法，其特征在于：所述位移预警分级制度为：对应50％许用应变时，基于有限元数值模型计算的位移值，为1级预警；对应80％许用应变时，基于有限元数值模型计算的位移值，为2级预警；对应100％许用应变时，基于有限元数值模型计算的位移值，为3级预警。
10.根据权利要求6所述的站场阀门支墩沉降的地面管道预警方法，其特征在于：在有限元模型参数不变的基础上，对有限元模型支座处施加位移载荷，并逐渐增大位移值直至管道等效应力最大值达到预警应力，此时管道对应的沉降位移值即为管道沉降量预警值。
...【技术特征摘要】
1.一种站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：建立站场设备支墩沉降条件下地面管道的有限元模型时，采用ansys软件进行建模。
3.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：在所述应变监测点处设置应变计时，所述应变计设置四个，且均匀设置在所述地面管道的3、6、9、12点钟方向；或者，所述应变计设置两个，设置在所述地面管道的6、12点钟方向。
4.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：所述位移监测装置采用激光测距仪。
5.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：应变阈值根据站场地面管道的预警要求进行确定。
6.根据权利要求1所述的站场阀门支墩沉降的地面管道多维监测方法，其特征在于：至少在地面管道的两端固定支座内侧以及沉降点处进行管顶及管底的轴向应变监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：林睿南，钱浩，汪波，罗敏，王小丹，毛学彬，陈雪，彭科，朱斌，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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