[发明专利]一种天然气管道跨越结构的清管安全评价方法

说明书

技术领域

本发明属于天然气输送管道的设计与安全保障领域，尤其涉及一种天然气管道跨越结构的清 管安全评价方法。

背景技术

管道跨越结构是一种将输送管道从天然或人工障碍物上部架空通过的建设工程，我国自上世 纪七十年代起开始修建天然气管道跨越结构，至今已有超过30座在役大中型管道跨越结构。 天然气管道在新建投产后和正常的运行周期中，都需要进行清管以去除管内杂物和积水，保 证其输送能力。然而对于天然气管道跨越结构，其清管时的动态载荷却可能造成极为严重的 后果和损失。因为跨越结构的主要承力部件为钢制缆索，对管道属于柔性约束。而清管过程 中，清管器推动管内积水形成的局部段塞流，在经过跨越结构上桥时的弯头和起伏地形时， 还会发生流态变化，极易使跨越结构产生振动和位移；而管道振动又会影响管内两相流的流 动状态，形成两相流条件下的流固耦合振动，进一步加剧跨越结构的振动和位移。例如四川 南广河斜拉索管道跨越结构在清管时，管道的最大位移就达到了2m。大幅的位移和振动不仅 会造成跨越结构的失稳，还易使其应力超限，从而导致整体结构的破坏。破坏后泄漏的天然 气，可能引发火灾和燃爆事故，严重威胁跨越结构周边居民的生命和财产安全。因此，在跨 越结构实施清管之前，对清管预案进行安全评估，对于保障跨越结构安全性和清管过程的稳 定性是极为必要的。

国内外诸多学者都对清管过程中天然气管道跨越结构的位移和应力计算方法进行了研究，然 而并没有形成完整的清管安全评价流程。而天然气管道跨越结构的相关标准，GB50459-2009 《油气输送管道跨越工程设计规范》中仅规定了跨越结构在所有承力条件下的许用应力和许 用位移，并没有针对清管过程提出专门的安全校核指标和校核流程，也难以对跨越结构的清 管安全性进行评估。

综上所述，天然气管道跨越结构在清管过程中的大位移和强振动是其面临的重大安全威胁。 然而目前，尚没有形成对天然气管道跨越结构清管过程安全性的评价方法和评价流程，在管 道的生产运行中存在缺陷。

发明内容

本发明提供了一种天然气管道跨越结构的清管安全评价方法，以解决现有技术中的各种缺陷 和不足，本发明采取的技术方案如下： 提供一种天然气管道跨越结构的清管安全评价方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，根据天然气管道跨越结构的设计资料、现场踏勘以及拟定的清管运行方案，收集天 然气管道跨越结构的长度、管道用钢的屈服强度，并根据表1收集跨越结构在不同清管速度 下的位移和应力值；

表1天然气管道跨越结构在不同清管速度下的位移和应力值