[发明专利]一种煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置及铺设方法

权利要求书

1.一种煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置，其特征在于，它主要包括：柔性油气管道、多个可伸缩套管和多个滑移机构，其中：

所述的柔性油气管道，沿开采沉陷区的埋地管沟进行分布；

所述的多个可伸缩套管，套设在柔性油气管道的外部，相邻两个可伸缩套管之间通过管道固定板相连接，其中，每个所述可伸缩套管内部的柔性油气管道呈弯曲状态分布；每个所述可伸缩套管和管道固定板通过连接机构相连接，所述连接机构包括法兰盘、上套管固定环、下套管固定环和连接螺栓，法兰盘的一侧固定在管道固定板上，法兰盘的另一侧设有向外延伸的凸台，可伸缩套管的端部套设在凸台上，且通过上套管固定环、下套管固定环和连接螺栓与凸台相锁紧；

所述的多个滑移机构，一一对应地固定在管道固定板上，柔性油气管道依次穿设在所述滑移机构中，并与滑移机构滑动连接；所述滑移机构包括滑动支座和多个钢制滚珠，滑动支座通过固定螺栓固定在所述管道固定板上，多个钢制滚珠滚动设置在滑动支座的内圆周上，并与柔性油气管道的外侧壁相配合。

2.如权利要求1所述的煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置，其特征在于，所述法兰盘的上方还设有监测钢管和连接卡套，监测钢管的下端通过连接卡套与法兰盘相连接，监测钢管的上端竖直向上延伸并露出地表至设定距离。

3.如权利要求1所述的煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置，其特征在于，相邻的两个管道固定板之间还通过限位钢丝绳相连接。

4.如权利要求1所述的煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置，其特征在于，所述管道固定板上设有固定套环，限位钢丝绳穿过固定套环后通过钢丝绳索夹相锁紧。

5.如权利要求1所述的煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置，其特征在于，所述可伸缩套管采用内置细钢丝带肋可伸缩的塑料管制作而成。

6.一种如权利要求1-5任一所述的煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置的铺设方法，其特征在于，步骤如下：

第一步、计算在开采沉陷区规划的埋地油气管道沿线地表的最大变形预计值

根据煤矿开采沉陷学中概率积分法计算在开采沉陷区规划的埋地油气管道沿线地表的最大变形预计值；

第二步、确定可伸缩套管的伸长量和内径

要求单位长度内可伸缩套管的最大伸长量为铺设管道沿线地表的最大变形值的1.2-1.5倍，且可伸缩套管的内径为柔性油气管道外径的3-5倍；

第三步、确定相邻管道固定板间距及柔性油气管道长度

柔性油气管道长度应满足：相邻管道固定板之间穿入的柔性油气管道的最大可伸长量为沉陷过程管道沿线土体最大变形预计值的1.2倍；相邻管道固定板之间的间距要求不能大于50m；

第四步、开挖埋地管沟

管沟的开挖深度比管道底部设计标高深0.5-0.6m，管沟宽度比可伸缩套管直径大1.2-1.5m；

第五步、铺设第一段可伸缩套管

开挖好埋地管沟后，在埋地管沟底部先用细砂土填埋压实至管底设计标高，根据步骤一、二和三的计算结果铺设第一段可伸缩套管，并保证第一段可伸缩套管置于埋地管沟的正中间位置；

第六步、安装第一段可伸缩套管内的柔性油气管道

在铺设好的第一段可伸缩套管内安装柔性油气管道；

第七步、安装第一段限位钢丝绳

将第一段限位钢丝绳穿入铺设好的第一段可伸缩套管中，限位钢丝绳两端与第一段可伸缩套管两端的管道固定板连接；

第八步、连接固定第一段可伸缩套管及管道固定板

第一段可伸缩套管通过上套管固定环和下套管固定环连接在法兰盘上；管道固定板通过连接螺栓固定在法兰盘间；

第九步 、安装监测钢管

监测钢管通过焊接固定在连接卡套上，连接卡套通过固定螺栓固定连接在法兰盘上，同时保证各监测钢管延伸出地表面的高度为1~1.2m；

第十步、填埋管道

重复步骤五至步骤九，铺设好开采沉陷影响区中的各段管道及管道保护装置，最后填埋埋地管沟，并保证填埋管道过程中可伸缩套管的管周0.5m范围内用细沙土覆盖，填埋埋地管沟后整平地表。

7.如权利要求6所述的煤矿开采沉陷区埋地油气管道保护装置的铺设方法，其特征在于，所述的第六步中，安装第一段可伸缩套管内的柔性油气管道的详细方法是：在铺设好的第一段可伸缩套管两端分别布置管道固定板，将滑动支座安装在管道固定板上；根据步骤一、二和三计算该段可伸缩套管内弯曲柔性油气管道的长度，并在柔性油气管道上做好标记；将标记好的第一节柔性油气管道从第一段可伸缩套管一端的滑动支座的钢制滚珠间穿入，穿过后，从第一段可伸缩套管另一端管道固定板上的滑动支座的钢制滚珠间穿出，将穿出的第一节柔性油气管道分别从该第一段可伸缩套管的两端向中间压缩，使将标记段的第一节柔性油气管道正好置于第一段可伸缩套管中。