[发明专利]一种基于应变检测的管道安全评价方法

说明书

本发明涉及一种基于应变检测的管道安全评价装置及方法。其技术方案是：包括试验台、管道、管道固定及轴向位移加载装置、横向位移加载装置、管道内压加载装置、应变检测及分析装置，试验台上通过管道固定及轴向位移加载装置、横向位移加载装置安装管道，并在管道上设有管道内压加载装置，通过数据线连接应变检测及分析装置进行检测和分析。有益效果是：可以进行埋地管道地质灾害多项位移载荷作用的小型物理模拟试验，并能够确定管道危险点的应力，用于断层、滑坡等地质灾害作用下埋地油气管道的安全评价，为埋地管道安全运营提供依据；该发明具有试验过程实时可见、检测方案简单高效等特点，既适用于管道模型检测示范，也能够在工程中推广应用。

技术领域

本发明涉及一种管道工程领域，特别涉及一种基于应变检测的管道安全评价装置及方法。

背景技术

管道作为油气的主要运输载体之一。近年来，随着以西气东输为代表的一批新管道项目的建设，截止到2015 年，我国油气长输管线总里程 10.87万公里，形成了横贯东西、纵贯南北的管道运输网络。由于埋地铺设的优势，埋地管道已经成为长距离输送原油、成品油、天然气等介质的重要手段。埋地管道覆盖面广，不得不穿越各种复杂的地质环境，在役的埋地管道不可避免受到地质灾害带来的潜在威胁，如断层错动、山体滑坡、泥石流、冻土等等。当地质灾害引发地面变形发生时,土体会因为剪切破坏和体积膨胀产生不可逆的变形,埋地管道会受到土体的推动作用产生不均句的偏移,进而发生破坏。近年来因永久地面变形作用而导致的管道事故不断发生,由断层错动和山体滑坡带来的埋地管道安全问题已经受到来自世界范围内的广泛关注。

为保证滑坡等地质灾害多发区管道的安全运行, 最合理的方法是对运营状态下的管体进行应力应变检测，即根据管道的实际工况，借助有限元模拟和理论分析, 确定管道的测点布置和管道截面应变计的分设方案。但该方法确定管道危险截面需要有限元建模分析，过程比较繁琐，测点确定存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种基于应变检测的管道安全评价装置及方法，用于断层、滑坡等地质灾害作用下埋地油气管道的安全评价，为埋地管道安全运营提供依据。

本发明提到的一种基于应变检测的管道安全评价装置，其技术方案是：包括试验台（1）、管道（2）、管道固定及轴向位移加载装置、横向位移加载装置、管道内压加载装置、应变检测及分析装置，

所述试验台（1）的左侧立柱开多个螺纹孔，与管道左法兰（3）连接，固定管道（2）的左端，试验台（1）的右侧立柱安设横向位移加载装置，用来调整和固定管道的横向位置，试验台（1）的底部对称开多个基础连接螺纹孔（9），使实验台与基础固定连接；

所述管道（2）为不锈钢无缝钢管，管道左右两侧下方各开有小孔，右侧小孔与管道内压加载装置连接，施加内压载荷，左侧小孔与泄压阀（10）连接；

所述管道固定及轴向位移加载装置的左端通过左法兰（3）、连接螺栓与试验台（1）左侧固定，右端通过右法兰（4）、轴向加载螺栓（5）安装在试验台右侧，利用轴向加载螺栓（5）施加管道轴向位移载荷，管道的右法兰（4）与试验台右立柱之间有聚合物圈（6）间隔，中间装有位移传感器（7）测定右法兰与右立柱的间距，确定所施加的管道轴向位移载荷大小。

优选的，上述的横向位移加载装置包括径向位移用加强筋（8）、管道横向位移加载螺栓（11）、横向位置固定用螺纹孔（16），在右法兰（4）上分布多组横向位置固定用螺纹孔（16），在试验台的右侧立柱内固定多个径向位移用加强筋（8），管道横向位移加载螺栓（11）插入径向位移用加强筋（8）的螺孔内旋转，带动右法兰移动进而使管道（2）的右端实现横向移动。

通过分别旋进水平、垂直两个方向的管道横向位移加载螺栓（11），推动右法兰（4）沿水平和垂直方向移动，当右法兰上的横向位置固定用螺纹孔（16）与设定位移载荷位置对应的螺纹孔重合，利用右法兰与右侧立柱直接连接的螺栓固定右法兰的位置，确保测试过程管道的横向位移保持不变。