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化工机械
集输管道锚固墩推力计算方法探讨与优化
陈俊文刘力升”余洋”吕娜”汤晓勇
(1．中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司；2.中国石油天热气股份公司西南油气田分公司输气管理处
3．中国石化销售有限公司四川石油分公司）
2017年
摘要结合理地管道轴向受力规律，分析并优化了错国墩推力计算方法。结果表明：错固或推力计算应充分考虑全线错固域的设置情况：优化后的计算站累大幅降低了错固域推力值；款件建模结果证实了优化启的公式计算结站采的可靠性。
错固拨探讨与优化
关键词集愉管道热应力热位移
中图分类号TQ055.8*1
文献标识码A
随着油气开发的不断发展，井口的高温、高压工况将成为油气田地面工程的常态"。虽然井口节流设备可在一定程度上降低介质的温度和压力，但受开发方案经济性的制约，节流后的介质温度和压力仍处于较高水平(2)。因此，油气集输系统不可避免地面临高温、高压工况带来的诸多难题与挑战，例如站内配管应力超标、理地管道弯头应力过大及绝缘接头失效等问题[3-5]。目前，诸多学者针对在温度和压力影响下的钢制管道应力和应变规律进行了深人的研究[6-10]，也提出了较为可行的管道位移和应力控制措施，保障了管道上下游设备、管道及其附件的安全。其中，在埋地管道上设置锚固墩是解决上述问题的有效手段锚固增依靠体积庞大的混避土块与土壤间的相互作用力对管道推力进行平衡，以约束管道位移，防止热膨胀位移传递给其他设备、管件后诱发这类物件强度失效。目前，锚固嫩推力计算研究已经取得了长足的进步(11-14)，且大量应用于实际工程，但较大的尺寸造成了较高昂的投资，有必要进一步讨论通过优化锚固嫩推力计算方法以减小尺寸。同时，鲜有研究报道关注锚固墩的推力分析与整个管道系统走向和镭固点分布的关系。虽然相关商业软件简化了分析过程，但计算结果也需用理论推导的公式进行复核。因此，有必要基于前人研究成果，结合管道强度和位移本质规律，进
文章编号0254-6094(2017)03-0296-06
一步探讨和优化锚固墩推力的计算方法，以达到设计合理、节省投资的目的。
笔者将基于管道系统内应力基本规律，结合错锚固嫩的实质作用，探讨全管道系统下错锚固嫩推力的计算方法，并进一步提出优化锚固嫩推力的手段与措施。
1埋地管道系统运动规律
埋地钢制管道轴向应力主要包括内压应力（由内压引起）、温差应力（由操作温度与安装温度差引起）、弯曲应力（由管道弯曲应力引起）和其他应力（由外力引起）。根据目前常用的埋地管道应力校核规范ASMEB31.8-2014(15)和ASME B31.4-2016(1),埋地管道的基本状态可以分为锚固态和非锚固态，其实质在于管道是否存在由前述各种外因（如内压、温差、弯曲或外力）引起的位移或形变，可将在外因作用下依然保持原始位置或形态的管道定义为锚固态管道：将在外因作用下发生位移或形变的管道定义为非错固态管道。其中，锚固态管道被外力嵌固，管道轴向应力(绝对值)最大，但对连接直管段的弯头或设备几乎无附加位移；非错固态下，部分管道轴向应力（尤其是温差应力)被管道以位移的形式释放，但会对连接直管段的弯头或设备产生附加位移，造成应力集中[1T]。
运行过程中（温差和内压作用下）的埋地管
作者简介：陈俊文（1987-），工程师，从事油气田地面工程设计与研究工作，chenjunw_sw@cnpc.com.cn
方方数据