(录用定稿)网络首发时间:2018-12-05 14:48:06

采空区悬空天然气管道应力应变模拟

采空区有可能造成地表沉降变形、碎裂甚至塌陷等次生地质灾害,易造成埋地管道的大范围变形甚至悬空,对管道的安全极为不利。基于理想弹塑性模型,以X70管道为例,考虑管道与土体的非线性特性、管道的几何非线性、土壤的物理非线性等因素,利用有限元软件ABAQUS建立采空区悬空天然气管道的有限元仿真计算模型。在内压、轴向力、外部载荷等共同作用下,分析了X70悬空管道在不同悬空长度、不同内压、不同埋深条件下的应力应变变化,并采用双失效判别准则对其进行安全评估。研究结果表明:在充分考虑应力应变的变化趋势和变化速率基础上,双失效判据确定不同悬空长度管道所处的风险等级,可为采空区管道的完整性管理提供依据;内压对管道失效影响较大,当发生采空区塌陷时,为了保证管道平稳运行,临时降低管道内压可以有效提高管道安全性能。

国家重点研发计划资助项目“原油天然气储罐及附属管道、辅助设施安全评定与风险评价预警研究”,2017YFC0805804; 中国石油大学(北京)科研基金资助项目“系统安全预警中设备链耦合机理研究”,No.2462015YQ0406;

天然气管道; 采空区; 埋深; 内压; 应变准则;

TE973

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油气储运

Oil & Gas Storage and Transportation

ISSN:1000-8241

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