埋地管道在冻土带的热力变形分析
Analysis of Thermal Deformation of Buried Pipeline in Permafrost Zone
浏览(2196) 下载(3)
- DOI:
- 作者:
- 张昆1, 练章华1, 夏永波2, 刘清泉3, 冯靓1
ZHANG Kun1
- 作者单位:
- 1. 油气藏地质及开发工程"国家重点实验室, 四川, 成都 610500;
2. 四川科宏石油天然气工程有限公司, 四川, 泸州 646001;
3. 中国石油西南油气田分公司, 四川, 成都 610016
State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploration, Chengdu 610500, China
- 关键词:
- 埋地管道;冻土地带;传热;热力分析
buried pipeline;permafrost zone;thermal transfer;thermal analysis
- 摘要:
- 埋地油气管道通过永冻土地带时，由于管内介质与周围的冻土发生了热力作用，使冰土解冻，在管道周围形成融化圈。文章分析了永冻土的特点，建立了永冻土地带土壤传热数学模型：融化圈内外传热方程、管道向土壤和土壤表面向大气所放热量的守恒关系、融化圈界面处土壤温度、相变界面处固相变为液相的传热条件。还建立了埋地管道模型，并以穿过永冻土地带土壤的输油管道为例，分析并计算了各种应力的最大值所在的位置和大小，提出了在永冻土地带减小管道热力变形的措施。
When a buried pipeline goes through permafrost zone,thermal action between medium inpipeline and permafrost occurs and causes the frozen earth thawing,so the thaw settlement forms aroundthe pipeline.This article analyzes the characteristics of permafrost earth, establishes mathematical modelof earth thermal transfer,which consists of thermal transfer equation in thaw zone,the conservation rela-tionship of heat quantity transferring from pipeline to earth and from earth surface to atmosphere, earth temperatures at thaw zone interface, heat transfer condition of solid phase changing into liquid phase atphase interface.Taking an oil pipeline passing through permafrost as an example, the paper calculatesand analyzes the positions and magnitudes of various maximum stresses, then put forwards the measuresof reducing thermal deformation of pipeline in permafrost zone.2006,4(4): 4-6 收稿日期：2006-2-16分类号：TE973.1基金项目：CNPC石油科技中青年创新基金(03E7037)；四川省杰出青年基金项目资助(03ZQ026-044)作者简介：张昆(1982— ），女，四川南充人，西南石油大学在读硕士研究生，主要从事油气管道输送、管线力学等方面的研究工作。参考文献：
[1] [苏] 勃洛达夫金.埋设管线[M] .冯亮译.北京:石油工业出版社,1980.15-16.
[2] 铁路第三勘察设计院.冻土工程[M] .北京:中国铁道出版社,2002.54-56.
[3] 李长俊,骆建武,廖晓蓉.埋地管道在热力作用下土壤干燥或解冻的Stefan分析[J] .天然气工业,2003,(6):140-143,77-79.
[4] 李长俊,江茂泽,纪国富.永冻区埋地热油管道热力计算[J] .西南石油学院学报.2000,(1):77-79.
[5] 国家林业局.冻土工程地质勘察规范[M] .北京:中国计划出版社,2001.81-85.