CN222209231U - 一种用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构 - Google Patents

Abstract

一种用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构。涉及多年冻土区埋地管道病害防治领域，主要包括保温结构、支座结构、排水系统和管顶盖帽。所述保温结构包括防腐层、保温层和防护层。保温层能有效减少管道对多年冻土的热影响，防护层能防水、抗冻保护内部保温层。支撑结构用于支撑管道并减少管道底部对冻土的热影响。排水系统用于排放管道周围冻土融化的水，减少水分对土壤的影响，降低融沉的风险。管顶盖帽起到减少管道与外界的热交换的作用。这种防融沉结构能够有效地降低多年冻土区埋地管道受融沉影响的风险，保障管道的安全运行，并具有良好的抗冻性能和稳定性。

Description

一种用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构

技术领域

本实用新型涉及多年冻土区管道融沉防治领域，具体涉及多年冻土区埋地管道的防融沉结构。

背景技术

气候变暖导致多年冻土区的冻土融化速度加快，多年冻土区内埋地管道工程容易发生融沉灾害。随着气温升高，冻土中的冰会融化，导致土壤中水分含量增加，使地面失去了支撑力，容易发生沉降现象。多年冻土区内有大量的油气资源，而管道运输是最常用的方式。多年冻土区埋地管道输送原油时，由于原油温度通常高于周围冻土温度，热量会由管道传导到管道周围的冻土层中，引起冻土融化，从而导致冻土失去原有的支撑力，进而导致土体沉降。另一方面，融化的冰会转化为水分，水分将热量带到下层土，从而导致管道发生融沉现象。

因此，为减小原油管道对多年冻土区管道附近土体的热影响，降低土体的温度，防止多年冻土退化，防止管沟融陷。减小水分对土壤的影响，提高埋地原油管道的长期稳定性，设计了一种多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构。用于多年冻土区埋地管道工程，减小埋地原油管道对多年冻土的热影响，防止多年冻土退化，减小冻土融化对管道系统的影响，减小土壤融沉压力，增强管道稳定性，降低管道融沉的风险。

本实用新型的目的防止多年冻土区埋地原油管道融沉，与传统的埋地管道铺设结构相比，本实用新型管道结构不仅具有更好的稳定性，而且能有效减小冻土融化对管道的影响。

本实用新型采用以下技术方案进行实现：

一种用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构包含管顶盖帽、表层土回填、浅土层回填、原油管道、保温系统、支座结构、排水系统组成。管道系统最底部为支座结构，支座结构两侧设置排水系统，其上方为保温系统和原油管道，而后依次采用浅土层回填、表层土回填、管顶盖帽。

支座结构分为支撑支座和保温支座。支撑支座采用250mm厚钢筋混凝土，以确保足够的强度和稳定性，能够承受管道满载时的重量。保温支座采用50mm厚聚氨酯，并且由中间向两侧设置5％的坡度。保温支座可以减少管道底部与冻土之间的热交换，有效地减缓管道热量传递到冻土中。同时，设置5％的坡度可将管道附近冻土融化的水更好流向排水系统。

排水系统最外层为碎石反滤层，可以有效过滤较大颗粒物质，保护更内层的材料。内层的砂质反滤层则起到进一步过滤和净化的作用，为水的顺利渗透提供条件。中间部分为塑料盲沟，采用耐寒、耐腐蚀的纤维制成的网状结构，其外径250mm，内径为200mm，表面开孔率达到95％，表面吸水率极高，能够快速吸收水分，有助于加速排水过程。盲沟内底部设置集水管，利于将收集的水迅速排出，确保排水系统畅通无阻。同时，底部的水泥板能够提供足够的强度和柔韧性，应对融沉和地面变形，确保排水系统长期稳定运行。

保温系统由防腐层、保温层、防护层组成。防腐层底层是环氧粉末涂料，中间层是胶粘剂，外层是聚乙烯，这种结构能够有效防止管道腐蚀。防腐层外面采用了100mm厚的硬质聚氨酯泡沫塑料作为保温层，这种保温层能够提供良好的隔热性能，减少能量损失，减少油流热量对管道周围冻土的热影响。在保温层外面，采用了12mm厚的高密度聚乙烯塑料作为防护层。这种防护层能够提供额外的保护，防止外界冻土和水分对管道保温层的损害。

回填区域通过采用分土层进行回填，可以改善管道支座的稳定性和安全性。多年冻土区最表层的冻土，受气候和人类活动的影响较大，土融化程度较高，冻土融化会引起较大的变形，对管道构成安全风险，浅层土回填离地表1000mm以下覆盖整个结构，选择更深的浅层土进行回填可以提高管道的稳定性和可靠性。0-1000mm之间选择表层土进行回填，表层土受到季节性冻融作用和气温变化等因素的较大影响，使用表层土回填，减小工程量和节约成本，所以要回填在管道上方。回填完毕后，根据当地的地质和天气条件，修建一个400mm高的管顶盖帽，可以减少管道与地表环境的热交换和防止管道内部积水，降低埋地管道温度波动对多年冻土的影响。而后恢复植被，有助于减少对生态环境的影响，并促进生态系统的恢复和稳定。

与传统结构相比，这个用于多年冻土区埋地管道的防融沉结构具有以下优点：1、保温系统的防护层可以保护管道免受外部环境的损害，如机械碰撞、腐蚀等。其采用耐磨、耐腐蚀的材料，能够有效延长管道的使用寿命。2、保温支座有效减少管道底部的热量对冻土的影响，提供良好的保温效果。3、支撑支座能够增强管道的稳定性和承载能力，确保管道不会因周围土壤变形而发生位移或破坏。4、在多年冻土区埋地的管道中，排水系统的设置能够及时排除热季土壤融化产生的水，保持管道周围的排水畅通，减少管道融沉的风险。5、分表层土和浅土层土回填，可以减少冻融对管道的影响，降低管道的融沉变形和安全风险。

综上所述，这种防融沉结构相比传统结构更加全面考虑了多年冻土区埋地管道的特殊环境和工况要求，具有更好的保护管道、减小冻土融化水对管道的影响和降低管道融沉风险的优点。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或通过实施本实用新型实施例了解。

附图说明

图一为本实施例中多年冻土区埋地管道的防融沉结构示意图；

图二为本实施例中管道保温系统截面结构示意图；

图三为本实施例中底部支座结构细部放大图；

图四为本实施例中多年冻土区排水系统示意图。

以上附图的附图标记：

1-管顶盖帽；2-表层土回填；3-浅土层回填；4-原油管道；5-保温系统；6-支座结构；7-排水系统；51-钢管壁；52-防腐层；53-保温层；54-防护层；61-保温支座；62-支撑支座；71-碎石反滤层；72-砂质反滤层；73-塑料盲沟；74-集水管；75-水泥板。

具体实施方式

为了更清楚地描述本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将对实施例进行详细说明。请注意，所述实施例仅为本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实施例，本领域的技术人员可以在不进行创造性努力的情况下获得其他实施例，这些实施例也属于本实用新型的保护范围。附图中显示了本实用新型的技术方案。根据附图，本实施例涉及一种改进的装置或方法，旨在解决现有技术中存在的问题。通过使用特定的组件和结构，本实用新型能够提供更高效、更可靠的功能。

在实施例中，技术方案采用了一系列创新设计和改进措施，从而实现了一些优点。

如附图2所示，在管道外层先涂上防腐结构，选择环氧树脂作为底层，钢管上安装定位支架或固定夹具，以确保保温层的位置和稳固度。

保温系统包括钢管壁、防腐层和保温层，钢管壁作为支撑材料，防腐层包括环氧粉末涂料铺底、胶粘剂中间层和外层聚乙烯，环氧粉末涂料铺底用于防止腐蚀和氧化的侵害，保温层采用100mm厚的硬质聚氨酯泡沫塑料，对其进行加工和定型，然后将保温材料套在处理过的钢管上，并用特定的胶水或胶带进行固定，保证保温层与钢管之间的紧密连接，最后，在保温层外部加上一层外护层，采用12mm厚的高密度聚乙烯塑料作为外护套材料，以保护保温层不受外部土壤和水分侵蚀，并提高整体的机械强度和耐久性。

在管道底部铺设管道支撑结构，如附图3所示，管道支座结构，分为保温支座和支撑支座，保温支座位于支座结构上侧，支撑支座位于支座结构下侧，保温支座能够减少管道下部热量对冻土的影响，支撑支座能增加管道的稳定性。

保温支座采用50mm厚的聚氨酯泡沫为保温板，减少管道底部对冻土的热影响，保温板由中间向两边设置5％的坡度。采用250mm厚的钢筋混凝土结构，挖掘基础坑并进行基础材料的填充和夯实，为管道支撑底座提供稳定的基础支撑，确保管道不会因周围土壤变形而发生位移或破坏，安装完底座后，需要对其进行调整和固定，以确保底座与管道完全贴合并具有足够的承载能力，并对已安装的管道支撑底座进行防腐处理，提高其抗腐蚀能力和使用寿命。

排水系统设置在管道支撑结构两侧，包括碎石反滤层、砂质反滤层和水泥板，其中，碎石反滤层位于排水系统的最外层，用以分散排水压力，而砂质反滤层位于内层，用以过滤水分和防止土壤松动，水泥板位于结构底部，用以稳定排水系统并防止其变形。

外层采用100mm厚的碎石反滤层，碎石过滤层具有较高的承载能力，可以支撑盲沟的结构，具有较好的抗压能力和耐久性，能够长期保持稳定性。内层采用350mm为边长的正方形砂质反滤层，可以有效过滤悬浮物、泥沙、有机物质等污染物。

排水系统内层还包括塑料盲沟和集水管，其中，塑料盲沟采用耐寒、耐腐蚀纤维制成三维立体网状结构，具有开孔率高、抗压性能、耐寒性能强等特点，集水管位于塑料盲沟底部，用于收集管周附近的水分。

结构中间为250mm外直径的圆形塑料盲沟，由耐腐蚀纤维制成的滤漠和改性聚乙烯制成的网状结构，都具有在土中、水中永不降解的优点，可保持永久性材质无变化的特点，塑料盲沟内底部有集水管，利于集水迅速排出，塑料盲沟底部修100mm厚的水泥板，支撑整个排水系统防止变形。

完成支座结构、排水系统和管道铺设后，用浅层土进行回填，回填边分别距地表1000mm。而后选择使用挖掘表层土进行回填至与路面平齐，在加以盖帽，可以在一定程度上减少管道与外界的热交换，便于监测地下管道周围土壤的沉降和维修，而后恢复植被。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“支持”、“回填”、“反滤”应做广义理解，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：包括管顶盖帽(1)、表层土回填(2)、浅土层回填(3)、原油管道(4)、保温系统(5)、支座结构(6)、排水系统(7)。

2.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述支座结构(6)位于防融沉结构底部，所述支座结构(6)包括保温支座(61)以及支撑支座(62)，其中，所述保温支座(61)位于支座结构(6)上侧，所述支撑支座(62)位于支座结构(6)下侧。

3.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述排水系统(7)包括碎石反滤层(71)、砂质反滤层(72)和水泥板(75)，其中，所述碎石反滤层(71)位于排水系统(7)的最外层，所述砂质反滤层(72)位于内层，所述水泥板(75)位于结构底部。

4.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述排水系统(7)内层还包括塑料盲沟(73)和集水管(74)，其中，所述塑料盲沟(73)为纤维制成的三维立体网状结构，所述集水管(74)位于所述塑料盲沟(73)的底部。

5.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述保温系统(5)包括防腐层(52)和保温层(53)，所述防腐层(52)包括底部的环氧粉末涂料层、中间的胶粘剂层和外部的聚乙烯层，所述保温层(53)为100mm厚的硬质聚氨酯泡沫塑料。

6.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述保温系统(5)还包括防护层(54)，所述防护层(54)为12mm厚的高密度聚乙烯塑料。

7.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述浅土层回填(3)覆盖离地表1000mm以下的整个结构。

8.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述表层土回填(2)的厚度为0-1000mm。

9.根据权利要求1中所述的用于多年冻土区埋地原油管道的防融沉结构，其特征在于：所述管顶盖帽(1)的高度为400m。