凍土區埋地熱油管道凍融危害及防護措施研究

富元暉，馬貴陽，杜明俊，董靖宇，楊子寧

（1.遼寧石油化工大學石油天然氣工程學院,遼寧撫順113001；2.中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司,河北任丘062552）

凍土區埋地熱油管道凍融危害及防護措施研究

富元暉1，馬貴陽1，杜明俊2，董靖宇1，楊子寧2

（1.遼寧石油化工大學石油天然氣工程學院,遼寧撫順113001；2.中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司,河北任丘062552）

基于凍土工程的特殊性，結合國內外已建凍土管道運行過程的各類風險，系統闡述了凍土管道所必須面臨的5大凍害。并依據凍土管道工程的設計原則和經驗，詳細論證了各類凍害的防護措施。所得成果將為我國后續凍土管道工程的設計、施工及凍害防止奠定基礎。

凍土；埋地管道；凍脹融沉；防護措施

凍土含有地下冰，具有流變性，其長期強度遠低于瞬時強度的特性，導致凍土管道必須面臨兩大危害；凍脹和融沉[1]。隨著高寒地區油田的持續開發以及跨國輸油管道工程的不斷建設，大型管道必將引起人們的廣泛關注。對于凍土管道來說，最常見的安全問題就是凍融危害[2,3]。分析凍土埋地管道周圍土壤水熱力耦合作用機理，科學預測并防止凍害發生是當前乃至今后學者們研究的重點問題。

截止到目前，國內外已建的大型凍土管道主要有3條，分別為，中俄跨國輸油管道；加拿大NOMA NWELLS輸油管道和美國的TRANS-ALASKA輸油管道，這些管道均不同程度的穿越多年凍土區，且在實際輸送過程中，部分地段都出現了嚴重的季節性凍脹融沉、熱融滑坡、管溝積水等現象[4,5]，導致局部應力集中，嚴重影響了管道的安全運行?！?br>