多年冻土地区热油管道敷设的主要问题是多年冻土的融沉造成管道差异性变形,管道壁厚的选择是决定管道项目安全运行和经济投入的重要因素。影响管底多年冻土融化深度的主要因素有油温、冻土含冰量、冻土原始地温以及管道保温层的设置等。冻土的融沉使管道产生了附加的弯曲应力,进而加大了管道承受的有效应力。油压和壁厚很大程度上决定了管道所能承受的最大有效应力,即决定了管道最大允许沉降变形量,因此,增加壁厚可以有效提升管道最大允许沉降变形量。

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在寒区埋设热油管道需考虑管道传热对多年冻土地基的侵蚀,采用热棒技术主动降温能有效保护多年冻土地基并使其稳定。通过对管道传热、热棒散热进行基本假设及边界条件的约定,建立热棒-多年冻土-热油管道模型,采用中俄原油管道运行参数,模拟双管并行运行3年管底融化圈变化情况,结果表明1组4根热棒布置方案能将融化圈半径控制在2.2 m范围内,数值模拟分析结果可为中俄二线设计提供参考。

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