风积沙沉陷区油气管道安全距离控制方法研究

为优化开采沉陷区内油气管道安全距离的布置,以鄂尔多斯盆地气煤重叠区内风积沙沉陷区为工程背景,以概率积分法为研究基础,提出了地表下沉曲线高斯函数;结合沉陷区内管道的运动轨迹、极限变形量与地表下沉曲线相关关系,建立了沉陷区内油气管道安全距离控制预测方法,并采用数值模拟方法和工程实例进行对比验证。结果表明:沉陷区管道运动轨迹是沿着地表下沉曲线以直线方式指向采空区中心,其变形呈现偏向采空区的漏斗状;沉陷区内油气管道安全距离控制预测方法在兼顾油气管道和开采安全的前提下,缩短了采煤工作面与油气管道间的距离留设,为气煤重叠区内管道的布置方式提供了新方法;合理调节油气⁃煤炭资源共采机制下的协调开采,为煤系共伴生资源的协同开发提供了新思路。

采动影响下天然气管道变形演化模拟试验研究

研究煤与天然气共采区域内天然气管道变形、破坏及失效模式,可准确地预测和修正采动影响下管道变形位臵、确保油气工程的安全稳定。结合某煤矿21102工作面沉陷区参数,设计塌陷土体中管-沙相互作用试验装臵,模拟管道在采动影响下应变演化规律,运用ABAQUS软件对管道受力特征进行分析。结果表明:塌陷区边缘管道主要发生斜向拉伸变形、中部管道主要发生弯曲变形,二者是管道发生破坏的主要原因;塌陷区内管道的受力状态以塌陷中心为原点呈现对称性;塌陷区边界至塌陷区中心内的管道受力状态以管道下沉曲线的拐点为原点呈现反向对称性,拐点所在垂线为塌陷区中部和边缘的分界线;管道底部和顶部的应变分布大致呈现镜面对称性。