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油气管道抗震装置及油气管道系统

阅读:311发布:2020-05-12

IPRDB可以提供油气管道抗震装置及油气管道系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种油气管道抗震装置及油气管道系统,该油气管道抗震装置包括支撑机构和设置于支撑机构顶部的管道夹持组件,支撑机构包括底部支撑柱、顶部支撑柱以及支撑齿,底部支撑柱上设置有弹簧;顶部支撑柱的底部支撑于弹簧上,顶部支撑柱的外壁上沿着轴向设置有多个卡槽,卡槽的开口方向为斜向下方向;底部支撑柱上设置有容纳槽,支撑齿转动连接于容纳槽中,支撑齿的端部卡于卡槽中;容纳槽的开口方向为斜向上方向以使得顶部支撑柱的上移会带动支撑齿在斜向上方向的扇形内摆动。本发明提供的油气管道抗震装置及油气管道系统,地层等下移时支撑机构可以变长且仍旧维持一定的支撑力,从而具备对地层下移的抗震能力。,下面是油气管道抗震装置及油气管道系统专利的具体信息内容。

1.一种油气管道抗震装置,包括支撑机构和设置于所述支撑机构顶部的管道夹持组件,其特征在于,所述支撑机构包括:底部支撑柱,其上设置有弹簧;

顶部支撑柱,其底部支撑于所述弹簧上,所述顶部支撑柱的外壁上沿着轴向设置有多个卡槽,所述卡槽的开口方向为斜向下方向;

支撑齿,所述底部支撑柱上设置有容纳槽,所述支撑齿转动连接于所述容纳槽中,所述支撑齿的端部卡于所述卡槽中;

所述容纳槽的开口方向为斜向上方向以使得所述顶部支撑柱的上移会带动所述支撑齿在斜向上方向的扇形内摆动。

2.根据权利要求1所述的油气管道抗震装置,其特征在于,所述底部支撑柱上设置有盛放槽,所述弹簧位于所述盛放槽中。

3.根据权利要求2所述的油气管道抗震装置,其特征在于,所述顶部支撑柱底面的中心区域由所述弹簧支撑,边缘区域支撑于所述底部支撑柱上。

4.根据权利要求1所述的油气管道抗震装置,其特征在于,所述支撑齿有多个,多个所述支撑齿在所述顶部支撑柱的周向外侧均匀布置。

5.根据权利要求1所述的油气管道抗震装置,其特征在于,所述支撑齿有多个,多个所述支撑齿在所述顶部支撑柱的轴向上依次布置。

6.根据权利要求1所述的油气管道抗震装置,其特征在于,所述管道夹持组件包括用于夹持油气管道的夹持圈,所述顶部支撑柱的顶部设置有弧形支撑部,所述弧形支撑部滑动连接于所述夹持圈上。

7.根据权利要求6所述的油气管道抗震装置,其特征在于,所述夹持圈上设置有弧形槽,所述弧形支撑部滑动连接于所述弧形槽中。

8.根据权利要求7所述的油气管道抗震装置,其特征在于,所述弧形槽的相对两侧壁上各设置有一内凹槽,所述弧形支撑部的两端分别置于一所述内凹槽中。

9.一种油气管道系统,包括油气管道以及间隔预设距离用于支撑所述油气管道的多个支撑装置,其特征在于,所述支撑装置为权利要求1-8任一项所述的油气管道抗震装置。

说明书全文

油气管道抗震装置及油气管道系统

技术领域

[0001] 本发明涉及油气输送技术,具体涉及一种油气管道抗震装置及油气管道系统。

背景技术

[0002] 管道输送是仅次于航运的油气输送方式,如新疆到内地的油气管道,俄罗斯到东北的油气管道等等,均是我国重要的能源动脉。
[0003] 理论状态下,油气管道在布置时应该避开地震带,但是在实际情况中,长距离油气管道布置受制于起终点、地形、管道最大弯曲甚至于电力输送情况的限制,不可避免的需要穿越地震带,此时就需要对管道的支撑结构设置防震装置,如申请公布号为201710906101.9,申请公布日为2018年1月26日,名称为《一种长输油气管道抗震装置》的发明专利申请,其就提供了一种通过支撑框架实现抗震的油气管道支撑装置。
[0004] 现有技术的不足之处在于,当地震带发生地震时,支撑管道装置的地层可能发生位移,如一定幅度的塌陷,上述现有专利仅能对震动导致的管道扭转进行调节,而无法对地层的下移进行调节。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种油气管道抗震装置及油气管道系统,以解决技术中的上述不足之处。
[0006] 为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0007] 一种油气管道抗震装置,包括支撑机构和设置于所述支撑机构顶部的管道夹持组件,所述支撑机构包括:
[0008] 底部支撑柱,其上设置有弹簧;
[0009] 顶部支撑柱,其底部支撑于所述弹簧上,所述顶部支撑柱的外壁上沿着轴向设置有多个卡槽,所述卡槽的开口方向为斜向下方向;
[0010] 支撑齿,所述底部支撑柱上设置有容纳槽,所述支撑齿转动连接于所述容纳槽中,所述支撑齿的端部卡于所述卡槽中;
[0011] 所述容纳槽的开口方向为斜向上方向以使得所述顶部支撑柱的上移会带动所述支撑齿在斜向上方向的扇形内摆动。
[0012] 上述的油气管道抗震装置,所述底部支撑柱上设置有盛放槽,所述弹簧位于所述盛放槽中。
[0013] 上述的油气管道抗震装置,所述顶部支撑柱底面的中心区域由所述弹簧支撑,边缘区域支撑于所述底部支撑柱上。
[0014] 上述的油气管道抗震装置,所述支撑齿有多个,多个所述支撑齿在所述顶部支撑柱的周向外侧均匀布置。
[0015] 上述的油气管道抗震装置,所述支撑齿有多个,多个所述支撑齿在所述顶部支撑柱的轴向上依次布置。
[0016] 上述的油气管道抗震装置,所述管道夹持组件包括用于夹持油气管道的夹持圈,所述顶部支撑柱的顶部设置有弧形支撑部,所述弧形支撑部滑动连接于所述夹持圈上。
[0017] 上述的油气管道抗震装置,所述夹持圈上设置有弧形槽,所述弧形支撑部滑动连接于所述弧形槽中。
[0018] 上述的油气管道抗震装置,所述弧形槽的相对两侧壁上各设置有一内凹槽,所述弧形支撑部的两端分别置于一所述内凹槽中。
[0019] 一种油气管道系统,包括油气管道以及间隔预设距离用于支撑所述油气管道的多个支撑装置,所述支撑装置为上述的油气管道抗震装置。
[0020] 在上述技术方案中,本发明提供的油气管道抗震装置,当由于地震等因素导致支撑基础下移时,顶部支撑柱在弹簧或者管道的作用下与底部支撑柱脱离,由支撑齿和弹簧共同予以支撑,如此在支撑基础如地层等下移时支撑机构可以变长且仍旧维持一定的支撑力,从而具备对地层下移的抗震能力。
[0021] 由于上述油气管道抗震装置具有上述技术效果,包含该油气管道抗震装置的油气管道系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023] 图1为本发明实施例提供的油气管道抗震装置的结构示意图;
[0024] 图2为图1中Ⅰ处的局部放大图;
[0025] 图3为图1中Ⅰ处的支撑齿运动状态时的局部放大图;
[0026] 图4为本发明另一个实施例提供的顶部支撑柱与夹持圈连接处的局部放大图;
[0027] 图5为本发明另一个实施例提供的顶部支撑柱与夹持圈连接处的仰视局部图;
[0028] 图6为本发明再一个实施例提供的支撑齿和环状弹性线的结构示意图;
[0029] 图7为本发明再一个实施例提供的油气管道抗震装置的结构示意图;
[0030] 图8为图1中Ⅱ处的局部放大图;
[0031] 图9为图1中Ⅱ处的解锁结构运动处的局部放大图;;
[0032] 图10为本发明再一个实施例提供的底部支撑柱的结构示意图;
[0033] 图11为图10的A-A剖视图;
[0034] 图12为本发明再一个实施例提供的顶部支撑柱的结构示意图;
[0035] 图13为图12的B-B剖视图。
[0036] 附图标记说明:
[0037] 1、油气管道;2、管道夹持组件;2.1、夹持圈;2.2、内凹槽;2.3、弧形槽;3、底部支撑柱;3.1、容纳槽;3.2、贯穿槽;3.3、环状支撑部;3.4、退让槽;3.5、盛放槽;4、顶部支撑柱;4.1、卡槽;4.2、边缘抵接柱;4.3、弧形支撑部;5、支撑齿;6、弹簧;7、环状弹性线;8、第一楔形块;8.1、限位部;9、第二楔形块。

具体实施方式

[0038] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
[0039] 本发明各实施例中,“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”、“外”等方位词均按照日常生活的一般常识理解。在本发明中,从下到上依次为:地面、底部支撑柱3、顶部支撑柱4、油气管道1,四者依次支撑。
[0040] 如图1-13所示,本发明实施例提供的一种油气管道1抗震装置,包括支撑机构和设置于所述支撑机构顶部的管道夹持组件2,所述支撑机构包括底部支撑柱3、顶部支撑柱4以及支撑齿5,底部支撑柱3上设置有弹簧6;顶部支撑柱4的底部支撑于所述弹簧6上,所述顶部支撑柱4的外壁上沿着轴向设置有多个卡槽4.1,所述卡槽4.1的开口方向为斜向下方向;所述底部支撑柱3上设置有容纳槽3.1,所述支撑齿5转动连接于所述容纳槽3.1中,所述支撑齿5的端部卡于所述卡槽4.1中;所述容纳槽3.1的开口方向为斜向上方向以使得所述顶部支撑柱4的上移会带动所述支撑齿5在斜向上方向的扇形内摆动。
[0041] 具体的,油气管道1抗震装置用于支撑油气管道1,其从上到下依次包括管道夹持组件2、顶部支撑柱4以及底部支撑柱3,管道夹持组件2用于夹持固定油气管道1,顶部支撑柱4用于支撑管道夹持组件2,底部支撑柱3用于支撑顶部支撑柱4,底部支撑柱3的底部固定于相应的基础如混凝土基础上。如图1和7所示,管道夹持组件2可以是各类能够夹持固定油气管道1的结构,如两个半圆环,两个半圆环两端通过螺栓相连接实现对油气管道1的固定,顶部支撑柱4的顶部连接管道夹持组件2。底部支撑柱3上设置有盛放槽3.5,弹簧6放置于盛放槽3.5中,顶部支撑柱4的底部位于盛放槽3.5中,其直接或者间接的支撑于弹簧6上,同时,盛放槽3.5也可以是阶梯槽,顶部支撑柱4也可以部分如边缘部分由盛放槽3.5的槽壁支撑,顶部支撑柱4的中间部分由弹簧6支撑。
[0042] 本实施例的核心创新点之一在于单向运动结构,也即顶部支撑柱4可以单向的朝着脱离底部支撑柱3的方向运动,而无法朝着接近底部支撑柱3的方向运动,也即顶部支撑柱4和底部支撑柱3组成的这一支撑机构的长度只可以拉长而无法缩短,具体结构上,如图1-3所示,其包括顶部支撑柱4上的卡槽4.1、底部支撑柱3上的容纳槽3.1以及支撑齿5,顶部支撑柱4上可以直接开设卡槽4.1,如V形槽、C形槽,也可以设置凸起,如并列设置的多个环状凸起,相邻两个环状凸起之间形成卡槽4.1,本实施例中,该卡槽4.1朝向斜向下的方向,底部支撑柱3上设置有容纳槽3.1,容纳槽3.1的槽口朝向斜向上的方向,也即容纳槽3.1的槽口和卡槽4.1的槽口相对设置,但容纳槽3.1的槽口尺寸大于卡槽4.1的尺寸以使得支撑齿5可以在容纳槽3.1内摆动,支撑齿5以其底部转动连接于容纳槽3.1的槽底中,顶部位于容纳槽3.1的外侧并卡入卡槽4.1中,容纳槽3.1的槽口尺寸是支撑齿5宽度的两三倍以上,如此支撑齿5在容纳槽3.1限位的空间内发生扇形的摆动。本实施例中,支撑齿5底部依靠转轴连接于底部支撑柱3上,顶部抵接于卡槽4.1中,如此顶部支撑柱4的部分重量由支撑齿5予以支撑并传导到底部支撑柱3上。本实施例的核心在于,当发生地震或者其它原因导致的地面下移如瞬间塌陷时,底部支撑柱3会随着地面的下移而发生下移,此时由于顶部支撑柱
4和底部支撑柱3之间由于没有硬性约束,顶部支撑柱4和管道夹持组件2会由于油气管道1的刚性吊挂和惯性不会同步下移,如此顶部支撑柱4和底部支撑柱3发生相对运动,底部支撑柱3下移,顶部支撑柱4不动或者微弱下移,同步的,支撑齿5由于顶部支撑柱4的带动发生摆动,从一个卡槽4.1进入另一个卡槽4.1并再次实现支撑,弹簧6同步发生伸长,也即支撑齿5和弹簧6在新的位置再次支撑顶部支撑柱4。如每个卡槽4.1间的距离为2cm,地面下移
8cm,此时支撑齿5摆过四个卡槽4.1重新实现支撑,弹簧6伸长8cm实现支撑,由于支撑齿5、卡槽4.1以及容纳槽3.1的倾斜布置,使得支撑齿5与卡槽4.1间形成了类似于棘齿棘爪的单向传动效果,顶部支撑柱4只能朝着脱离底部支撑柱3的方向运动,如此当发生地层下移后,其可以伸长,在油气管道1不变形的情况下仍旧可以实现一定幅度的支撑,而不会由于无法伸长迫使油气管道1弯曲或者失去支撑。
[0043] 本发明实施例提供的油气管道1抗震装置,当由于地震等因素导致支撑基础下移时,顶部支撑柱4在弹簧6或者管道的作用下与底部支撑柱3脱离,由支撑齿5和弹簧6共同予以支撑,如此在支撑基础如地层等下移时支撑机构可以变长且仍旧维持一定的支撑力,从而具备对地层下移的抗震能力。
[0044] 本发明提供的另一个实施例中,较为优选的,所述支撑齿5有多个,多个所述支撑齿5在所述顶部支撑柱4的周向外侧均匀布置,如三个、四个、五个乃至更多,设置多个支撑齿5一方面均衡对顶部支撑柱4的支撑效果,另一方面提升支撑力。
[0045] 本实施例中,进一步的,如图6所示,设置一个环状弹性线7串起多个支撑齿5,顶部支撑柱4或底部支持柱上设置一个环状槽容纳环状弹性线7,环状弹性线7的作用在于,提供一个弹性力让支撑齿5快速的归位,长期使用后支撑齿5的转轴可能锈蚀或者卡滞,当顶部支撑柱4带动其向上摆动后在重力作用下可能卡滞而不下摆,导致顶部支撑柱4回落,通过环状弹性线7提供一个弹性力,迫使其向下转动快速的进入下一个卡槽4.1,同时,通过一个环状弹性线7串起多个支撑齿5,同步实现对多个支撑齿5的复位限制,而无需每个支撑齿5设置一个复位结构。
[0046] 本发明提供的再一个实施例中,可选的,所述支撑齿5有多个,多个所述支撑齿5在所述顶部支撑柱4的轴向上依次布置,前述的多个为多列布置,本实施例的多个为多行布置,也即底部支撑柱3的内壁上设置有多行容纳槽3.1,每行容纳槽3.1内均设置有支撑齿5,多行支撑齿5提供更大的支撑力。
[0047] 本发明提供的再一个实施例中,如图4-5所示,进一步的,所述管道夹持组件2包括用于夹持油气管道1的夹持圈2.1,夹持圈2.1可以是一个环状结构,也可以两个半圆弧,或者三个、四个弧形拼成的环状结构,只要能够环状的箍住油气管道1即可,本实施例中,顶部支撑柱4与夹持圈2.1不固定连接,两者滑动连接,顶部支撑柱4的顶部设置有弧形支撑部4.3,如圆柱的顶部固接一个弧形板材,所述弧形支撑部4.3滑动连接于所述夹持圈2.1上,所述夹持圈2.1上设置有弧形槽2.3,所述弧形支撑部4.3滑动连接于所述弧形槽2.3中,如此设置的作用在于,当弧形支撑部4.3与夹持圈2.1发生相对转动时,顶部支撑柱4相对夹持圈2.1也即油气管道1发生一定的转动,如此当支撑支撑机构的底层不仅发生下移而且发生水平偏移时,在顶部支撑柱4允许的转动范围内,通过顶部支撑柱4与夹持圈2.1间的相对转动,其仍旧可以提供一定的支撑力,在维护人员到达现场之前提供一定的支撑效果,延缓油气管道1弯曲的速率。
[0048] 更进一步的,所述弧形槽2.3的相对两侧壁上各设置有一内凹槽2.2,也即弧形槽2.3内再设置一个内凹槽2.2,所述弧形支撑部4.3的两端分别置于一所述内凹槽2.2中,内凹槽2.2用于限位,即防止弧形支撑部4.3脱离夹持圈2.1,也控制其转动幅度,同时内凹槽
2.2的槽壁也提供极限转动位置的支撑力。
[0049] 本发明提供的再一个实施例中,进一步的,如图7-13所示,还包括弹簧6压缩组件,在前述实施例中,弹簧6自始至终支撑顶部支撑柱4,弹簧6在不同的长度提供的支撑力不同,如此,当顶部支撑柱4脱离底部支撑柱3时,弹簧6伸长,其支撑力较原始位置变小,例如在原始位置也即初始的装配位置弹簧6的支撑力为1000牛顿,而伸长后支撑力为800牛顿,本实施例通过弹簧6压缩组件,在原始位置压缩弹簧6,并不让其支撑顶部支撑柱4,并且在顶部支撑柱4运动后,松开该限制,使得弹簧6伸长,并且通过选择支撑力更强型号的弹簧6,使得伸长后的弹簧6仍旧具有1000牛顿左右的支撑力。具体的,弹簧6压缩组件包括楔形配合的第一楔形块8和第二楔形块9,其中,第二楔形块9的底面压于弹簧6上使得其处于压缩状态,同时,顶部支撑柱4的底部外壁周向上设置有多个边缘抵接柱4.2,如三个、四个或者更多均匀布置于顶部支撑柱4的底部外壁上,边缘抵接柱4.2沿着顶部支撑柱4的轴向布置,也即边缘抵接柱4.2凸出于顶部支撑柱4的底面,另外,底部支撑柱3的盛放槽3.5的内壁上设置有多组槽,每组槽包括并列布置的贯穿槽3.2和退让槽3.4,贯穿槽3.2在上,退让槽3.4在下,两者内部连通,贯穿槽3.2和退让槽3.4之间的盛放槽3.5的槽壁为环状支撑部3.3,在原始状态,如图8所示,也即油气管道1初次装配后使用时的状态,顶部支撑柱4的底壁搭接于环状支撑部3.3上,也即底部支撑部的重力全部由底部支撑柱3予以支撑,边缘抵接柱4.2位于贯穿槽3.2中,此时第一楔形块8和第二楔形块9楔形配合,第二楔形块9的底面搭接于弹簧6的顶面上,第一楔形块8位于退让槽3.4的槽口部位,也即其楔形面与第二楔形块9楔形配合,顶面抵接环状支撑部3.3的底面,完成从环状支撑部3.3、第一楔形块8、第二楔形块9以及弹簧6在轴向上的依次限位。而在径向上,由于第一楔形块8和第二楔形块9均有背离运动的趋势,边缘抵接柱4.2抵接于第一楔形块8的径向侧面上,防止其朝着径向的外侧运动,而第二楔形块9可以固接于弹簧6上实现限位,或者在退让槽3.4的槽壁上设置一轴向的限位槽,第二楔形块9上设置一径向凸起卡入该位置,也实现径向的限位。如此在图8所示的位置,第一楔形块8和第二楔形块9由多个结构完成限位以将弹簧6予以压缩,此时弹簧6并不支撑顶部支撑柱4。
[0050] 随后,若地层发生塌陷,顶部支撑柱4和底部支撑柱3发生相对运动,也即顶部支撑柱4相对向上,或者说底部支撑柱3部相对向下运动,此时如图9所示,顶部支撑柱4相对向上运动后,边缘抵接柱4.2脱离对第一楔形块8的限位,此时楔形配合由于弹簧6的伸展力,迫使第一楔形块8径向向外运动,进入限位槽的底部,而第二楔形块9由于失去第一楔形块8的限制在弹簧6的伸展力作用下轴向运动,抵接顶部支撑柱4的底部,完成对顶部支撑柱4的支撑,此时顶部支撑柱4由第二楔形块9和支撑齿5共同予以支撑。
[0051] 本实施例中,由于弹簧6在原始状态下不参与支撑,在伸展状态(相对原始状态而言,实际还是被压缩状态)下才参与支撑,可以根据伸展状态下支撑力(如1000牛顿)的需求进行选型,而无需估计原始状态到伸展状态的伸长导致的支撑力变小。
[0052] 本实施例中,优选的,第二楔形块9为环状结构,其顶面为楔形面,第一楔形块8为块状结构,有多个,如三个、四个乃至更多,均匀的布置于环状结构的第二楔形块9上,其作用在于,一方面第一楔形块8可以自限位,其在原始状态不再具有朝着径向内侧的运动趋势,可以取消一个限位结构,另一方面其周向完整的挤压弹簧6,而不是多个点状的挤压弹簧6。
[0053] 本实施例中,更优选的,第一楔形块8上用于抵接边缘抵接柱4.2端面上设置有轴向延伸的限位部8.1,并且在原始状态下,限位部8.1卡接于环状支撑部3.3底面的限位槽中,如此实现第一楔形块8装配时的限位。
[0054] 本发明实施例还提供一种油气管道1系统,包括油气管道1以及间隔预设距离用于支撑所述油气管道1的多个支撑装置,所述支撑装置为上述的油气管道1抗震装置。由于上述油气管道1抗震装置具有上述技术效果,包含该油气管道1抗震装置的油气管道1系统也应具有相应的技术效果。
[0055] 以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
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