一、技術來源：

　　大慶油田工程有限公司自主研發(fā)。

　　二、基本原理

　　依據(jù)熱棒在冬季可快速散熱、冬季存儲“冷量”的性能，針對長輸管道在多年凍土區(qū)埋設的多年凍土條件和地質(zhì)條件，考慮管道散熱對多年凍土的侵蝕，采用在管道周邊采用插入熱棒方案，進行加固熱棒周邊凍結圈強度，增加凍結圈冷儲量，減少凍結圈夏季融化速率，解決長輸管道在多年凍土區(qū)的融沉問題。

　　三、工藝過程

　　圖1 熱棒-管道-土壤體系導冷散熱物系平面布置圖

　　1)根據(jù)項目凍土條件、氣候條件及考慮輸油管道散熱情況，通過熱棒-管道-土壤組成的物系熱量計算，使得輸油管道周邊凍土融化圈不持續(xù)擴大，并增加一定的凍結圈，選擇合適功率的熱棒，熱棒功率、結構參數(shù)、埋設深度、熱棒間距及熱棒布置范圍等。

　　2)將輸油管道、輸送壓力、周邊多年凍土的變形模型簡化成全約束-簡支梁模型，通過計算確定熱棒組間的布設間距。

　　3)通過數(shù)值模擬方法計算，預測管道周邊多年凍土融化圈變化規(guī)律，確定熱棒布設方案的長期可靠性。

　　
圖2漠大線線運營30年熱棒所在土層截面溫度場

　　四、技術特點

　　本技術采用建立“熱棒-管道-土壤”體系方案，計算熱棒體系導冷散熱能力，從而確定熱棒功率計布置方案參數(shù)。并通過數(shù)值模擬的方法，模擬熱棒長期應用中散熱、儲存冷量抵御土壤吸熱在管道下凍融圈演化過程。與架空管道方案相比，減少了森林砍伐和永久占地，安裝方便快捷，解決了長輸管道在多年凍土區(qū)的融沉問題。

　　五、技術水平

　　1)國內(nèi)外首次提出直接利用非連續(xù)熱棒陣解決多年凍土區(qū)長輸管道融沉問題。

　　2)建立了“熱棒-管道-土壤體系”，給出導冷散熱評價方法。

　　3)提出了數(shù)值分析含有輸油管道熱源的多年凍土融化圈模擬計算模型，實現(xiàn)了管道周圍融化圈變化情景的預報。

　　4)提出了基于有效應力控制確定熱棒陣間距的理論分析方法。

　　六、能源消耗

　　熱棒依靠自身性能在冬季快速散熱、冬季存儲“冷量”，無能源消耗。

　　七、節(jié)能減排

　　在多年凍土區(qū)長輸管道建設中采用多年凍土區(qū)長輸管道融沉防治熱棒技術，與管道架空等技術相比，減少了林地砍伐，為節(jié)能減排提供了基礎支撐。

　　八、技術應用條件

　　該技術適用于油氣儲運工程多年凍土區(qū)強融沉地區(qū)的長輸油氣管道建設。

　　九、應用實例

　　多年凍土區(qū)長輸管道融沉防治熱棒技術在漠大線、中俄二線工程中到應用，目前運行效果良好。

　　十、經(jīng)濟效益

　　以中俄原油管道二線工程為例，對比采用地上架空管道等方案，節(jié)省投資6.3億元，同時埋地管道+熱棒方案更有利于管道安全，減少森林砍伐，節(jié)約了管道永久用地。

　　(來源：中國石油和化工勘察設計協(xié)會)