李 强，李春雨，杨 强

1中国石油管道局工程有限公司国际事业部，河北 廊坊

2中国石油管道局工程有限公司第二分公司，江苏 徐州

1.引言

管道交叉穿越处是天然气管道运输系统中非常关键的部分。目前对管道穿越处下方天然气管道破裂事故发生级联效应的可能性研究较少。笔者通过寻找解决方案，以提高石油天然气管道交叉穿越处的功能稳定性，并降低发生事故时产生级联效应的概率。

2.地下管道穿越处的事故数值模拟

2.1.事故计算模型的建立

图1为模型的对称示意图。为减少计算单元维度，根据对称原理只计算了整个模型的1/4部分。针对土壤、管道内部介质(天然气或石油)和计算区域顶部的空域，采用了多组分有限体积方法，通过欧拉变量描述连续介质。这种状态下，计算单元与空间紧密相关，不会随着时间的变化产生变形[1]。

初始阶段，在管道中通过设定压缩比来确定介质的初始压力。天然气在7.5 MPa压力条件下的压缩比为75.0，石油在6.0 MPa条件下的压缩比为1.05，土壤环境上方空气压力为1个标准大气压。模型设定的参数：低合金机构钢管道(16 Mn)直径1420 mm，壁厚20 mm；管道相互以90˚直角穿越，上部管道距地面深度为1 m；管道之间的距离为0.5 m；土壤环境为亚黏土；裂痕长度为24 m (根据对称原理在模型中为12 m)。裂痕长度确定的前提是两根焊接在一起的管道钢管长度分别为12 m。

Figure 1.The schematic diagram of calculation model图1.构建计算模型示意图

2.2.相邻管道负载条件下管道破裂尺寸和特点研究

在下部管道发生爆裂时，对上部管道的负载情况进行了计算研究。……