非金属管道的受力分析与结构设计

曾文广，杜栋栋*，葛鹏莉，高多龙，肖雯雯，许艳艳

（1. 中国石油化工集团公司碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室，乌鲁木齐830011；2. 山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590；3. 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，乌鲁木齐830011）

0 前言

顺北地区的环境具有特殊性，沙暴天气多且持续性强，沙丘起伏大［1］，顺北地区管线的掩埋物为细沙，由于长时间受到强劲风力的影响，管线会大面积的裸露出来，沙丘流动和侧向挤压会对管道悬空或者侧向变形，并且管道的运输介质是高温、高腐蚀性的井液，因此，对管材的性能提出了较高要求。非金属管道具有具有优异的防腐性能，目前市场上用于井液输送的非金属管道主要是增强热塑性塑料复合管道（Reinforced Thermoplastic Pipe，简称RTP），这类管道的品种很多，如钢骨架塑料复合管［10］、钢丝编织复合管［11］、孔网板钢骨架塑料复合管等［4］，这些管道在顺北地区极端环境下能否满足使用要求，可以利用有限元方法分析内压、拉伸、内压与拉伸下对管道的影响，然后工程实践来验证分析的效果［2］。

本文在课题组前期研究成果的基础上［5-9］，通过对顺北油田的特殊环境和使用要求的分析，提出了玻璃纤维带增强热塑性塑料管材（Glass Fiber Tape Reinforced Thermoplastic Pipe，简称GFT-RTP）的结构和材料，并且依据管材的结构和管道在外力载荷下管体与接头的应力分析，提出了满足使用要求的连接方式。

1 管壁结构

本文所研究的这种GFT-RTP 是一种全新的管道。GFT-RTP 由5 层所组成，结构如图1 所示。外层5 和……