CN112663594A - 适用于冻土区的管道固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于冻土区的管道固定方法，所述管道通过隔热固定组件固定于隔热安装板上，所述隔热安装板通过防冻拔支撑腿固定于多年冻土层上方，所述隔热固定组件包括上下两个定位安装部，两个定位安装部对接形成供原油管道穿过的圆形通道，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板；所述固定安装部上设有能量回收组件，所述能量回收组件包括固定于所述外壳板底部且可紧密贴合于所述管道外壁的半导体发电片，所述半导体发电片的顶部通过导热杆与固定于所述外壳板顶部的冷板相连接，所述半导体发电片与数采保护箱内的电池电连接。本发明绿色环保，固定稳定性高。

Description

适用于冻土区的管道固定方法

技术领域

本发明涉及冻土技术领域，特别是涉及一种适用于冻土区的管道固定方法。

背景技术

多年冻土指温度0℃或0℃以下，土中含有冰且冻结时间持续两年以上的土壤或岩石。其面积约占北半球陆地面积的1/4。在这些广袤的区域储藏着丰富的油气资源，随着全球油气资源的进一步开采利用，多年冻土区的油气管道工程也越来越多。然而埋地管道工程受油气温和外界环境的多重影响，在多年冻土区修建管道工程会面临多种多样的冻土灾害。当多年冻土区埋设高温原油管道时，管道下部冻土融化，不均匀融沉会造成管体位移，严重时会发生管体断裂失稳风险。当敷设对象为天然气管道时，管道负温运营会引发原位及分凝冻胀，从而导致管体翘曲变形，同样会威胁管道的安全稳定运营，在多年冻土区修筑管道工程一直是困扰学界的多年难题。

常规埋地敷设管道通常采用添加保温层等措施来进行管基土降温，但是添加保温层不能改变冻土退化的总体趋势。而常规热油管道架设式措施，如美国Trans-Alaska管道工程采用钢结构架设支撑，由于管道架空位于地表以上，管道运营过程中会面临火灾等自然灾害风险。同时，下部支撑结构由于外壁面光滑，会产生冻拔抬升现象，从而造成上部支撑管体的失稳风险。因此，亟需研发一套施工简易，功能多样，既能解决冻土区埋地天然气管道冻胀问题，又能解决冻土区埋地热油管道融沉问题的措施。

除此之外，设置于多年冻土区的管道监测系统可以实时预警冻土灾害，收集冻土及管道等关键参数信息，在维护管道的安全稳定运营中发挥着极为重要的作用，但目前监测所用的数采箱大都通过太阳能供电，受天气影响较大，太阳能供电系统不稳定，存在断电的风险，造成数据采集不及时的问题。因此需研发一套安全稳定的监测供电系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的有内热源的管道(比如原油管道)与冻土发生热交换造成融沉、内有低温物料的管道(比如天然气管道)与冻土发生热交换造成冻胀以及太阳能供电不稳定的问题，而提供一种基于能量回收的管道固定安装系统以及所述安装系统的管道固定方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

适用于冻土区的管道固定方法，所述管道通过隔热固定组件固定于隔热安装板上，所述隔热安装板通过防冻拔支撑腿固定于多年冻土层上方，所述隔热固定组件包括上下两个定位安装部，两个定位安装部对接形成供原油管道穿过的圆形通道，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板；

所述固定安装部上设有能量回收组件，所述能量回收组件包括固定于所述外壳板底部且可紧密贴合于所述管道外壁的半导体发电片，所述半导体发电片的顶部通过导热杆与固定于所述外壳板顶部的冷板相连接，所述半导体发电片与数采保护箱内的电池电连接；

挖土至多年冻土层露出，使用时，先将防冻拔支撑腿安装至多年冻土层内，然后将隔热安装板安装在防冻拔支撑腿的顶部，隔热安装板及两个定位安装部埋设在活动层内；

当管道有内热源时，半导体发电片的底面温度高顶面温度低，当管道内有低温物料的时，半导体发电片的底面温度低顶面温度高，均可产生温差发电，半导体发电片给所述数采保护箱内的电池充电。

在上述技术方案中，所述冷板底面与所述外壳板顶面之间嵌有密封圈，优选的，所述隔热安装板包括两层安装板和夹于两层安装板之间的隔热板，优选的，所述安装板为金属板，所述隔热板为硬质聚乙烯纤维板。

在上述技术方案中，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板，所述密封腔室由支撑隔板间隔形成两个或多于两个的气仓，任意两个相邻的气仓之间通过单向阀连通，所述外壳板上设有气体注入口和气体输出端口，所述气体注入口与其中一个气仓相连通，所述气体输出端口与其中一个气仓相连通；优选的，两个定位安装部相对接的位置上固定有连接板，两个定位安装部对接后，通过连接板固定连接；优选的，所述隔热安装板的顶部固定有安装座，所述安装座上形成安装螺孔，配合螺钉固定于所述隔热安装板上，所述隔热固定组件卡合固定安装于所述安装座内，优选的，所述支撑隔板呈井字形设置，所述气仓为方形腔室；

在埋设之前，通过气体注入口将导热系数低于空气的惰性气体注入，通过单向阀逐个使气仓充气，当单独一个气仓由于外力破损时，不会影响整个装置的使用，充入的惰性气体气仓具有良好的保温功能，防止原油管道与冻土之间发生热交换，惰性气体注入过程中，原本位于气仓内的空气从气体输出端口输出，至所有气仓内充满惰性气体，关闭气体注入口和气体输出端口；或者关闭气体注入口，从气体输出端口抽真空，至气仓内处于抽真空状态时，关闭气体输出端口，真空结构也具有良好的保温性能，防止原油管道与冻土之间发生热交换，当单独一个气仓由于外力破损时处于破真空状态时，由于单向阀的设置，不影响其他气仓的真空装状态。

在上述技术方案中，所述防冻拔支撑腿通过支撑腿安装口装配于所述隔热安装板的底部；所述防冻拔支撑腿包括支撑腿本体和膨胀内芯，其中，所述支撑腿本体内部形成中空通道，所述支撑腿本体的侧壁上至少设有一个侧壁通孔，每一侧壁通孔内装配一冻拔钉；所述膨胀内芯包括可拆卸装配于所述支撑腿本体顶部的固定透盖、固定于所述固定透盖的中心开口内的嵌绝缘丝套、固定于所述绝缘丝套底部且位于中空通道内的冻拔钉推套以及与所述冻拔钉推套配合作用的冻拔钉推杆；所述冻拔钉推杆包括部分穿套于所述冻拔钉推套内的推杆部以及固定于所述推杆部底端的锥形部，所述推杆部的外径小于所述冻拔钉推套的内径，所述锥形部的大端直径大于所述冻拔钉推套的内径，所述推杆部的顶部穿出所述中心开口；所述冻拔钉推杆上移时，所述锥形部推动冻拔钉推套胀开，冻拔钉推套推动冻拔钉的尾端，使其首端穿出所述侧壁通孔；

所述冻拔钉推杆的顶部设有第一电源接线柱，所述固定透盖上设有第二电源接线柱，所述第一电源接线柱、冻拔钉推杆、冻拔钉推套、冻拔钉、支撑腿本体的侧壁、固定透盖、第二电源接线柱构成电回路，所述冻拔钉为电发热材质；

所述防冻拔支撑腿通过以下方法固定,将防冻拔支撑腿安装入冻土区，在电源接线柱上接入电源，同时给冻拔钉推杆施力，使其开始向上运动继而带动冻拔钉推套开始扩张胀开，使冻拔钉开始向外移动，与此同时，第一电源接线柱、第二电源接线柱分别连接电源的正负极，冻拔钉推杆在向上运动时，锥形部的大端接触冻拔钉推套、冻拔钉推套接触冻拔钉、冻拔钉接触支撑腿本体的侧壁、支撑腿本体的侧壁接触固定透盖，形成电回路，冻拔钉发热，其在向外运动过程中将支撑腿本体外侧的冻土融化，使得冻拔钉顺利穿出，待所有冻拔钉穿出后，断开电源，取下膨胀内芯，支撑腿本体和冻拔钉留在多年冻土层内，待冻土复冻，使得支撑腿本体与冻土之间形成良好固定，然后通过支撑腿安装口将隔热安装板及与其固定的隔热固定组件装配于支撑腿本体的顶部。

在上述技术方案中，所述支撑腿本体的底部为尖锥形，所述支撑腿本体的侧壁外部固定有螺纹板，优选的，所述支撑腿本体顶部与所述固定透盖螺纹连接，优选的，所述防冻拔支撑腿还包括可匹配插入所述中空通道内的支撑棒。

在上述技术方案中，所述侧壁通孔内固定有与支撑腿本体垂直的冻拔钉衬套，所述冻拔钉嵌装于所述冻拔钉衬套内，优选的，所述冻拔钉的尾端固定有防脱销，防止冻拔钉从冻拔钉衬套脱出。

在上述技术方案中，所述冻拔钉推套由多组弧形板围合而成，每一弧形板的顶部固定于所述绝缘丝套的底部，弧形板之间形成膨胀开槽，与所述冻拔钉相对应的弧形板上形成有冻拔钉固定槽，所述冻拔钉的尾端位于所述冻拔钉固定槽内，冻拔钉推杆向上运动时，弧形板发生弯曲，冻拔钉推套胀开，胀开过程中，冻拔钉固定槽推动冻拔钉移出冻拔钉衬套。

在上述技术方案中，所述支撑腿安装口与所述支撑腿本体通过螺纹连接，将支撑腿本体装入多年冻土层后，将支撑腿安装口装配于所述支撑腿本体的顶部，再将支撑腿安装口焊接于所述隔热安装板的底端。

在上述技术方案中，每一所述管道固定安装系统包括两个及以上的防冻拔支撑腿，防冻拔支撑腿对称装配于所述隔热安装板底部，两个及以上的防冻拔支撑腿由对应个数的支撑腿本体和一个膨胀内芯组成；

将膨胀内芯装配于一个支撑腿本体上，冻拔钉胀出完成一个支撑腿本体的安装后，将膨胀内芯拆卸下来再装配于另一支撑腿本体上，依次安装多个支撑腿本体。

在上述技术方案中，所述推杆部与所述绝缘丝套之间螺纹连接，所述推杆部的顶部为六方口；通过旋转推杆部实现推杆部上移。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.多年冻土区管道工程不可避免地穿越林区、草地等不同地表条件的地段，本装置埋地敷设，可有效避免森林大火等自然灾害风险。

2.本装置功能多样，既可解决多年冻土区热油管道带来的融沉灾害，又可应用在多年冻土区天然气管道的冻胀灾害防治中。

3.本装置下部支撑结构采用防冻拔支撑结构，可有效避免管道运营过程中下部支撑结构冻拔带来的管体失稳风险。

4.本装置基于能量回收原理，巧妙运用管道自身热量，利用温差发电，为冻土区管道监测系统提供持续、稳定电能，符合绿色、可持续发展原则。

5.本装置装配简易，集成化程度高。可针对性应用在融沉性、冻胀性不同的冻土区段。避免不均匀融沉、冻胀造成的管体失稳。

附图说明

图1所示为基于能量回收的管道固定安装系统的剖面图。

图2是气仓之间的衔接关系图。

图3所示为固定安装部的透视图(图中省略部分单向阀，只标示一个单向阀)。

图4所示为防冻拔支撑腿的剖面图。

图5是支撑腿本体的侧视图。

图6是图4中A-A面的剖面图。

图7是冻拔钉推套的侧视图。

图中：1-电源接线柱，2-六方口，3-固定透盖，4-冻拔钉，5-支撑腿本体，6-冻拔钉推套，7-拔钉推杆，8-绝缘丝套，9-冻拔钉衬套，10-防脱销，11-膨胀开槽，12-冻拔钉固定槽， 13-螺纹板，14-管道，15-支撑隔板，16-单向阀，17-气仓，18-气体注入口，19-安装板，20- 防冻拔支撑腿，21-隔热板，22-支撑腿安装口，23-安装座，24-安装螺孔，25-外壳板，26- 连接板，27-半导体发电片，28-导热杆，29-冷板，30-数采保护箱，31-电池，32-密封圈，33-太阳能发电组件。

6-1-弧形板，7-1-推杆部，7-2弧形板。

a-活动层，b-多年冻土层。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种基于能量回收的管道固定安装系统，所述管道通过隔热固定组件固定于隔热安装板上，所述隔热安装板通过防冻拔支撑腿固定于多年冻土层上方，所述隔热固定组件包括上下两个定位安装部，两个定位安装部对接形成供管道14穿过的圆形通道；

每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板25，所述固定安装部上设有能量回收组件，所述能量回收组件包括固定于所述外壳板25底部且可紧密贴合与所述管道14外壁的半导体发电片27，所述半导体发电片27的顶部通过导热杆28与固定于所述外壳板25顶部的冷板29相连接，所述冷板29底面与所述外壳板25顶面之间嵌有密封圈32，所述半导体发电片27与数采保护箱30内的电池31电连接。

所述定位安装部内形成供导热杆28穿出的通道，与半导体发电片27电连接的导线也通过该该通道穿出，再经由冷板29底面与所述外壳板25顶面之间的间隙穿出，密封圈32挤压导线形成密封。

能量回收组件设置于位于上方的固定安装部上，由于冷板29在固定安装部的外壁，与导热杆有温差，即通过导热杆进行热交换满足半导体发电片27的发电条件(正反面产生温差)，半导体发电片27给所述数采保护箱30内的电池31充电。

当有内热源的管道采用本系统固定时，半导体发电片27的底面温度高顶面温度低，产生温差，当内有低温物料的管道采用本系统固定时，半导体发电片27的底面温度低顶面温度高，产生温差，均满足发电条件。

本发明的原油管道固定安装系统埋设于地面下方，挖土至多年冻土层露出，使用时，先将防冻拔支撑腿20安装至多年冻土层内，然后将隔热安装板安装在防冻拔支撑腿20的顶部，隔热安装板及其以上的部分埋设在活动层内。

所述管道固定安装系统沿管道的长度方向间隔设置，多点固定管道。

作为优选的，所述防冻拔支撑腿20通过支撑腿安装口22装配于所述隔热安装板的底部，作为优选的，所述支撑腿安装口22与所述支撑腿本体5通过螺纹连接，将支撑腿本体5装入多年冻土层后，将支撑腿安装口22装配于所述支撑腿本体5的顶部，再将支撑腿安装口22 焊接于所述隔热安装板的底端。由此使得支撑腿本体5与隔热安装板之间形成螺纹装配，装配稳定性高，避免管体失稳。

作为优选的，所述导热件包括穿过固定安装部的导热杆28和固定于所述固定安装部顶部的导热板32，所述冷板29紧密贴合于所述导热板32的上表面。

作为优选的，所述电池31与太阳能发电组件33电连接，太阳能发电组件和能量回收组件按需交互给电池31蓄电，或同时给电池31蓄电。半导体发电片27与太阳能发电组件同时为数采保护箱30供电，解决了阴天光伏板无法工作的弊端，还对管道热进行了利用，大大节约了能源，符合绿色发展的倡议。

实施例2

作为优选的，所述隔热安装板包括两层安装板19和夹于两层安装板19之间的隔热板21。隔热安装板可防止原油管道的热量传递到冻土内，导致原油管道接触的冻土退化。

作为优选的，所述安装板19为金属板，所述隔热板21为硬质聚乙烯纤维板。保证隔热安装板的强度和隔热性能。

作为优选的，两个固定安装部相对接的位置上固定有连接板26，两个固定安装部对接后，通过连接板固定连接，在此，可记住螺栓螺钉配合固定，将两个连接板26紧固在一起后，可保证外壳板25与管道14紧密贴合。

作为优选的，所述隔热安装板的顶部固定有安装座23，所述安装座23上形成安装螺孔 24，配合螺钉固定于所述隔热安装板上，所述隔热定位组件卡合固定安装于所述安装座23内，便于拆卸维护。

作为优选的，所述支撑隔板15呈井字形设置，所述气仓17为方形腔室，便于加工。

作为优选的，所述密封腔室由支撑隔板15间隔形成两个及以上的气仓17，任意两个相邻的气仓17之间通过单向阀16连通，所述外壳板25上设有气体注入口18和气体输出端口，所述气体注入口18与其中一个气仓17相连通，所述气体输出端口与其中一个气仓17相连通。

通过气体注入口18将导热系数低于空气的惰性气体注入，通过单向阀16逐个使气仓17 充气，当单独一个气仓17由于外力破损时，不会影响整个装置的使用，充入的惰性气体气仓 17具有良好的保温功能，防止管道14与冻土之间发生热交换。惰性气体注入过程中，原本位于气仓17内的空气从气体输出端口输出，至所有气仓17内充满惰性气体，关闭气体注入口18和气体输出端口。

或者关闭气体注入口18，从气体输出端口抽真空，至气仓17内处于抽真空状态时，关闭气体输出端口，真空结构也具有良好的保温性能，防止管道14与冻土之间发生热交换。当单独一个气仓17由于外力破损时处于破真空状态时，不影响其他气仓17的真空装状态。

实施例3

作为优选的，包括支撑腿本体5和膨胀内芯，其中，所述支撑腿本体5内部形成中空通道，所述支撑腿本体5的侧壁上至少设有一个侧壁通孔，每一侧壁通孔内装配一冻拔钉4；所述膨胀内芯包括可拆卸装配于所述支撑腿本体5顶部的固定透盖3、固定于所述固定透盖3 的中心开口内的嵌绝缘丝套8、固定于所述绝缘丝套8底部且位于中空通道内的冻拔钉推套6 以及与所述冻拔钉推套6配合作用的冻拔钉推杆7；所述冻拔钉推杆7包括部分穿套于所述冻拔钉推套6内的推杆部7-1以及固定于所述推杆部7-1底端的锥形部7-2，所述推杆部7-1 的外径小于所述冻拔钉推套6的内径，所述锥形部7-2的大端直径大于所述冻拔钉推套6的内径，所述推杆部7-1的顶部穿出所述中心开口；所述冻拔钉推杆7上移时，所述锥形部7-2 推动冻拔钉推套6胀开，冻拔钉推套6推动冻拔钉4的尾端，使其首端穿出所述侧壁通孔；

所述冻拔钉推杆7的顶部设有第一电源接线柱1，所述固定透盖3上设有第二电源接线柱，所述第一电源接线柱1、冻拔钉推杆7、冻拔钉推套6、冻拔钉4、支撑腿本体5的侧壁、固定透盖3、第二电源接线柱构成电回路，所述冻拔钉4材质的电阻大于冻拔钉推杆7、冻拔钉推套6、支撑腿本体5和固定透盖3的电阻，冻拔钉4可采用铬铝合金等大电阻材质，使得第一电源接线柱1、第二电源接线柱接电时，冻拔钉4发热。为了提高安全性能，所述固定透盖3的外壁上包覆有绝缘层。

所述本防冻拔支撑腿的防冻拔方法，包括以下步骤：将图1所示的防冻拔支撑腿安装入冻土区，在电源接线柱1上接入电源，同时给冻拔钉推杆7施力，使其开始向上运动继而带动冻拔钉推套6开始扩张胀开，使冻拔钉4开始向外移动，与此同时，第一电源接线柱1、第二电源接线柱分别连接电源的正负极，冻拔钉推杆7在向上运动时，锥形部7-2的大端接触冻拔钉推套6、冻拔钉推套6接触冻拔钉4、冻拔钉4接触支撑腿本体5的侧壁、支撑腿本体5的侧壁接触固定透盖3，形成电回路，由于冻拔钉4电阻较大，冻拔钉4发热，其在向外运动过程中将支撑腿本体5外侧的冻土融化，使得冻拔钉4顺利穿出，待所有冻拔钉4穿出后，断开电源，取下膨胀内芯(固定透盖3、嵌绝缘丝套8、冻拔钉推套6、冻拔钉推杆7)，支撑腿本体5和冻拔钉4留在多年冻土层内，待冻土复冻，使得支撑腿本体5与冻土之间形成良好固定，然后通过支撑腿安装口22将隔热安装板及与其固定的隔热固定组件装配于支撑腿本体5的顶部。

作为优选的，所述防冻拔支撑腿还包括可匹配插入所述中空通道内的支撑棒，冻拔钉推杆7拔下来，将支撑棒插入中空通道内，防止冻拔钉使用过程中错位。

作为优选的，所述冻拔钉4成排设置于所述支撑腿本体5的侧壁上。

作为优选的，所述支撑腿安装口22与所述支撑腿本体5通过螺纹连接，将支撑腿本体5 装入多年冻土层后，将支撑腿安装口22装配于所述支撑腿本体5的顶部，再将支撑腿安装口 22焊接于所述隔热安装板的底端。由此使得支撑腿本体5与隔热安装板之间形成螺纹装配，装配稳定性高，避免管体失稳。

作为优选的，所述埋地式管道固定装置包括两个及以上的防冻拔支撑腿20，防冻拔支撑腿20对称装配于所述隔热安装板底部，两个及以上的防冻拔支撑腿20由对应个数的支撑腿本体5和一个膨胀内芯组成。每次使用时，将膨胀内芯装配于一个支撑腿本体5上，冻拔钉 4胀出完成一个支撑腿本体5的安装后，将膨胀内芯拆卸下来再装配于另一支撑腿本体5上，依次安装多个支撑腿本体5。如此降低了防冻拔支撑腿的使用成本。

作为优选的，所述推杆部7-1与所述绝缘丝套8之间螺纹连接，所述推杆部7-1的顶部为六方口2，通过六方口2转动推杆部7-1，推杆部7-1向上运动。除此之外，推杆部7-1与所述绝缘丝套8之间也可以为间隙配合，使用时，直接向上拉动所述推杆部7-1。

作为优选的，所述支撑腿本体5的底部为尖锥形，所述支撑腿本体5的侧壁外部固定有螺纹板13，便于将支撑腿本体5旋转装入冻土内。

作为优选的，所述支撑腿本体5顶部与所述固定透盖3螺纹连接，拆装膨胀内芯时，只需旋转固定透盖3即可。

作为优选的，所述侧壁通孔内固定有与支撑腿本体5垂直的冻拔钉衬套9，所述冻拔钉4 嵌装于所述冻拔钉衬套9内，这是由于冻拔钉推杆7与冻拔钉4在作用时会产生一个侧向力使冻拔钉4歪斜，冻拔钉衬套9的设置，可减少侧向力，所述冻拔钉4、冻拔钉衬套9和支撑腿本体5的侧壁之间接触时导电。

作为优选的，所述冻拔钉4的尾端固定有防脱销10，防止冻拔钉4从冻拔钉衬套9脱出。

作为优选的，所述冻拔钉推套6由多组弧形板6-1围合而成，每一弧形板6-1的顶部固定于所述绝缘丝套8的底部，弧形板6-1之间形成膨胀开槽11，与所述冻拔钉4相对应的弧形板6-1上形成有冻拔钉固定槽12，所述冻拔钉4的尾端位于所述冻拔钉固定槽12内。冻拔钉推杆7向上运动时，弧形板6-1发生弯曲，冻拔钉推套6胀开，胀开过程中，冻拔钉固定槽12推动冻拔钉4移出冻拔钉衬套9。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.适用于冻土区的管道固定方法，其特征在于，挖土至多年冻土层露出，使用时，先将防冻拔支撑腿安装至多年冻土层内，然后将隔热安装板安装在防冻拔支撑腿的顶部，隔热安装板及两个定位安装部埋设在活动层内；

所述管道通过隔热固定组件固定于隔热安装板上，所述隔热安装板通过防冻拔支撑腿固定于多年冻土层上方，所述隔热固定组件包括上下两个定位安装部，两个定位安装部对接形成供原油管道穿过的圆形通道，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板；

所述固定安装部上设有能量回收组件，所述能量回收组件包括固定于所述外壳板底部且可紧密贴合于所述管道外壁的半导体发电片，所述半导体发电片的顶部通过导热杆与固定于所述外壳板顶部的冷板相连接，所述半导体发电片与数采保护箱内的电池电连接；

当管道有内热源时，半导体发电片的底面温度高顶面温度低，当管道内有低温物料的时，半导体发电片的底面温度低顶面温度高，均可产生温差发电，半导体发电片给所述数采保护箱内的电池充电。

2.如权利要求1所述的管道固定方法，其特征在于，所述冷板底面与所述外壳板顶面之间嵌有密封圈，优选的，所述隔热安装板包括两层安装板和夹于两层安装板之间的隔热板，优选的，所述安装板为金属板，所述隔热板为硬质聚乙烯纤维板。

3.如权利要求1所述的管道固定方法，其特征在于，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板，所述密封腔室由支撑隔板间隔形成两个或多于两个的气仓，任意两个相邻的气仓之间通过单向阀连通，所述外壳板上设有气体注入口和气体输出端口，所述气体注入口与其中一个气仓相连通，所述气体输出端口与其中一个气仓相连通；优选的，两个定位安装部相对接的位置上固定有连接板，两个定位安装部对接后，通过连接板固定连接；优选的，所述隔热安装板的顶部固定有安装座，所述安装座上形成安装螺孔，配合螺钉固定于所述隔热安装板上，所述隔热固定组件卡合固定安装于所述安装座内，优选的，所述支撑隔板呈井字形设置，所述气仓为方形腔室；

在埋设之前，通过气体注入口将导热系数低于空气的惰性气体注入，通过单向阀逐个使气仓充气，当单独一个气仓由于外力破损时，不会影响整个装置的使用，充入的惰性气体气仓具有良好的保温功能，防止原油管道与冻土之间发生热交换，惰性气体注入过程中，原本位于气仓内的空气从气体输出端口输出，至所有气仓内充满惰性气体，关闭气体注入口和气体输出端口；或者关闭气体注入口，从气体输出端口抽真空，至气仓内处于抽真空状态时，关闭气体输出端口，真空结构也具有良好的保温性能，防止原油管道与冻土之间发生热交换，当单独一个气仓由于外力破损时处于破真空状态时，由于单向阀的设置，不影响其他气仓的真空装状态。

4.如权利要求1所述的管道固定方法，其特征在于，所述防冻拔支撑腿通过支撑腿安装口装配于所述隔热安装板的底部；所述防冻拔支撑腿包括支撑腿本体和膨胀内芯，其中，所述支撑腿本体内部形成中空通道，所述支撑腿本体的侧壁上至少设有一个侧壁通孔，每一侧壁通孔内装配一冻拔钉；所述膨胀内芯包括可拆卸装配于所述支撑腿本体顶部的固定透盖、固定于所述固定透盖的中心开口内的嵌绝缘丝套、固定于所述绝缘丝套底部且位于中空通道内的冻拔钉推套以及与所述冻拔钉推套配合作用的冻拔钉推杆；所述冻拔钉推杆包括部分穿套于所述冻拔钉推套内的推杆部以及固定于所述推杆部底端的锥形部，所述推杆部的外径小于所述冻拔钉推套的内径，所述锥形部的大端直径大于所述冻拔钉推套的内径，所述推杆部的顶部穿出所述中心开口；所述冻拔钉推杆上移时，所述锥形部推动冻拔钉推套胀开，冻拔钉推套推动冻拔钉的尾端，使其首端穿出所述侧壁通孔；

所述冻拔钉推杆的顶部设有第一电源接线柱，所述固定透盖上设有第二电源接线柱，所述第一电源接线柱、冻拔钉推杆、冻拔钉推套、冻拔钉、支撑腿本体的侧壁、固定透盖、第二电源接线柱构成电回路，所述冻拔钉为电发热材质；

所述防冻拔支撑腿通过以下方法固定,将防冻拔支撑腿安装入冻土区，在电源接线柱上接入电源，同时给冻拔钉推杆施力，使其开始向上运动继而带动冻拔钉推套开始扩张胀开，使冻拔钉开始向外移动，与此同时，第一电源接线柱、第二电源接线柱分别连接电源的正负极，冻拔钉推杆在向上运动时，锥形部的大端接触冻拔钉推套、冻拔钉推套接触冻拔钉、冻拔钉接触支撑腿本体的侧壁、支撑腿本体的侧壁接触固定透盖，形成电回路，冻拔钉发热，其在向外运动过程中将支撑腿本体外侧的冻土融化，使得冻拔钉顺利穿出，待所有冻拔钉穿出后，断开电源，取下膨胀内芯，支撑腿本体和冻拔钉留在多年冻土层内，待冻土复冻，使得支撑腿本体与冻土之间形成良好固定，然后通过支撑腿安装口将隔热安装板及与其固定的隔热固定组件装配于支撑腿本体的顶部。

5.如权利要求4所述的管道固定方法，其特征在于，所述支撑腿本体的底部为尖锥形，所述支撑腿本体的侧壁外部固定有螺纹板，优选的，所述支撑腿本体顶部与所述固定透盖螺纹连接，优选的，所述防冻拔支撑腿还包括可匹配插入所述中空通道内的支撑棒。

6.如权利要求4所述的管道固定方法，其特征在于，所述侧壁通孔内固定有与支撑腿本体垂直的冻拔钉衬套，所述冻拔钉嵌装于所述冻拔钉衬套内，优选的，所述冻拔钉的尾端固定有防脱销，防止冻拔钉从冻拔钉衬套脱出。

7.如权利要求4所述的管道固定方法，其特征在于，所述冻拔钉推套由多组弧形板围合而成，每一弧形板的顶部固定于所述绝缘丝套的底部，弧形板之间形成膨胀开槽，与所述冻拔钉相对应的弧形板上形成有冻拔钉固定槽，所述冻拔钉的尾端位于所述冻拔钉固定槽内，冻拔钉推杆向上运动时，弧形板发生弯曲，冻拔钉推套胀开，胀开过程中，冻拔钉固定槽推动冻拔钉移出冻拔钉衬套。

8.如权利要求1所述的管道固定方法，其特征在于，所述支撑腿安装口与所述支撑腿本体通过螺纹连接，将支撑腿本体装入多年冻土层后，将支撑腿安装口装配于所述支撑腿本体的顶部，再将支撑腿安装口焊接于所述隔热安装板的底端。

9.如权利要求1所述的管道固定方法，其特征在于，每一所述管道固定安装系统包括两个及以上的防冻拔支撑腿，防冻拔支撑腿对称装配于所述隔热安装板底部，两个及以上的防冻拔支撑腿由对应个数的支撑腿本体和一个膨胀内芯组成；

将膨胀内芯装配于一个支撑腿本体上，冻拔钉胀出完成一个支撑腿本体的安装后，将膨胀内芯拆卸下来再装配于另一支撑腿本体上，依次安装多个支撑腿本体。

10.如权利要求4所述的管道固定方法，其特征在于，所述推杆部与所述绝缘丝套之间螺纹连接，所述推杆部的顶部为六方口；通过旋转推杆部实现推杆部上移。

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