地下储气库用堵头的稳定性确定方法及系统与流程

本发明公开了一种地下储气库用堵头的稳定性确定方法及系统，属于稳定性评价。

背景技术：

1、压气储能电站的人工洞穴和废弃矿洞等型式的地下储气库均需要布置堵头保证高气压下地下储气库的密封性，因此堵头的安全稳定是地下储气库成败的关键。

2、由于压气储能电站的地下储气库的压力高达10mpa以上，而常规的地下储气库用堵头的稳定性确定方法仅考虑了堵头的自重及其产生的摩擦力，导致计算所得稳定性的准确率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种地下储气库用堵头的稳定性确定方法及系统，以解决现有堵头稳定性确定方法存在的准确率低的技术问题。

2、本发明的第一方面提供了一种地下储气库用堵头的稳定性确定方法，包括：

3、获取地下储气库内储气对堵头的作用力；

4、获取堵头对所述作用力的抵抗力，所述抵抗力包括由所述堵头的重力产生的第一摩擦力和所述堵头与围岩之间的粘聚力；

5、根据所述作用力和所述抵抗力，确定所述堵头的稳定性。

6、优选地，当所述堵头的边界嵌入至所述围岩内，且所述堵头沿所述作用力方向具有逐渐缩小的外径时，所述抵抗力还包括所述堵头抵抗水平方向变形而产生的第二摩擦力和反力。

7、优选地，所述第二摩擦力根据所述堵头与所述围岩之间的摩擦系数和所述作用力确定。

8、优选地，所述反力根据所述作用力确定。

9、优选地，获取地下储气库内储气对堵头的作用力，具体包括：

10、获取所述堵头承受储气压力时的受力面面积；

11、根据所述受力面面积和所述地下储气库内的压强，确定所述地下储气库内储气对堵头的作用力。

12、优选地，所述第一摩擦力根据所述堵头的重力和所述堵头与所述围岩之间的摩擦系数确定。

13、优选地，所述粘聚力根据粘聚力参数和所述堵头与所述围岩的有效接触面积确定。

14、优选地，所述摩擦系数为静摩擦系数。

15、优选地，根据所述作用力和所述抵抗力，确定所述堵头的稳定性，具体包括：

16、获取所述堵头的安全系数，所述安全系数根据所述抵抗力与所述作用力的商确定；

17、利用所述安全系数确定所述堵头的稳定性。

18、本发明的第二方面提供了一种基于上述地下储气库用堵头的稳定性确定方法的地下储气库用堵头的稳定性确定系统，包括第一参数获取模块、第二参数获取模块和稳定性确定模块；

19、所述第一参数获取模块用于获取地下储气库内储气对堵头的作用力；

20、所述第二参数获取模块用于获取堵头对所述作用力的抵抗力，所述抵抗力包括由所述堵头的重力产生的第一摩擦力和所述堵头与围岩之间的粘聚力；

21、所述稳定性确定模块用于根据所述作用力和所述抵抗力，确定所述堵头的稳定性。

22、本发明的地下储气库用堵头的稳定性确定方法及系统，相较于现有技术，具有如下有益效果：

23、本发明在考虑堵头自重产生摩擦力的同时，考虑了堵头与围岩之间的粘聚力，与实际情况更加符合，计算方法简便，所确定的堵头的稳定性更为准确，方便设计人员使用和判断。

24、本发明为进一步提升所确定堵头的稳定性，在堵头的边界嵌入至围岩内，且堵头沿作用力方向具有逐渐缩小的外径时，还考虑了堵头在内气压作用下向外部水平变形而产生的反力和摩擦力，能够避免不计此部分抵抗力时，堵头长度计算过大的问题，在保障工程安全的情况下节约工程投资。

技术特征：

1.一种地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，当所述堵头的边界嵌入至所述围岩内，且所述堵头沿所述作用力方向具有逐渐缩小的外径时，所述抵抗力还包括所述堵头抵抗水平方向变形而产生的第二摩擦力和反力。

3.根据权利要求2所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，所述第二摩擦力根据所述堵头与所述围岩之间的摩擦系数和所述作用力确定。

4.根据权利要求2所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，所述反力根据所述作用力确定。

5.根据权利要求1所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，获取地下储气库内储气对堵头的作用力，具体包括：

6.根据权利要求1所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，所述第一摩擦力根据所述堵头的重力和所述堵头与所述围岩之间的摩擦系数确定。

7.根据权利要求1所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，所述粘聚力根据粘聚力参数和所述堵头与所述围岩的有效接触面积确定。

8.根据权利要求3或6所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，所述摩擦系数为静摩擦系数。

9.根据权利要求1所述的地下储气库用堵头的稳定性确定方法，其特征在于，根据所述作用力和所述抵抗力，确定所述堵头的稳定性，具体包括：

10.一种基于权利要求1-9任一项所述地下储气库用堵头的稳定性确定方法的地下储气库用堵头的稳定性确定系统，其特征在于，包括第一参数获取模块、第二参数获取模块和稳定性确定模块；

技术总结本发明属于稳定性评价技术领域，公开了一种地下储气库用堵头的稳定性确定方法及系统，方法包括获取地下储气库内储气对堵头的作用力；获取堵头对作用力的抵抗力，抵抗力包括由堵头的重力产生的第一摩擦力和堵头与围岩之间的粘聚力；根据作用力和抵抗力，确定堵头的稳定性。本发明在考虑堵头自重产生摩擦力的同时，考虑了堵头与围岩之间的粘聚力，与实际情况更加符合，计算方法简便，所确定的堵头的稳定性更为准确，可以给工程人员确定堵头参数提供依据，方便设计人员使用和判断。技术研发人员：黄鹏,姬阳,吕庆超,赵春龙,孔锐,孙星,秦全乐受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13