基于動態(tài)分布式應變的海管損傷監(jiān)測方法研究.pdf

1、海底管道的安全運行緊密關系著國民的生產和生活，一旦發(fā)生泄漏將產生難以挽回的損失。目前對海底管道的健康監(jiān)測方法檢測一次花費時間比較久，不能實時監(jiān)測，而分布式光纖傳感器的出現(xiàn)可以很好的解決以上問題。目前分布式光纖傳感器主要應用在對海管的溫度的監(jiān)測上，對海管應變監(jiān)測的研究和應用很少，而新出現(xiàn)的AT-BOTDA原理的動態(tài)應變的監(jiān)測為基于海管應變的健康監(jiān)測提供了新的思路。而通過分布式應變監(jiān)測與傳遞率方法進行有機結合可以解決海底管道應變時頻分析無法

2、對海管損傷進行識別的問題。本文在AT-BOTDA原理和所提出的應變傳遞率概念的基礎上，進行了海底管道損傷識別的分布式監(jiān)測方法研究。
　　本研究首先在標量傳遞率概念的基礎上提出應變傳遞率概念和相應的損傷識別方法來對海底管道進行損傷識別，并通過有限元模型模擬對該方法進行了驗證。對管道模型的不同損傷程度進行了分析，對比發(fā)現(xiàn)該方法相比加速度傳遞率和理論傳遞率對損傷程度更加靈敏；對不同邊界條件進行分析，發(fā)現(xiàn)該方法對損傷位置的識別不受邊界條件

3、的影響；對參考單元的選取進行了驗證分析，驗證了參考單元應選擇遠離反彎點的非損傷位置。該方法能夠有效應用于海底管道的損傷識別，對分布式傳感器用于海底管道健康監(jiān)測奠定了基礎。其次，利用水彈性相似設計了海管模型，介紹了AT-BOTDA原理，并使用分布式光纖傳感器和應變片對海管模型在地震、波流聯(lián)合模擬系統(tǒng)中進行模擬監(jiān)測。通過設計無損工況和損傷工況共15種工況分析了應變數(shù)據(jù)，并對所提出的損傷識別方法進行了驗證分析。試驗結果表明：海管振動主要為受迫