油氣管道作為能源輸送的重要通道,是促進我國的經(jīng)濟發(fā)展、保障人民生活的重要命脈。我國幅員遼闊,油氣管道往往區(qū)域跨度大、沿線地形及地質條件復雜,使得油氣管線的安全運營遭受到了嚴峻的考驗,而現(xiàn)有的管線檢測與監(jiān)測技術又難以滿足油氣管線長距離分布式實時監(jiān)測的需求。因此,管道及沿線地質災害的監(jiān)測是極其重要又亟需解決的一大難題。論文針對滑坡等地質災害的特點及其對管線產(chǎn)生的影響和破壞規(guī)律,利用光纖感測技術和同軸電纜等新型傳感技術,進行了一系列管道模型試驗,驗證了新型傳感技術用于管道變形及管土相互作用監(jiān)測的可行性并對其監(jiān)測效果進行了評價;并將這些新型傳感技術應用于實際工程之中,建立了管線及沿線地質災害監(jiān)測系統(tǒng),對管道本身及周圍地質體的安全狀況進行監(jiān)測和評價。論文主要工作及成果總結如下:（1）通過調研國內外已有管線檢測及監(jiān)測手段,介紹了各類手段的原理及優(yōu)缺點,總結了管道沿線地質災害類型以及管道的變形和破壞特點,分析了其中的監(jiān)測要素。（2）介紹了光纖布拉格光柵技術（FBG）和同軸電纜技術的原理和特點,針對管道及沿線地質體不同的監(jiān)測要素,設計和選取了適用于現(xiàn)場監(jiān)測傳感器。（3）基于光纖感測技術等新型傳感技術和... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

油氣管道泄漏爆炸事故由上述案例可見，一旦油氣管道的運營出現(xiàn)問題，將會導致石油天然氣泄漏

碩士學位論文4管道通徑檢測器基本原理是測徑儀在工作時將搖桿粘合在管壁上，在管壁幾何變形的情況下能識別。如果管壁存在變形，測徑儀的搖桿將產(chǎn)生轉動，轉動幅度大小可以直接反映出變形大小，同時測徑儀的里程輪記下變形位置。測徑儀通過管道時，可將管道的監(jiān)測信息進行儲存，在評估管道運行狀況后，可以對管道存在的隱患進行消除。圖1-2為德國ROSEN公司的電磁渦流-測徑儀，識別精度較高，能夠監(jiān)測較小的變形[11]。。圖1-2Rosen公司管道內變形檢測器（5）激光光源投射成像法該方法的技術原理為利用信號源向管道內發(fā)生光環(huán)，通過信號接收器對反射回來的信息進行采集，經(jīng)過系統(tǒng)處理后，可反映出管道內壁是否存在變形和缺陷，通過圖像是否發(fā)生畸變來判斷管道的內部狀況。但該技術還處于試驗研發(fā)階段，尚未見相關產(chǎn)品報道[23,24]。圖1-3激光投射系統(tǒng)示意圖（6）應變片法

（7）光纖陀螺法該技術的基本原理是基于光的薩格納克（Sagnac）效應：光在薩格納克效應中產(chǎn)生的光程相位差與旋轉角速度成正比，從而可以通過光的干涉結果推算角速度，再結合光纖陀螺儀的線速度，便可繪制儀器的行動軌跡，進而定量得出變形量。圖1.2.3是N匝光纖線圈構成的光纖陀螺的結構簡圖，激光器發(fā)出的光經(jīng)分光器成為兩束光，經(jīng)光纖線圈的兩端在線圈中沿著相反方向傳播，最后回到檢測器，由光源的波長、兩束光的相位以及光纖長度的相關關系，可計算出陀螺的實際運動軌跡，即反映了管道的三維變形數(shù)據(jù)和曲線[26,27]。圖1-4光纖陀螺結構簡圖但該技術在實際運用當中，受到散射噪聲、溫度和系統(tǒng)旋轉速率與預偏置引起的相移等因素影響，系統(tǒng)的可靠性還有待提高。（8）光纖感測技術近年來，分布式光纖感測技術發(fā)展迅猛，在管道監(jiān)測應用中，光纖具有重量輕、體積孝靈活、靈敏、耐腐蝕、抗電磁干擾、價格低廉等優(yōu)點[28-43]。Schenato,L[44]介紹了光纖傳感技術在工程監(jiān)測中運用的原理，光纖傳感技術主要有兩種：全分布式的分布式光纖感測技術（DistributedFiberOpticSensing，簡稱DFOS）和準分布式的光纖布拉格光柵（FiberBraggGrating，簡稱FBG），該技術可以測量應力、應變、溫度、濕度、位移、振動和化學場等。光纖光柵傳感器是點式傳感器，它的空間分辨率和測量精度都比分布式光纖傳感器更高，但由于復用容量的限制，無法實現(xiàn)長距離的準分布式測量。為了解決這一問題，DaiY等[45]提出了一種密集準分布式傳感技術：弱反射光纖布拉格

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2951405