1、海底管道安全一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題,目前海底管道檢測(cè)方法由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)海底管道安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),給海底管道安全運(yùn)行埋下了隱患,因此需要開(kāi)發(fā)新的檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù).近年來(lái),分布式光纖傳感技術(shù)由于具有諸多優(yōu)點(diǎn),在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.為了將分布式光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于海底管道健康監(jiān)測(cè)中,浙江大學(xué)與中國(guó)海洋石油總公司聯(lián)合申請(qǐng)了國(guó)家"863"子課題"長(zhǎng)距離海底管道分布式光纖傳感技術(shù)",擬通過(guò)建立海底管道串聯(lián)分布式光纖傳感系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)距

2、離海底管道安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè).本文就是基于該課題進(jìn)行一些基礎(chǔ)研究工作,主要包括海底管道事故原因分析,長(zhǎng)距離海底管道分布式光纖傳感系統(tǒng)研制,分布式光纖傳感器樣機(jī)標(biāo)定試驗(yàn),光纖傳感系統(tǒng)施工方法研究,腐蝕管道剩余強(qiáng)度評(píng)估,懸跨管道渦激疲勞評(píng)估、具有焊縫裂紋缺陷管道疲勞斷裂評(píng)估,這些評(píng)估可以為海底管道分布式光纖傳感系統(tǒng)中管道安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的建立提供參考.本文的主要研究成果有:(1)總結(jié)了海底管道事故原因和當(dāng)前海底管道安全檢測(cè)方法不足以及分布式光纖傳感技

3、術(shù)在海底管道應(yīng)用中面臨的問(wèn)題.(2)提出利用串聯(lián)分布式光纖傳感技術(shù)解決長(zhǎng)距離海底管道安全監(jiān)測(cè)問(wèn)題,介紹了串聯(lián)分布式光纖傳感系統(tǒng)的工作原理和組成,進(jìn)行了分布式光纖傳感器樣機(jī)標(biāo)定試驗(yàn).(3)利用有限元方法對(duì)腐蝕管道剩余強(qiáng)度進(jìn)行了研究,給出了DNV RP101推薦作法和ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估結(jié)果保守程度,并基于這兩種評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)對(duì)腐蝕管道剩余強(qiáng)度可靠度進(jìn)行了研究.(4)解釋了海底管道沖刷懸跨和渦激振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理,推導(dǎo)出彈性邊界條件下懸跨管道自振

4、頻率以及橫流向渦激振動(dòng)下管道應(yīng)力、疲勞計(jì)算公式,研究了懸跨長(zhǎng)度、軸力等對(duì)管道自振頻率和疲勞壽命評(píng)估結(jié)果影響.(5)利用失效評(píng)估圖對(duì)含焊縫裂紋缺陷海底管道疲勞斷裂進(jìn)行了研究,提出了基于概率的PECA評(píng)估方法.(6)對(duì)海底管道光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的施工方法進(jìn)行了初步研究.針對(duì)帶混凝土配重層的單層管海底管道提出了氣吹法、混凝土配重層開(kāi)槽法、預(yù)留孔道法三種施工方案,針對(duì)雙層管海底管道提出了涂壓法和鋼管外壁開(kāi)槽法兩種施工方案,給出了各種方案施工流程圖,并