油气管道的安全运行一直是人们关注的焦点问题。通过对国内外长输管线失效事故进行分析,发现弯曲变形引起的管道失效占了相当大的比例,它是威胁长输油气管道安全运行的重要因素之一。传统的管道变形监测方法耗时耗力,很难实时掌握管道运行状态,给长输油气管线的安全运行埋下了隐患。针对上述问题,本文提出利用分布式光纤传感技术对长输油气管道进行变形监测,并针对影响变形监测的因素进行分析。该技术能突破常规方法的局限性,实现长输管道的长期变形监测。本课题是在“十二五”国家科技支撑计划(项目编号:2011BAK06B01-13)“长输管道跨越段变形监测与评价关键技术研究”的资助下开展的,主要开展了以下基础性研究工作:(1)检索、查阅国内外油气管线失效模式及检测方法的相关文献资料,制定合理的研究方向和技术路线。(2)结合油气管道现场运行失效模式和失效事故统计数据,选择弯曲变形为监测对象。分析管道变形的基本形式和工程中常见形式,总结管道变形常用方法,指出传统检测方法存在的问题,提出利用布里渊光纤传感技术对变形进行监测;(3)对常见的布里渊散射光纤传感技术进行比较与分析,从变形监测的需要出发,采用布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术实现管道变形监测。重点分析了温度和应变对布里渊散射频谱的影响,通过建立受激布里渊散射(SBS)物理模型,采用有限差分法对SBS的耦合波方程进行求解,对影响过程进行数值模拟。(4)采用十吨的多通道加载机,对西气东输工程管道模型进行变形加载试验,同时应用经过温度补偿的BOTDA光纤传感技术和应变片对管道变形过程进行监测,着重分析了管道变形时受拉与受压段的应变分布,将测量结果进行比较,验证BOTDA光纤传感技术对管道变形监测的可行性。