提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法技术

本发明专利技术涉及油气井井下套管柱应力检测方法技术领域，是一种提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，按下述步骤进行：第一步，在至少一对相邻的套管之间固定安装联入式短节，其余相邻的套管固定安装在一起，在套管的外侧间隔固定安装至少两根分别呈U型并轴向对称的光纤，光纤的一段呈螺旋状固定安装在套管上，光纤的信号输出端与应变测试装置的信号输入端电连接在一起，光纤的信号输入端与应变测试装置的信号输出端电连接在一起。本发明专利技术中消除了联入式短节的引入对应变测试数据造成的不良影响，同时消除了水泥环对光纤采集到的应变数据造成的干扰，提高了检测获得的全井段套管柱应变数据的测试精度。

【技术实现步骤摘要】
提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法
本专利技术涉及油气井井下套管柱应力检测方法
，是一种提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法。
技术介绍
分布式检测光纤用于油气井井下服役套管柱应力的在线实时检测，是一项近期发展起来的新型检测技术。该项技术通过对油气井井下服役套管柱服役全程应力状态的实时连续检测，获得井下套管柱的实际应力状态，为油气井井下套管柱的力学强度设计提供第一手的检测数据，为确保油气井井下套管柱的安全可靠和结构合理提供直接的设计依据。分布式检测光纤在油气井井下套管柱上只能采用后期铺设的方式进行安装，其安装方式为将分布式检测光纤分段卡装并附着在套管柱的外圆柱面上。当油气井注水泥后，环空水泥凝固时，由于铺设在套管柱外圆柱面上的分布式检测光纤处于水泥环和套管柱之间，当井下套管柱发生应变变形时，铺设在套管柱外圆柱面上的分布式检测光纤随着套管柱发生应变变形，但采用分布式检测光纤获得的应变数据由于受到水泥环的影响而产生测试误差，降低了分布式检测光纤对井下套管柱应变数据的检测精度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，在至少一对相邻的套管之间固定安装联入式短节，其余相邻的套管固定安装在一起，在套管的外侧间隔固定安装至少两根分别呈U型并轴向对称的光纤，光纤的一段呈螺旋状固定安装在套管上，光纤的信号输出端与应变测试装置的信号输入端电连接在一起，光纤的信号输入端与应变测试装置的信号输出端电连接在一起，将套管和联入式短节一起下入井内，通过应变测试装置测得井下的套管外侧和联入式短节外侧的应变数据；第二步，在至少一对相邻的套管之间固定安装联入式短节，其余相邻的套管固定安装在一起，在套管的外侧间隔固定安装至少两根分别呈U型并轴向对称...

【技术特征摘要】
1.一种提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，在至少一对相邻的套管之间固定安装联入式短节，其余相邻的套管固定安装在一起，在套管的外侧间隔固定安装至少两根分别呈U型并轴向对称的光纤，光纤的一段呈螺旋状固定安装在套管上，光纤的信号输出端与应变测试装置的信号输入端电连接在一起，光纤的信号输入端与应变测试装置的信号输出端电连接在一起，将套管和联入式短节一起下入井内，通过应变测试装置测得井下的套管外侧和联入式短节外侧的应变数据；第二步，在至少一对相邻的套管之间固定安装联入式短节，其余相邻的套管固定安装在一起，在套管的外侧间隔固定安装至少两根分别呈U型并轴向对称的光纤，光纤的一段呈螺旋状固定安装在套管上，光纤的信号输出端与应变测试装置的信号输入端电连接在一起，光纤的信号输入端与应变测试装置的信号输出端电连接在一起，对套管以及联入式短节施加相同的轴向拉伸载荷在井外进行模拟试验，通过应变测试装置测得模拟试验的套管外侧和联入式短节外侧的应变数据，然后，将模拟试验的套管外侧和联入式短节外侧的应变数据分别转化为模拟试验的套管外侧和联入式短节外侧的载荷数据，接着，将轴向拉伸载荷与模拟试验的联入式短节外侧的载荷数据经过数据分析后，获得轴向拉伸载荷与模拟试验的联入式短节外侧的载荷数据之间的相关系数A，相关系数A根据数学模型表达式y=Ax获得，同时，将模拟试验的套管外侧和联入式短节外侧的载荷数据经过数据分析后，获得模拟试验的联入式短节外侧的载荷与模拟试验的套管外侧的载荷数据之间的相关系数B，相关系数B根据数学模型表达式m=Bx获得,其中：y为轴向拉伸载荷数据，x为模拟试验的联入式短节外侧的载荷数据，m为模拟试验的套管外侧的载荷数据，0＜A＜10，0＜B＜10；第三步，用相关系数A对在第一步中获得的井下的联入式短节外侧的应变数据进行校正后得到井下的联入式短节外侧的校正应变数据，然后，以井下的联入式短节外侧的校正应变数据为校正基点数据，用校正基点数据和相关系数B对在第一步中获得的井下的套管外侧的应变数据进行校正后得到井下的套管外侧的校正应变数据，最后，将井下的套管外侧的校正应变数据转化为井下的套管外侧的校正载荷数据。2.根据权利要求1所述的提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于应变数据根据胡克定律的表达式转化为载荷数据，胡克定律的表达式为σ=Е×ε，其中：σ为载荷值，ε为应变值，Е为弹性模量，并且Е为常数。3.根据权利要求1或2所述的提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于光纤为两根，一根光纤与另一根光纤间隔九十度分布在套管和联入式短节上，位于同一横截面上的每一根光纤的两端呈轴对称分布，呈螺旋状的光纤的螺旋升角为四十五度。4.根据权利要求1或2所述的提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于联入式短节为联入式检测短节，与联入式检测短节对应的光纤通过固结剂固定安装在联入式检测短节的轴向检测光缆埋入槽；或者，联入式短节为联入式测试短节，光纤的一段呈螺旋状固定安装在联入式测试短节上。5.根据权利要求3所述的提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于联入式短节为联入式检测短节，与联入式检测短节对应的光纤通过固结剂固定安装在联入式检测短节的轴向检测光缆埋入槽；或者，联入式短节为联入式测试短节，光纤的一段呈螺旋状固定安装在联入式测试短节上。6.根据权利要求1或2所述的提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于联入式短节为联入式检测短节和联入式测试短节，在至少一对相邻的套管之间固定安装有联入式检测短节，与联入式检测短节对应的光纤通过固结剂固定安装在联入式检测短节的轴向检测光缆埋入槽，在剩余套管中的至少一对相邻的套管之间固定安装有联入式测试短节，光纤的一段呈螺旋状固定安装在联入式测试短节上。7.根据权利要求3所述的提高井下套管柱分布式光纤在线应力检测数据精度的方法，其特征在于联入式短节为联入式检测短节和联入式测试短节，在至少一对相邻的套管之间固定安装有联入式检测短节，与联入式检测短节对应的光纤通过固结剂固定安装在联入式检测短节的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，解宝江，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，新疆石油学院，
类型：发明
国别省市：北京;11