对井壁进行监测的光纤传感器系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种对井壁进行监测的光纤传感器系统，所述光纤传感器系统包括：分布式光纤传感器、光纤光栅应变传感器、外置光纤光栅温度传感器、光缆、分布式光纤解调仪、光纤光栅解调仪和计算机，若干个所述分布式光纤传感器、若干个所述光纤光栅应变传感器和若干个所述外置光纤光栅温度传感器均设置在所述井壁的内表面上；若干个所述分布式光纤传感器均通过所述光缆与所述分布式光纤解调仪连接，所述分布式光纤解调仪与所述计算机连接；所述光纤光栅应变传感器和所述外置光纤光栅温度传感器均通过所述光缆与所述光纤光栅解调仪连接。本实用新型专利技术能够对井壁承受的注浆压力、井壁变形和井壁温度进行监测，确保了观测系统长期的稳定性和可靠性。

Optical fiber sensor system for monitoring shaft lining

The utility model provides an optical fiber sensor system for monitoring the borehole wall. The optical fiber sensor system comprises a distributed optical fiber sensor, an optical fiber grating strain sensor, an external optical fiber grating temperature sensor, an optical cable, a distributed optical fiber demodulator, an optical fiber grating demodulator and a computer, and several of the distributions are described. A type of fiber optic sensor, several fiber Bragg grating strain sensors and several external fiber Bragg grating temperature sensors are all arranged on the inner surface of the wellbore; several distributed fiber optic sensors are connected with the distributed fiber demodulator through the optical cable, and the distributed fiber demodulator is described. The FBG strain sensor and the external FBG temperature sensor are connected with the FBG demodulator through the optical cable. The utility model can monitor the grouting pressure, deformation and temperature of the shaft lining, and ensure the long-term stability and reliability of the observation system.

【技术实现步骤摘要】
对井壁进行监测的光纤传感器系统
本技术涉及矿山建设领域，具体涉及一种对井壁进行监测的光纤传感器系统。
技术介绍
20世纪80年代以来，在大屯、徐州、淮北、兖州、永夏等矿区已有大量矿井发生了厚表土层中井壁破裂灾害，它们有的发生在井筒施工中，有的发生在矿井投产后，轻者停工停产，重者透水淹井，严重的制约了我国深立井建设的进一步发展。对井壁破裂机理的研究，形成了竖直附加力假说、采动影响假说、新构造运动假说等。大量理论分析，数值模拟和现场实测研究的成果支持了竖直附加力假说：特殊地层含水层因开采，以及冻结管拔除后的融沉而引起上覆土体下沉。土体在沉降过程中与井壁相互作用，施加于井壁外表面一个附加力系。该附加力系增长到一定值时，混凝土井壁因不能承受而遭破坏。井壁破裂是厚表土层与井壁结构相互作用的结果，因此井壁破裂治理方法主要有井壁加固和地层加固两类。对处理井壁的方法已有大量的研究，主要包括：槽钢井圈喷混凝土加固法，加套井壁法，开槽卸压法。对地层进行处理的方法主要有：壁后注浆和地面注浆加固。对地层注浆目的是封堵井筒周边含水地层的水利通道，阻滞含水地层疏水，可以减缓、减少井筒周边地层的沉降，降低立井井壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对井壁进行监测的光纤传感器系统，用于既有井筒条件下的深立井进行地层加固注浆的过程中对所述井壁进行监测，进而对变形进行预警，其特征在于，所述光纤传感器系统包括：分布式光纤传感器、光纤光栅应变传感器、外置光纤光栅温度传感器、光缆、分布式光纤解调仪、光纤光栅解调仪和计算机，若干个所述分布式光纤传感器、若干个所述光纤光栅应变传感器和若干个所述外置光纤光栅温度传感器均设置在所述井壁的内表面上；若干个所述分布式光纤传感器均通过所述光缆与所述分布式光纤解调仪连接，所述分布式光纤解调仪与所述计算机连接，由所述分布式光纤解调仪向所述计算机传递解调后的所述分布式光纤传感器采集的波长信号；所述光纤光栅应变传...

【技术特征摘要】
1.一种对井壁进行监测的光纤传感器系统，用于既有井筒条件下的深立井进行地层加固注浆的过程中对所述井壁进行监测，进而对变形进行预警，其特征在于，所述光纤传感器系统包括：分布式光纤传感器、光纤光栅应变传感器、外置光纤光栅温度传感器、光缆、分布式光纤解调仪、光纤光栅解调仪和计算机，若干个所述分布式光纤传感器、若干个所述光纤光栅应变传感器和若干个所述外置光纤光栅温度传感器均设置在所述井壁的内表面上；若干个所述分布式光纤传感器均通过所述光缆与所述分布式光纤解调仪连接，所述分布式光纤解调仪与所述计算机连接，由所述分布式光纤解调仪向所述计算机传递解调后的所述分布式光纤传感器采集的波长信号；所述光纤光栅应变传感器和所述外置光纤光栅温度传感器均通过所述光缆与所述光纤光栅解调仪连接，所述光纤光栅解调仪与所述计算机连接，由所述光纤光栅解调仪向所述计算机传递解调后的所述光纤光栅应变传感器和所述外置光纤光栅温度传感器采集的波长信号。2.根据权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于，沿所述井壁的竖直方向上还设置有一至两个卸压槽监测层位，所述卸压槽监测层位设置在所述井壁的卸压槽的位置上；所述光纤传感器系统还包括有：光纤光栅长标距传感器、光纤光栅角度传感器和光纤光栅位移传感器；在所述卸压槽监测层位内若干个所述光纤光栅长标距传感器、若干个所述光纤光栅角度传感器、若干个所述光纤光栅位移传感器和若干个所述外置光纤光栅温度传感器均设置在所述井壁的内表面上；所述光纤光栅长标距传感器、所述光纤光栅角度传感器、所述光纤光栅位移传感器和所述外置光纤光栅温度传感器均通过所述光缆与所述光纤光栅解调仪连接，由所述光纤光栅解调仪向所述计算机传递解调后的所述光纤光栅长标距传感器、所述光纤光栅角度传感器和、所述光纤光栅位移传感器和所述外置光纤光栅温度传感器采集的波长信号。3.根据权利要求2所述的光纤传感器系统，其特征在于，沿所述井壁的内表面竖向设置有多个所述分布式光纤传感器；沿所述井壁的竖直方向上还设置有多个水平的正常监测层位，每个所述正常监测层位包括一个沿所述井壁的内表面环向设置的所述分布式光纤传感器、多个沿所述井壁的内表面竖向和多个沿所述井壁的内表面环向设置的所述光纤光栅应变传感器、多个沿所述井壁的内表面竖向设置的所述外置光纤光栅温度传感器和一条所述光缆，其中，沿所述井壁的内表面环向设置的所述光纤光栅应变传感器的内部均设置有一个内置光纤光栅温度传感器；每个所述卸压槽监测层位包括多个沿所述井壁的内表面竖向设置的所述光纤光栅长标距传感器、多个在所述井壁的内表面上设置的所述光纤光栅角度传感器、多个沿所述井壁的内表面竖向设置的所述光纤光栅位移传感器、多个沿所述井壁的卸压槽的内表面竖向设置的所述外置光纤光栅温度传感器和一条所述光缆，其中，所述光纤光栅长标距传感器的内部均设置有一个所述内置光纤光栅温度传感器。4.根据权利要求3所述的光纤传感器系统，其特征在于，沿所述井壁竖向设置的所述分布式光纤传感器共有二至四根，每根竖向设置的所述分布式光纤传感器均由所述井壁的顶端延伸至所述井壁的底端，竖向设置的所述分布式光纤传感器均匀分布在所述井壁的内表面上；在每个所述正常监测层位内环向设置的所述分布式光纤传感器沿所述井壁的内表面形成一个圆。5.根据权利要求3所述的光纤传感器系统，其特征在于，在每个所述正常监测层位内竖向设置的所述光纤光栅应变传感器设置有四至八个、环向设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：程桦，彭世龙，荣传新，姚直书，王晓健，孙家应，余大有，李华，黎明镜，唐彬，张楠，林键，王志，王彬，段寅，刘小虎，
申请(专利权)人：安徽理工大学，安徽省煤田地质局第一勘探队，
类型：新型
国别省市：安徽,34