【技术实现步骤摘要】
一种油井套管的振动参量和温度参量的测量系统及方法
本专利技术涉及光纤光栅分布式传感
，尤其涉及一种油井套管的振动参量和温度参量的测量系统及方法。
技术介绍
在石油勘探领域中，套管作为石油专用管材之一，在钻井过程完成后一次性被下入井眼内。其作用是在钻井，完井，开采过程中加固井壁，保护井眼；也能够封闭和固定各地层，防止井中的油层，气层，水层彼此间的互相窜流。更加重要的是在油田生产的过程中，通过监测套管表面的温度信号和振动信号的变化，可以反映出此时输油管道中的油，水，气三项流中各项流的状态，从而得到油井中油，水，气三项流的含量，更好指导我们对油气进行开采，节约成本，提升开采效率。传统的有源电子振动传感器，温度传感器，大多只能测量单一物理量，且其在油井中容易受到腐蚀，难以正常工作，也难以实现大规模大批量的组网复用。近年来，光纤光栅传感器得到了广泛的研究与应用，其是一种无源器件，耐腐蚀，可以在极度恶劣的环境下长期工作。但是目前的光纤传感器存在反射信号弱，系统信噪比低，测量精度不高，动态范围小的问题，而目前光纤光栅传感器大...
【技术保护点】
1.一种油井套管的振动参量和温度参量的测量系统，其特征在于，包括：信号发生装置、反射光发生装置、温度参量解调装置、振动参量解调装置、数据采集装置，其中：/n所述信号发生装置，包括固定波长激光光源、可调谐激光光源，其中，所述固定波长激光光源用于产生固定中心波长的第一激光信号，所述可调谐激光光源用于产生中心波长在预设扫描范围内扫频的第二激光信号；/n所述反射光发生装置，用于对所述第一激光信号和所述第二激光信号进行信号耦合，产生两种探测信号注入光栅，生成对应的反射光；/n所述温度参量解调装置，用于解调不同的中心波长的入射光，到达每个位置处光栅产生的反射光经过光电探测器之后得到的电...
【技术特征摘要】
1.一种油井套管的振动参量和温度参量的测量系统，其特征在于，包括：信号发生装置、反射光发生装置、温度参量解调装置、振动参量解调装置、数据采集装置，其中：
所述信号发生装置，包括固定波长激光光源、可调谐激光光源，其中，所述固定波长激光光源用于产生固定中心波长的第一激光信号，所述可调谐激光光源用于产生中心波长在预设扫描范围内扫频的第二激光信号；
所述反射光发生装置，用于对所述第一激光信号和所述第二激光信号进行信号耦合，产生两种探测信号注入光栅，生成对应的反射光；
所述温度参量解调装置，用于解调不同的中心波长的入射光，到达每个位置处光栅产生的反射光经过光电探测器之后得到的电压强度信号；
所述振动参量解调装置，用于将相邻光栅之间的反射光进行干涉，并通过一个3×3耦合器产生三路相位差为120°的干涉信号；
所述数据采集装置，用于根据所述电压强度信号进行拼接得到对应位置处光栅的当前时刻的边缘光谱图，并与光栅在预设温度的下边缘光谱图进行对比，确定下边缘的漂移量，并基于所述漂移量，确定当前时刻光栅的温度参量；还用于使用3×3算法解调根据所述三路相位差为120°的干涉信号之间的相位差值，解调出当前时刻的振动参量。
2.根据权利要求1所述的油井套管的振动参量和温度参量的测量系统，其特征在于，所述探测光发生装置包括第一耦合器、信号放大器、环形器，其中，所述第一耦合器分别与所述固定波长脉冲激光光源、所述可调谐脉冲激光光源相连接，用于产生复合探测脉冲光；所述信号放大器与所述第一耦合器连接，用于进行信号放大；所述环形器的第一端口与所述信号放大器连接，第二端口与光栅阵列相连接，第三端口分别与所述温度参量解调装置、所述振动参量解调装置连接。
3.根据权利要求2所述的油井套管的振动参量和温度参量的测量系统，其特征在于，所述温度参量解调装置包括第二耦合器和第一光电探测器，其中，所述第二耦合器与所述环形器连接，所述第一光电探测器分别与所述第二耦合器、所述数据采集装置连接。
4.根据权利要求3所述的油井套管的振动参量和温度参量的测量系统，其特征在于，所述振动参量解调装置包括所述第二耦合器、光滤波器、干涉仪、3×3耦合器、第二光电探测器、第三光电探测器和第四光电探测器，其中，所述光滤波器、所述第二耦合器、所述干涉仪和所述3×3耦合器依次连接，所述3×3耦合器分别与所述第二光电探测器、所述第三光电探测器、所述第四光电探测器连接，所述第二光电探测器、所述第三光电探测器和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨明红，邱书畅，詹浩，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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