采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统及方法，该系统包括测井绞车和定滑轮；测井绞车上设置有单模测井钢丝光纤的一端，单模测井钢丝光纤的另一端绕过定滑轮并伸入至水文地质勘探钻孔中；单模测井钢丝光纤上从左到右依次连接有显示屏、测控与信号处理设备、分布式声学传感设备、钻孔深度记录仪和光纤配重。该方法采用单模测井钢丝光纤作为传感器，采用分布式声学传感设备将增强后的线性扫频光脉冲注入到单模测井钢丝光纤中，采用测控与信号处理设备对单模测井钢丝光纤中传输后反馈的后向瑞利散射信号进行处理后，获得差分相位信号，即能实现对顶板巨厚砂岩含水层出水段的精准定位。砂岩含水层出水段的精准定位。砂岩含水层出水段的精准定位。

【技术实现步骤摘要】
采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统及方法


[0001]本专利技术属于水文地质勘探
，涉及含水层出水段的定位系统及方法，具体涉及一种采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统及方法。

技术介绍

[0002]常用的含水层出水段水文地质勘探技术主要有钻探岩心编录法、分段抽水试验法、流量测井法与盐化测井法。
[0003]钻探岩心编录法主要是通过钻探过程中采取的岩心并配合地球物理测井方法，对岩层进行地质编录；对巨厚砂岩含水层来讲，就是笼统地将各类砂岩层划分为含水层，将泥岩、砂质泥岩层划分为隔水层。钻探岩心编录法主要适用于结构简单、不均一性较差的含水岩层，不适用岩层结构复杂、不均一性较强的巨厚砂岩含水层，无法准确判断含水层段，测试精度不足。
[0004]分段抽水试验法通过下放上下两个封隔器，将巨厚砂岩地层分隔成若干的抽水段，每段几十米到上百米不等，通过潜水泵抽水以激发地下水流场，通过抽水量、水位降深等试验参数计算该抽水段的单位涌水量、渗透系数等水文地质参数，然后评价该层段的含隔水性能。分段抽水试验法可一定程度上细化巨厚砂岩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统，包括测井绞车(1)，所述的测井绞车(1)设置在水文地质勘探钻孔(9)外的地面上，所述的水文地质勘探钻孔(9)布设在顶板巨厚砂岩中；还包括定滑轮(2)，所述的定滑轮(2)设置在水文地质勘探钻孔(9)的顶端；其特征在于；所述的测井绞车(1)上设置有单模测井钢丝光纤(3)的一端，单模测井钢丝光纤(3)的另一端绕过定滑轮(2)并伸入至水文地质勘探钻孔(9)中；单模测井钢丝光纤(3)上从左到右依次连接有显示屏(4)、测控与信号处理设备(5)、分布式声学传感设备(6)、钻孔深度记录仪(7)和光纤配重(8)；所述的显示屏(4)、测控与信号处理设备(5)、分布式声学传感设备(6)和钻孔深度记录仪(7)位于水文地质勘探钻孔(9)外的地面上，所述的钻孔深度记录仪(7)位于测井绞车(1)和定滑轮(2)之间；所述的光纤配重(8)位于水文地质勘探钻孔(9)中；所述的分布式声学传感设备(6)包括用于发射光波的窄线宽激光器(601)，所述的窄线宽激光器(601)的输出端与光纤耦合器(602)的输入端相连接；所述的光纤耦合器(602)的第一输出端与光量检测模块(603)的第一输入端相连接；所述的光量检测模块(603)的输出端与测控与信号处理设备(5)的输入端相连接；所述的光纤耦合器(602)的第二输出端与调制模块(604)的第一输入端相连接，所述的调制模块(604)的双向传输端与单模测井钢丝光纤(3)的双向传输端相连接；调制模块(604)的第二输出端与光量检测模块(603)的第二输入端相连接；所述的调制模块(604)的第二输入端与测控与信号处理设备(5)的输出端相连接；所述的测控与信号处理设备(5)包括输入端与光量检测模块(603)的输出端相连接的模数转换模块(504)，所述的模数转换模块(504)的输出端与FPGA电路模块(501)的输入端相连接，所述的FPGA电路模块(501)的第一输出端与数模转换模块(502)的输入端相连接，所述的数模转换模块(502)的输出端与射频放大器(503)的输入端相连接，所述的射频放大器(503)的输出端与调制模块(604)的输入端相连接；所述的FPGA电路模块(501)的第二输出端与GPU
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CPU数据处理模块(505)的输入端相连接，所述的GPU
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CPU数据处理模块(505)的输出端与显示屏(4)相连接。2.如权利要求1所述的采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统，其特征在于，所述的光量检测模块(603)包括第一输入端与光纤耦合器(602)的第一输出端相连接的偏振分集接收器(60301)，偏振分集接收器(60301)的第二输入端与调制模块(604)的第二输出端相连接，偏振分集接收器(60301)的输出端与第一平衡光电探测器(60302)和第二平衡光电探测器(60303)的输入端均相连接；所述的第一平衡光电探测器(60302)和第二平衡光电探测器(60303)的输出端均与模数转换模块(504)的第二输入端相连接。3.如权利要求2所述的采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统，其特征在于，所述的调制模块(604)包括第一输入端与光纤耦合器(602)第二输出端相连接的声光调制器(60401)，所述的声光调制器(60401)的第二输入端与射频放大器(503)的输出端相连接；所述的声光调制器(60401)的输出端与掺铒光纤放大器(60402)的输入端相连接，所述的掺铒光纤放大器(60402)的输出端与环形器(60403)的第一输入端相连接，所述的环形器(60403)的双向传输端与单模测井钢丝光纤(3)的双向传输端相连接，环形器(60403)的第二输出端与偏振分集接收器(60301)的第二输入端相连接。
4.如权利要求3所述的采用分布式声学传感设备的含水层出水段定位系统，其特征在于，所述的射频放大器(503)与声光调制器(60401)通过同轴电缆(14)相连接；所述的模数转换模块(504)与第一平衡光电探测器(60302)和第二平衡光电探测器(60303)均通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱开鹏，宁殿艳，刘英锋，王世东，郭小铭，马荷雯，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
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