【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤测井，具体是一种光纤微机电系统井下地震检波器、制作方法及串联方法。
技术介绍
1、随着全球新增油井数量的下降和不断增长的能源需求，国内目前正积极调整传统油气开采产业结构，通过大力发展现代化的测井技术实现油气开发全环节的数字化和智能化，实现油气开发的提质降本增效。井下地震检波器作为油气开发压裂过程中的“耳朵”，对井下压裂效果的综合评价和压裂过程中的进液指导起着关键的作用。传统的电学加速度传感器由于井下高温、高压、腐蚀和电磁干扰等复杂工况而难以稳定应用。基于光纤传感技术的井下传感器由于具备抗电磁干扰、耐腐蚀、响应快、精度高、灵敏度高和易复用等特性，正成为测井技术新的技术增量和市场增量。
2、目前，光纤井下地震检波器主要包括光纤光栅类、光纤激光类、f-p干涉类等，在井下工况中由于高温高压以及腐蚀等因素的干扰，会导致光纤光栅类和光纤激光类检波器出现温度和振动信号串扰、长期工作存在蠕变、光栅疲劳断裂等情况；f-p类检波器在高温高压下则易出现金属膜片和底座的膨胀位移，导致温度膨胀系数较大，从而影响其测量精度、稳定性和可靠性。同时，目前的技术方案中，f-p类检波器的复用方式多为并联复用，在井下应用时需占用测井光缆中多根光纤，难以满足井下大规模复用要求。此外，普通光纤传感器常因尺寸问题而导致安装、下井困难，甚至导致损坏。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种光纤微机电系统井下地震检波器、制作方法及串联方法，采用滤波设计，实现可串联复用的检波器阵列，通过测井光
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术一方面提供一种光纤微机电系统井下地震检波器，包括测井光缆、保护壳和置于保护壳内部的加速度芯片、质量块、滤波片、陶瓷插芯和陶瓷底座；
4、所述加速度芯片与质量块为一体化结构；
5、所述陶瓷底座的顶部设限位线槽，所述加速度芯片固定于所述限位线槽内；
6、所述陶瓷底座设轴心孔，所述陶瓷插芯插入所述轴心孔，并在尾部固定；
7、所述质量块下表面与所述滤波片上表面固定形成带阻反射面，所述陶瓷插芯上端面与所述滤波片下表面平行，构成f-p腔；
8、所述保护壳两端通过密封塞子密封；
9、所述陶瓷插芯尾纤从入射端密封塞子通孔引出，出射光纤通过质量块中心小孔，从出射端密封塞子通孔引出；
10、所述测井光缆插入所述密封塞子。
11、进一步的，所述加速度芯片采用碳化硅材料；
12、所述加速度芯片采用6根悬臂梁旋转对称式的v形梁结构；
13、所述质量块厚度大于所述加速度芯片厚度。
14、进一步的，所述陶瓷插芯插入轴心孔的长度可调，尾部采用耐高温胶固定。
15、进一步的，所述质量块下表面与所述滤波片上表面通过高温粘接或键合的方式固定。
16、进一步的，所述保护壳与密封塞子通过激光焊接的方式密封；所述测井光缆与密封塞子通过机械锁紧、密封圈压紧和激光焊接的方式密封。
17、进一步的，所述入射端密封塞子和出射端密封塞子引出的光纤为聚酰亚胺涂覆光纤或者镀金光纤；
18、所述测井光缆为铠装结构，外形为方形、长方形或者圆形，外层材料采用钢丝或者聚合物。
19、进一步的，所述保护壳采用高强度合金。
20、本专利技术第二方面提供一种光纤微机电系统井下地震检波器的制作方法，包括：
21、1）将光纤端面通过石英套管固定于滤波片中心点处；
22、2）将加工完成的加速度芯片质量块下表面与滤波片上表面固定，光纤从质量块中心的小孔内引出；
23、3）将加速度芯片放置于陶瓷底座顶部限位线槽内，使用耐高温胶对四个角进行固定；
24、4）将光纤陶瓷插芯从陶瓷底座轴心通孔插入，通过微位移调节装置调节f-p腔长至预定位置并在尾部采用耐高温胶固定；
25、5）将陶瓷底座放置于保护壳内，陶瓷插芯尾纤从输入端密封塞子通孔中引出，质量块中心小孔内引出的光纤从输出端密封塞子通孔中引出，实现双端出纤；
26、6）将两端密封塞子与保护壳通过激光焊接密封；
27、7）将测井光缆插入密封塞子中，通过机械锁紧、密封圈压紧和激光焊接的方式进行密封。
28、进一步的，所述加速度芯片采用微机电加工的方式与质量块一体化刻蚀和镀膜。
29、本专利技术第三方面提供一种光纤微机电系统井下地震检波器的串联方法，包括：
30、选取长度合适的测井光缆，将测井光缆的一端与检波器a的出射端密封塞子锁紧密封；
31、将检波器a的出射光纤从测井光缆中引出并穿过检波器b的入射端密封塞子并与检波器b的陶瓷插芯的尾纤熔接；
32、将测井光缆与检波器b的入射端密封塞子锁紧密封实现两支检波器的串联；
33、采用相同的方式实现多支检波器的串联。
34、所述检波器为前述的光纤微机电系统井下地震检波器。
35、本专利技术的有益效果为：
36、本专利技术提供的检波器保护壳为高强度合金，采用机械锁紧、高温胶粘、激光焊接、高温密封圈等多重密封技术实现井下高压耐受
37、本专利技术提供的检波器采用特殊滤波设计，实现可串联复用的检波器阵列，通过测井光缆中的一根光纤侦听不同井深处的微地震信号，实现准分布式微地震信号探测；
38、本专利技术提供的检波器加速度芯片采用热膨胀系数低的硅基复合材料，基于微机电系统一体化双面刻蚀技术加工和镀膜，高温尺寸精度高；陶瓷底座和陶瓷插芯高温下膨胀小，避免高温膨胀对检波器的性能产生影响；
39、本专利技术具有耐高温高压、可串联复用、横向串扰小、尺寸小、批量生产工艺简单的优点，可实现井下压裂微地震信号的多点式长期实时监测，为压裂效果的综合评价提供准确高效的数据支撑。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，包括测井光缆、保护壳和置于保护壳内部的加速度芯片、质量块、滤波片、陶瓷插芯和陶瓷底座；
2.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述加速度芯片采用碳化硅材料；
3.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述陶瓷插芯插入轴心孔的长度可调，尾部采用耐高温胶固定。
4.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述质量块下表面与所述滤波片上表面通过高温粘接或键合的方式固定。
5.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述保护壳与密封塞子通过激光焊接的方式密封；
6.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述入射端密封塞子和出射端密封塞子引出的光纤为聚酰亚胺涂覆光纤或者镀金光纤；
7.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述保护壳采用高强度合金。
8.一种光纤微机电系统井下地震检波器的制作方
9.根据权利要求8所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器的制作方法，其特征在于，所述加速度芯片采用微机电加工的方式与质量块一体化刻蚀和镀膜。
10.一种光纤微机电系统井下地震检波器的串联方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，包括测井光缆、保护壳和置于保护壳内部的加速度芯片、质量块、滤波片、陶瓷插芯和陶瓷底座；
2.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述加速度芯片采用碳化硅材料；
3.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述陶瓷插芯插入轴心孔的长度可调，尾部采用耐高温胶固定。
4.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述质量块下表面与所述滤波片上表面通过高温粘接或键合的方式固定。
5.根据权利要求1所述的一种光纤微机电系统井下地震检波器，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴，李东明，张永强，梁恩茂，张介辉，刘帅，杜建平，史树有，吴小笛，章奕，罗瑀峰，何少灵，李德旗，舒红林，梅珏，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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