【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感，具体涉及一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统。
技术介绍
1、光纤传感技术已广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域有着广阔的市场。世界上已有光纤传感技术上百种，诸如温度、压力、流量、位移、振动、转动、弯曲、液位、速度、加速度、声场、电流、电压、磁场及辐射等物理量都实现了不同性能的传感。
2、井下光纤传感系统可以用于井下进行压力、温度、噪声、振动、声波、地震波、流量、组分分析、电场和磁场的测量。该系统以全铠装光缆结构为基础，传感器和连接及数据传输缆都用光纤制成。目前有多种井下铠装光缆的布设方法，比如安放在井下控制管线内、投放到连续油管内、直接集成到复合材料制成的连续油管管壁中、捆绑固定在连续油管外侧、投放在套管内和捆绑在套管外侧并用固井水泥进行永久性固定等布设方法。
3、目前套管外一般布设一到两条铠装光缆直接伸入井下进行监测；在套管下井过程中需要反复进行上提下顶和冲撞作业，容易使套管发生扭转或旋转，导致固定在其上的铠装光缆发生扭转或错位，无法保证套管外铠装光缆始终保持所需的方位差。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：传统的套管外铠装光缆在下井过程中容易发生扭转、旋转或错位，无法保证套管外铠装光缆始终保持所需的方位差；本专利技术目的在于提供一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，多根不同场域的光纤光缆同时设置在套管上进行多物理场域数据测量与监测
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、本方案提供一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，包括：
4、铠装光纤光缆，包括多根测量不同物理场域参数的光纤光缆，各光纤光缆用于监测井下对应场域的数据；
5、铠装光缆套，用于装载固定铠装光纤光缆并与铠装光纤光缆一并下入井下；
6、套管，与铠装光纤光缆一并下入井下，所述套管用于固定铠装光缆套并防止井壁坍塌。
7、本方案工作原理：传统的铠装光缆数据采集方式容易发生扭转或旋转，导致铠装光缆发生扭转或错位，无法保证套铠装光缆始终保持所需的方位差；本专利技术目的在于提供一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，在传统的铠装光缆数据采集技术上进行结构上和方法上的改进，由多根不同场域的光纤光缆同时设置在套管上进行多物理场域监测，同时设置铠装光缆套装载固定各光纤光缆，在套管下井的过程中避免多根铠装光缆的扭转或位移，并且保持每根套管外的铠装光缆的方位不会发生变化。
8、同时本方案利用套管外布设的多根位于不同方位的铠装光缆测量和监测地下三维空间中的多物理场域的数据，通过地面计算机工作站内安装的基于ai的多物理场域数据处理软件，对井下套管外不同方位布设的多根铠装光缆测量的多物理场域数据用ai的方法进行多物理场域建模，实时监测地下多物理场域各参数在地下三维空间上随时间的变化。
9、进一步优化方案为，
10、铠装单模光纤光缆，用于监测井下的分布式声波信号和分布式地震信号；
11、铠装多模光纤光缆，用于监测井下的分布式温度信号；
12、铠装应变光纤光缆，用于监测井下的分布式应力场信号；
13、铠装微结构光纤光缆，包括微结构，所述铠装微结构光纤光缆用于监测井下微结构处的声波信号、震动信号和孔隙流体压力信号；
14、铠装连续光纤光栅光缆，包括光栅，所述铠装连续光纤光栅光缆用于监测井下光栅位置处的声波信号、震动信号、温度信号和孔隙流体压力信号；
15、铠装特种光纤光缆，测量井下的地下流体组分和孔隙流体压力信号。比如多芯光纤、高反射/散射系数光纤、无氢损/抗氢损光纤等。
16、进一步优化方案为，所述铠装光缆套包括：不锈钢管、第一复合材料片和第二复合材料片；所述第一复合材料片和第二复合材料片遇热收缩；
17、每根光纤光缆配备一个不锈钢管，光纤光缆穿过不锈钢管，所述不锈钢管等间距均匀排列在第一复合材料片上，第一复合材料片上排列有多种类型的光纤光缆，其中相同种类的光纤光缆间隔排列；
18、所述第二复合材料片覆盖固定在内置光纤的不锈钢管上，第一复合材料片和第二复合材料片围成空心圆柱，且不锈钢管与空心圆柱的底面垂直。
19、进一步优化方案为，所述第一复合材料片上至少设置有3根铠装应变光纤光缆，每根铠装应变光纤光缆之间的间距相等。铠装光缆套内布设3根铠装应变光纤光缆时，每根铠装应变光纤光缆之间的方位相差120度；铠装光缆套内布设4根铠装应变光纤光缆时，每根铠装应变光纤光缆之间的方位相差90度。
20、进一步优化方案为，所述光纤光缆穿过不锈钢管后，在不锈钢管内注入耐高温光纤膏用于增强光信号耦合能力。
21、进一步优化方案为，还包括金属卡子；
22、所述铠装光缆套装套在套管表面，所述金属卡子将铠装光缆套紧固在套管表面。
23、进一步优化方案为，所述套管包括多段分套管，所述金属卡子紧固在各分套管中心的位置。
24、在开始把套管分段下放到井下的裸眼钻孔内，再将铠装光缆套包裹在套管外侧，并在每根分套管中部用环形金属卡子将第一复合材料片和第二复合材料片紧密的固定在套管外侧。
25、进一步优化方案为，还包括设置在井口的环形加热装置和多通道复合调制解调仪器；
26、所述铠装光纤光缆连接多通道复合调制解调仪器，多通道复合调制解调仪器用于对各光纤光缆采集的数据进行实时调制解调；所述多通道复合调制解调仪器为das/dts/dss/dps复合调制解调仪器。启动多通道das/dts/dss/dps复合调制解调仪器(14)和计算机工作站(18)，多通道das/dts/dss/dps复合调制解调仪器(14)对从井下多根光纤接收到的das/dts/dss/dps数据进行实时调制解调，并将调制解调后的das/dts/dss/dps数据传输给计算机工作站(18)，计算机工作站(18)内的基于ai功能的井下多物理场域数据分析软件(17)对现场实时调制解调后的das/dts/dss/dps数据进行实时处理与自动分析，构建地下实时测量和监测井周围的三维多域数据场在空间中的分布，监测其在三维空间中随时间的变化。
27、所述环形加热装置固定在井口并用于在套管和铠装光纤套下井时给铠装光缆套加热。在套管的下井作业过程中连续实时给套管加热，加热后的套管使遇热收缩的第一复合材料片和第二复合材料片收缩，并将第一复合材料片和第二复合材料片之间的铠装光缆紧紧的套管的外侧。
28、进一步优化方案为，所述铠装应变光纤光缆为在单模光纤外表挤注一层复合膜，所述复合膜为耐高温高强度的高分子复合材料。
29、进一步优化方案为，所述第一复合材料片和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述光纤光缆的类型包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述铠装光缆套包括：不锈钢管、第一复合材料片和第二复合材料片；所述第一复合材料片和第二复合材料片遇热收缩；
4.根据权利要求3所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述第一复合材料片上至少设置有3根铠装应变光纤光缆，每根铠装应变光纤光缆之间的间距相等。
5.根据权利要求3所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述光纤光缆穿过不锈钢管后，在不锈钢管内注入耐高温光纤膏用于增强光信号耦合能力。
6.根据权利要求3所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，还包括金属卡子；
7.根据权利要求6所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述套管包括多段分套管
8.根据权利要求3所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，还包括设置在井口的环形加热装置和多通道复合调制解调仪器；
9.根据权利要求2所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述铠装应变光纤光缆为在单模光纤外表挤注一层复合膜，所述复合膜为耐高温高强度的高分子复合材料。
10.根据权利要求8所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述第一复合材料片和第二复合材料片均为热敏高分子材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述光纤光缆的类型包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述铠装光缆套包括：不锈钢管、第一复合材料片和第二复合材料片；所述第一复合材料片和第二复合材料片遇热收缩；
4.根据权利要求3所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述第一复合材料片上至少设置有3根铠装应变光纤光缆，每根铠装应变光纤光缆之间的间距相等。
5.根据权利要求3所述的一种基于铠装光缆套的井下多物理场域数据采集系统，其特征在于，所述光纤光缆穿过不锈钢管后，在不锈钢管内注入耐高温光纤膏用于增强光信号耦合能力。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘合，余刚，张少华，陆红军，王熙明，夏淑君，蔡志东，陈娟，吴俊军，陈沅忠，
申请(专利权)人：中油奥博成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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