一种用于估计参数的方法，包括：生成光信号，该光信号在一段时间内经由具有可变调制频率的调制信号来调制；由光源将所调制的光信号发送到光纤之内，光纤包括配置用于反射光的至少一个感测位置；接收包含由该至少一个感测位置反射的光的反射信号；并且以参考信号来解调反射信号，参考信号包括基于在光源与该至少一个感测位置之间的距离的相对于调制信号的时间延迟。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于估计参数的方法，包括：生成光信号，该光信号在一段时间内经由具有可变调制频率的调制信号来调制；由光源将所调制的光信号发送到光纤之内，光纤包括配置用于反射光的至少一个感测位置；接收包含由该至少一个感测位置反射的光的反射信号；并且以参考信号来解调反射信号，参考信号包括基于在光源与该至少一个感测位置之间的距离的相对于调制信号的时间延迟。【专利说明】本申请要求在2011年3月16日提交的美国申请N0.13/049357的权益，该申请在此通过引用的方式全文并入本文。
技术介绍
光纤传感器已经用于众多应用中，并且已经展示出了具有在各种环境中感测参数方面的特定应用性。光纤传感器能够并入诸如井下环境之类的环境内，并且被用来感测环境和/或布置于其内的构件的各种参数，例如，温度、压力、应变和振动。参数监测系统能够与井下构件结合，作为光纤分布式感测系统(DSS)。DSS技术的实例包括光频域反射测量(0FDR)，光频域反射测量(OFDR)包括以光信号来询问光纤传感器，以产生由光纤传感器内的感测位置(例如，光纤布拉格光栅)散射的反射信号。许多井下应用通常都需要在非常深的深度处测量参数，这些井下应用还被推广到海洋应用中。因而，引入线长度(即，从光询问器(optical interrogator)到感兴趣的区域的光纤的长度)会是相当长的，这会降低DSS系统的有效测量范围。
技术实现思路
一种用于估计参数的方法，包括:生成光信号，该光信号在一段时间内经由具有可变调制频率的调制信号来调制；由光源将所调制的光信号发送到光纤之内，光纤包括配置用于反射光的至少一个感测位置；接收包含由该至少一个感测位置反射的光的反射信号；并且以参考信号来解调反射信号，参考信号包括基于在光源与该至少一个感测位置之间的距离的相对于调制信号的时间延迟。一种用于估计参数的系统，包括:与光纤进行光通信的光源，光纤包括配置用于反射光的至少一个感测位置；配置用于在一段时间内经由具有可变调制频率的调制信号来调制光信号的调制器；配置用于接收包含由该至少一个感测位置反射的光的反射信号的检测器；以及配置用于以参考信号来解调反射信号的处理器，参考信号包括基于在光源与该至少一个感测位置之间的距离的时间延迟。一种包含用于通过实现以下方法来估计参数的计算机可执行指令的计算机可读介质，该方法包括:生成光信号，光信号在一段时间内经由具有可变调制频率的调制信号来调制；由光源将所调制的光信号发送到光纤之内，光纤包括配置用于反射光的至少一个感测位置；接收包含由该至少一个感测位置反射的光的反射信号；并且以参考信号来解调反射信号，参考信号包括基于在光源与该至少一个感测位置之间的距离的相对于调制信号的时间延迟。【专利附图】【附图说明】可作为本专利技术来看待的本专利技术的主题被具体指出，并且在本说明书结论的权利要求书中进行明确要求。根据下面结合附图进行的详细描述，本专利技术的下列及其他特征和优点将变得显而易见，在附图中相同的元件作同样的编号，在附图中；图1示出了井下钻井、监测、评价、勘探和/或生产系统的一种示例性实施例；图2示出了图1的系统的测量单元的一种示例性实施例；图3是示出用于估计参数的方法的一种示例性实施例的流程图；图4是所调制的光信号的调制频率的示图；图5是图4的调制光信号的示图；图6是响应于调制光信号从光纤返回的示例性反射信号的示图；图7是解调信号的调制频率的示图，该解调信号相对于图4和5的调制光信号被暂时地延迟；以及图8是根据图3的方法生成的示例性返回信号数据的示图。【具体实施方式】本专利技术提供了用于询问一个或多个光纤的系统和方法。一种示例性的方法包括生成光信号并且通过具有调制频率的调制信号来调制光信号。调制频率可以是基本上恒定的，或者可以在选定的时段内变化。例如，调制信号频率以步进式的方式改变或者在该时段内被啁啾调制(chirped)。该调制光信号由询问器发射到具有包括一个或多个测量位置的感测区的光纤之内。振荡参考信号被生成，并且延迟被引入参考信号之内以补偿在询问器与感测区之间的光纤距离，例如，通过在调制光信号发射之后将延迟引入调制信号内或者通过生成第二延迟调制信号。反射的和/或背散射的光信号被接收，并且然后与延迟的参考信号结合(例如，混合或解调)以输出指示在调制信号与背散射信号之间的频率差的信号。该频率差被分析以估计光纤感测区的参数。参照图1，图中示出了布置于井眼12内的井下钻井、监测、评价、勘探和/或生产系统10的一种示例性实施例。钻孔索(borehole string) 14被布置于井眼12内，该井眼12穿过至少一个地层16用于执行诸如从地层中取出物质和/或进行井下的地层16和/或井眼12的性质的测量之类的功能。钻孔索14由例如导管、多个管道段或柔性管制成。钻孔索14包括例如钻井系统和/或井底组件(BHA)。系统10和/或钻孔索14包括用于包括钻井、油气开采(hydrocarbon production)及地层评价(FE)的各种过程的任意数量的井下工具18，用于测量在钻孔之内或周围的一个或多个物理量。各种测量工具18可以被并入系统10内以影响诸如钢丝线测量应用或随钻测井(LWD)应用之类的测量体系。在一种实施例中，参数测量系统作为系统10的一部分而引入，并且被配置用于测量或估计地层16、钻孔14、工具18和/或其他井下构件的各种井下参数。测量系统包括与至少一个光纤22在操作上通信连接的光询问器或测量单元20。测量单元20可以位于例如地面位置、海底位置和/或在海上钻井平台或海上船舶上的表面位置。测量单元20还可以与钻孔索12或工具18结合，或者根据需要布置于井下。测量单元20包括例如电磁信号源24 (例如，可调光源、LED和/或激光器)及信号检测器26。在一种实施例中，处理单元28可与信号源24及检测器26在操作上通信，并且被配置用于控制信号源24，接收来自检测器26的反射信号数据和/或处理反射信号数据。虽然测量系统在此被描述为井下系统的一部分，但是它并不限于此。测量系统可以结合任何地面或井下环境来使用，尤其是将获益于分布式参数(例如，温度或压力)测量的那些环境。光纤22在操作上连接至测量单元20并且被配置为布置于井下。光纤22包括沿着光纤的长度布置的一个或多个感测位置30。感测位置30被配置用于反射和/或散射由测量单元20发射的光询问信号。感测位置的实例包括本征散射的光纤布拉格光栅(FBG)、镜子、Fabry-Perot腔及位置。本征散射的位置包括在用于反射询问信号的光纤内的点或其长度，例如，Rayleigh散射的、Brillouin散射的和Raman散射的位置。感测位置30被配置用于响应于被发射到光纤22内的光测量信号(即，询问信号)而返回由感测位置30反射的和/或背散射的信号(在此共同称为“反射信号”)。光纤22还包括感测区32，即，希望沿着其获取参数测量结果的光纤22的任何长度。例如，测量区32是布置有工具18的并且能够被用来测量诸如工具18的温度和形变之类的参数的光纤22的长度。在另一个实例中，感测区32被配置用于分布式温度感测，并且沿着布置于井下的光纤22的整个长度延伸。在一种实施例中，测量系统被配置为光频域反射测量(OFDR)系统。在该实施例中，信号源24本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·G·邓肯，A·M·巴里，B·A·奇尔德斯，A·巴拉高帕尔，P·R·库奇，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：
国别省市：
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