分布式光纤

摘要： 文章研究了一种基于光纤光栅传感器的新型火灾报警系统,以确定其在公路隧道火灾报警中的应用潜力。该系统已经过实验测试,并成功应用于国内多条公路隧道。结果表明,新型火灾报警系统具有定时报警和快速上升报警的能力;根据最高温度的位置可以快速精准地确定火灾地点;同时可以得到隧道内的温度分布和温度发展规律。

摘要： 油井多层合采时,高含水层对油井含水率影响明显。测试找到高含水层位,是油井制定封堵高含水层位方案的前提。论文研究分布式光纤测取井筒温度分布技术,建立识别高含水层位的算法。实例分析表明,利用该算法计算分析温度分布数据,能够准确识别出水层位。

摘要： 我国分布式通用光纤无线传感技术最早是在上世纪70年代末开始提出的,在这几十年里,产生了一系列新的分布式通用光纤无线传感工作机理和自动测量控制系统,并在多个工业领域已经得以逐步推广应用。目前,这项关键技术已发展成为通用光纤无线传感技术中最具发展前途的关键技术之一。文章主要重点介绍通用光纤的各种相关技术特性,分布式通用光纤无线传感技术的基本特点、作用及其技术分类,详细地论述各种类型分布式通用光纤无线传感器的工作原理、分布式通用光纤无线传感系统技术的基础研究发展现状和具体技术应用。

摘要： 随着分布式光纤温度(distributed temperature sensing,DTS)监测精度和分辨率的提升,逐渐成为油气生产管理和动态分析中产出剖面监测的重要技术之一,但其解释技术还处于起步探索阶段。考虑流体渗流过程中焦耳汤普逊效应以及诸多微量热效应,结合质量守恒、动量守恒、能量守恒定律建立低渗多层合采气井温度剖面预测模型。该模型耦合了渗流过程中压力和温度场两部分数学模型,求解模型分析讨论了产量、生产时间和渗透率对产出温度剖面影响,结果表明:产量增加产出剖面温度降低;储层渗透率对产出温度剖面影响最为明显;储层渗透率降低,产出剖面温度增加,且增加幅度是非线性的;随着生产时间增加温度增加,但增加幅度逐渐减小且趋于稳定。最后以南海永乐区一口多层合采探井DTS实际温度测试数据进行了产出剖面解释,结果与实际地质认识具有一致性,验证了理论模型的可靠性。该研究结果促进了DTS监测技术在低渗致密多层合采气藏监测中的推广与应用。

摘要： 分布式光纤传感技术应用于灌注桩内力测试是近年来发展起来的一种线测方法,桩体光纤的植入是该技术应用的关键环节,已有的植入技术和桩基施工交叉影响严重,光纤植入质量难以保证。针对以上问题,提出了利用声测管进行灌注桩光纤植入的方法,并在工程中对其测试效果进行了检验。结果表明,该方法可以实现灌注桩光纤植入,测试效果与已有植入技术相当。

摘要： 本文提出一种低净空条件下地铁深基坑等效地连墙施工技术,采用多段圆形钢筋笼取代传统地连墙钢筋笼,解决了低净空条件下成槽机无法进场施工的难题,提高施工效率,降低施工成本;同时采用分布式光纤进行等效地连墙的变形监测,揭示等效地连墙施工过程的变形情况及受力机理。

摘要： 一般情况下,地震发生前都会出现各种异常信号,重点监测这些地震前兆信号对研究地震有重要意义。基于分布式光纤传感的地震监测应用系统,由于其自身的独特优势,在地震勘探领域正得到越来越广泛的重视,是目前理论界和实际应用的研究热点。DAS系统的基本原理是基于光纤的弹光效应,通过探测由弹光效应产生的光信号的相位、波长等参量,可以实现对地震波的监测。DAS系统可以通过检测激光脉冲在光纤中散射引起的相位变化来测量光纤的轴向应变,其中光纤的每一小段都可以等同为一个单分量应变仪,地表仪器系统与光纤相连接受信号,用于分析振动信号并将其转换为地震信号进行分析;DAS率先在地震勘探领域中得到应用,之后逐渐推广到微地震、VSP井中地震勘探等领域,甚至有研究项目已经开始在海上进行监测,取得了实际效果;国内外关于应用光纤传感技术地震计的研究和应用,充分证明了光纤传感技术地震计未来不可或缺的研究方向,未来在监测的精度和工程应用领域出现的各种问题将会是继续跟踪的研究重点。

摘要： 为深入研究极近距离煤层综放开采工作面覆岩“两带”的动态发育规律,采用理论推导、数值模拟和现场实测相结合的方法,分析袁店一矿824工作面覆岩“两带”的裂隙演化特征。结果表明:从岩层层向拉伸率角度,研究上覆岩层垮落带和导水裂隙带的垮落程度,考虑角度影响推导出岩层弯曲下沉边缘段变形前后的长度计算公式,根据覆岩的碎胀特征计算各岩层的最大下沉量,预测垮落带和裂隙带的范围分别为30.2~41.2 m和70.7~78.2 m;采用3DEC数值模拟分析该矿824工作面开挖后上覆岩层垮落的基本形态和裂隙分布规律,结合其应力、位移云图和监测线位移曲线的分布特征,得出垮落带和裂隙带的高度分别为32.50 m和77.25 m;采用分布式光纤应变监测系统,监测工作面前方80 m处上部顶板的受力情况,得出受采动影响的光纤应变呈起伏变化,且应变分布与地层岩性存在对应关系,得出垮落带高度约30.4 m,裂隙带高度约74.8 m,验证采用层向拉伸率和覆岩碎胀性2个方面来预测工作面覆岩“两带”高度的合理性,可为类似方面的研究与施工提供相应的技术依据。

摘要： 中油奥博(成都)科技有限公司(英文名称Optical Science and Technology(Chengdu)Ltd.)是经中国石油集团批准,由中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司控股,于2018年12月29日成立的一家高科技技术服务公司,注册地位于四川省成都市高新西区。公司主要从事分布式光纤声波传感(DAS)地震仪研发与制造,井中光缆设计、布设工艺及装置研发、井中地震数据采集、处理、综合解释以及软件开发与一体化技术服务,油藏地珠物理、井下长期动态监测,管网安全监测、地质灾害监测、涵洞隧道安防监测等业务。

摘要： 运营期隧道突发事件发生频率的不断增高对隧道的健康监测提出了挑战。目前,国内铁路隧道对突发事件自动化监测的研究仍处于初期阶段。为验证京雄高速铁路隧道基于分布式光纤的振动监测系统的实施效果,本文开展了钻机打孔、挖掘机铲土、工程车辆行驶和隧道内落石等振动事件的模拟试验。结果表明:该监测系统对振动事件具有较高的灵敏度,通过时、频域分析方法可短时间确定振动事件的发生位置,定位精度较高,满足工程对突发事件准确定位的需求。

摘要： 电解液温度影响槽电压、电解液导电率、电流效率、阴极铜表面质量等,是铜电解工艺控制的关键参数之一.传统的水银温度计或接触式测温仪依靠人工检测并记录每个电解槽电解液温度,工作量大、效率低,做不到实时在线监测.紫金铜业有限公司将分布式光纤测温技术首次应用于铜电解测温,可实现每个电解槽温度的在线监测、预警、报表、历史曲线记录等功能,并间接反映管道堵塞、槽子漏液、板换故障等问题.

摘要： 近年来,架空输电线路覆冰造成导线断线、杆塔倒塌、绝缘子闪络等事故时有发生,给社会造成了巨大的经济损失.针对2015年北京地区输电线路覆冰导致的线路跳闸故障,北京电网开展了基于光纤传感的分布式覆冰监测技术研究与应用工作,并于2016年1月安装了两套分布式光纤覆冰监测系统,实现了110kV聂康线、220kV京聂线、220kV高泉线和500kV昌海线的覆冰状态在线监测.该系统解决了北京地区主要易覆冰区域线路覆冰监测问题,并有效监测到2016年2月、11月两次输电线路覆冰现象.经过现场勘查,系统所反映的覆冰过程、发展趋势、覆冰厚度与人工观冰、现场实际勘查情况相符,验证了系统运行的有效性与准确性.分布式光纤覆冰监测系统在北京电网冰雪天气应急工作中发挥出积极作用,为保障北京市输电线路安全运行、提高运维单位抗冰能力提供强有力的保障,大幅提高了输电线路覆冰状态监测水平.

摘要： 本文介绍了分布式光纤技术,结合基坑桩体水平位移实施中的困难,分析了分布式光纤的技术优势和特点,提出其在基坑桩体水平位移监测的应用方案,通过实际工程项目的试应用,验证了分布式光纤监测桩体水平位移的可行性,对解决桩体水平位移监测难题具有一定参考价值.

摘要： 针对采场模型试验支承压力测试中电式传感器精度较低、不能实现连续测量的缺点,将分布式光纤技术用于采场模型试验支承压力分布的测试研究.首先对传感光纤在垂直加/卸载条件下的频移分布进行了标定,随后在实验室搭建采场三维物理模型,在模型中布置电阻式压力传感器和分布式传感光纤,研究模拟开挖过程中支承压力变化与光纤Brillouin频移之间的关系.结果表明,传感光纤的Brillouin频移与加载载荷呈正相关,相关系数为0.952;卸载过程光纤的频移量和载荷呈非线性关系,揭示了岩体卸荷时光纤的回弹效应;光纤频移变化与支承压力变化情况基本一致:走向支承压力在煤壁前方出现较大值,在采空区一侧出现较小值.光纤频移呈现出工作面前方增大,后方减小的趋势.倾向支承压力增高区与光纤频移增高区范围接近;通过光纤频移变化可以反映支承压力的变化规律,为采场支承压力测试提供了新的研究手段.

摘要： 裂缝是大坝、桥梁等混凝土结构老化和病变的主要反应,严重的裂缝会恶化结构的应力状态,破坏其整体性和抗渗性,影响混凝土结构的强度和稳定性,危及建筑物的安全运行.但混凝土结构裂缝的产生具有强的时空随机性特点,较难从理论上准确预测裂缝的位置和大小,因此,对混凝土结构进行裂缝监测具有重要的意义.本文在对基于PPP-BOTDA(预泵浦光时域分析)的分布式光纤传感原理论述基础上,借助模型试验,研究了利用该技术实现混凝土结构开裂辨识和发展状况监测的可行性,建立了混凝土结构开裂监测的经验模型.试验研究表明,光纤布里渊频移随着光纤温度的升高而相应的增加,二者呈一次线性关系,其温度系数为0.3754MHz/°C;光纤布里渊频移峰值与混凝土开裂位置具有很好的对应性,且峰值的大小可表征出裂缝的宽度,光纤与裂缝正交时其应变系数为0.0508MHz/με.

摘要： 分布式光纤测温(以下简称DTS)系统应用于电缆桥架、电缆夹层、竖井、电缆隧道等场所时,感温光纤的敷设方式直接影响探测性能,文章对电缆在异常升温及发生初期火灾这两种情况下感温光纤的敷设方式进行了实验验证测试,并对结果进行了分析,从而寻找出有效的探测器敷设方式.

摘要： 针对天然气管道面临的第三方破坏安全问题,设计了基于相干瑞利原理的分布式光纤安全预警系统.系统由分布式光纤传感器、光源和光电探测装置、数据采集和信号处理装置三部分组成.系统仅利用管道沿线通讯光缆中的一根光纤,便可实现管道沿线多个威胁事件的同时监测和定位.通过在A天然气管道上的实际应用,系统可检测到5米以内的人工挖掘和50米以内的机械挖掘,定位精度可达±100米.

摘要： 光纤井中地震技术(DAS-VSP)由于其高密度、高效率、低成本以及一致性好可进行多次重复观测、永久监测等优势,成为井中地震技术重要的发展方向.本文创新性提出利用时移DAS-VSP技术进行油气监测,为油藏渗流场研究提供高精度地震数据.本文的关键技术主要包括：(1)分布式光纤VSP采集技术;(2)时移DAS-VSP处理技术;(3)时移DAS-VSP储层反演方法研究;(4)时移DAS-VSP流体变化检测方法研究.该技术在应用过程中获得了井旁高精度速度场、高分辨率成像数据和储层反演成果.此外,还提供以三分量高精度井中和地面地震数据为基础的流体识别和检测成果,为多数据维度地质模型建立提供依据.

摘要： 多发的自然地质灾害和频繁的人类工程活动使得输油管道的安全问题成为科研和工业界共同关注的热点问题,近些年发展起来的分布式光纤监测技术因其独特的优势已经被逐渐运用到管道安全监测当中.本文采用脉冲预泵浦布里渊光时域分析仪技术(简称PPP-BOTDA),对管道的侧向变形及其方向开展了室内管道模型试验研究;根据材料力学的简支梁模型推导出了基于应变的管道挠度、变形方向的计算公式.试验结果表明:通过在管道表面水平布设四道传感光纤,能够在管道发生侧向变形过程中获得管道的拉压应变和挠度的分布以及变形方向等信息,为相关管道的安全评价和预测预警提供依据.

摘要： 油气长输管道作为能源运输大动脉在输送原油、天然气的同时,也带来了管道破裂泄漏的巨大风险.因此,研究利用管道泄漏监测技术预防和减小泄漏风险已迫在眉睫.本文通过分析国内外油气管道泄漏监测常用方法,并结合中海油首次在登陆管道泄漏监测方面的应用案例,在研究基于拉曼散射原理的感温光纤的基础上,将国产化分布式光纤温度传感监测系统成功应用于登陆管道泄漏监测,并有助于进一步推广至海底管道的泄漏监测中.

摘要： 一种基于分布式光纤声音监测和分布式光纤温度监测的水力压裂监测方法，利用单模感声光纤从井下反射回来的声音信号和利用多模感温光纤从井下反射回来的温度信号进行处理后得到：水力压裂过程中各压裂段的压开情况、和/或压后生产过程中各压裂层段的实时流量，和或/含水情况。本发明所述监测方法属于一种近场监测，能够实时监测压裂层段内各个射孔孔眼的压裂情况；一次入井可以实现多级水力压裂监测，并能监测当前压裂层段对相邻已压裂层段的影响。

摘要： 本发明提供了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，涉及管网监控技术领域。分布式光纤带包括：外护套、包覆层、填充物、温度感测光纤和振动监测光纤，外护套的内部设有至少一层填充物，每层填充物中埋有相互不接触的至少一根温度感测光纤和至少一根振动监测光纤，每层填充物的外围设有包覆层；填充物为与空气或水接触会释放热量的物质。本发明还涉及分布式光纤传感管网监测装置，光纤带采用分层结构，结合有特殊检测功能的填充物，监测装置能监测到管线是否受到外力破损，迅速准确的判断出发生故障的实际位置和灾害程度，很大程度提高了管线监测的可靠性和及时性，解决了现有技术中难以实现实时监测管线破损准确定位的问题。

摘要： 一种基于分布式光纤温度传感器的分布式光纤感温探测系统，由以下几个部分组成：信号处理系统、声光报警系统、供电系统;信号处理系统包含测温主机和控制计算机，测温主机即分布式光纤温度传感器，用于实现信号的采集、放大和转换；控制计算机包含专用测试控制软件，主要实现数据的处理、显示、功能控制能；声光报警系统实现指示功能，当结果满足设定条件时，能够产生相应的报警声和光信号；包含消音、复位和自检功能；供电系统包含主电、消防电源与蓄电池，消防电源可实现主、备电的自动切换，并具备供电异常报警功能；同时该部分还具有防雷击和电流过保护功能。系统有多个测温通道，可根据不同的需求进行扩展。

摘要： 本发明公开了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，分布式光纤传感管网监测装置包括分布式光纤带、相干激光器、光检测器、布里渊时域反射计以及服务器，分布式光纤带包括外层保护套、内层保护套、定位弧、固定条、星形架、固定套以及抗弯折螺旋线，所述定位弧内设有振动监测光纤，所述固定套内设有温度感测光纤。本发明属于管网监控技术领域，具体是提供了一种方便其他相关线路布置，光纤不易过度折弯受损，弯折幅度降低，温度检测更灵敏的分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置。

摘要： 一种基于分布式光纤声音监测和分布式光纤温度监测的水力压裂监测方法，利用单模感声光纤从井下反射回来的声音信号和利用多模感温光纤从井下反射回来的温度信号进行处理后得到：水力压裂过程中各压裂段的压开情况、和/或压后生产过程中各压裂层段的实时流量，和或/含水情况。本发明所述监测方法属于一种近场监测，能够实时监测压裂层段内各个射孔孔眼的压裂情况；一次入井可以实现多级水力压裂监测，并能监测当前压裂层段对相邻已压裂层段的影响。

摘要： 一种基于分布式光纤声音监测和分布式光纤温度监测的生产剖面监测方法，对单模感声光纤反射回来的声音信号和多模感温光纤反射回来的温度信号利用DTS/DAS注采井生产剖面解释模块进行处理，最终得到注采井各生产层段的实时流量和含水情况。本发明相比于现有的生产剖面测试技术而言，采用本发明中的生产剖面监测方法可以完成“一次入井作业实现全井段生产剖面测试”；可以实现注采井生产剖面的实时、长期或临时监测；可以实时获得各生产井段的流量、含水参数；可以实时判断各井段的生产贡献情况；可以实时评价注采井井下作业措施以及生产参数调整的生产效果。

摘要： 本发明提供了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，涉及管网监控技术领域。分布式光纤带包括：外护套、包覆层、填充物、温度感测光纤和振动监测光纤，外护套的内部设有至少一层填充物，每层填充物中埋有相互不接触的至少一根温度感测光纤和至少一根振动监测光纤，每层填充物的外围设有包覆层；填充物为与空气或水接触会释放热量的物质。本发明还涉及分布式光纤传感管网监测装置，光纤带采用分层结构，结合有特殊检测功能的填充物，监测装置能监测到管线是否受到外力破损，迅速准确的判断出发生故障的实际位置和灾害程度，很大程度提高了管线监测的可靠性和及时性，解决了现有技术中难以实现实时监测管线破损准确定位的问题。

摘要： 本实用新型提供了一种分布式光纤测温用控温结构及分布式光纤测温设备。分布式光纤测温用控温结构包括：壳体，限定出容置腔；温度检测模块，设置在容置腔内，温度检测模块用于检测容置腔内的实际温度；多个半导体制冷模块，间隔设置在容置腔内；控制器，与温度检测模块和半导体制冷模块控制连接，控制器根据预设温度范围与实际温度控制多个半导体制冷模块对壳体的内部进行加热或者制冷。本实用新型的技术方案解决了现有技术中的分布式光纤测温设备的测量精度较低的问题。

摘要： 本实用新型提供了一种分布式光纤报警主机和分布式光纤入侵探测系统，涉及入侵报警领域，分布式光纤报警主机包括两两相连的光模块、高速采集卡和工控机；其中，光模块与高速采集卡集成设置在工控机上；光模块用于向目标传感光纤发送光脉冲信号，并将针对光脉冲信号返回的光回波信号转化为模拟电信号，并输出至高速采集卡；高速采集卡用于将模拟电信号进行模数转化，得到数字电信号，并将数字电信号发送至工控机；工控机用于在数字电信号异常时输出入侵报警信号和/或断纤故障信号。本实用新型通过将光模块集成化可以精简结构，通过增加光模块和高速采集卡可以实现分布式长距离探测，同时基于工控机结构，实现了可扩展的分布式光纤入侵探测技术。

摘要： 本实用新型提供了一种分布式光纤带及分布式光纤传感管网监测装置，涉及管网监控技术领域。分布式光纤带包括：外护套、包覆层、填充物、温度感测光纤和振动监测光纤，外护套的内部设有至少一层填充物，每层填充物中埋有相互不接触的至少一根温度感测光纤和至少一根振动监测光纤，每层填充物的外围设有包覆层；填充物为与空气或水接触会释放热量的物质。本实用新型还涉及分布式光纤传感管网监测装置，光纤带采用分层结构，结合有特殊检测功能的填充物，监测装置能监测到管线是否受到外力破损，迅速准确的判断出发生故障的实际位置和灾害程度，很大程度提高了管线监测的可靠性和及时性，解决了现有技术中难以实现实时监测管线破损准确定位的问题。