[发明专利]用于使用光纤传感器监控振动的方法和装置

权利要求书

1.一种用于监控井下部件的装置，所述装置包括：

光纤传感器，其长度与所述井下部件具有可操作的关系，并且被配置为响应于所述井下部件的变形而变形，所述光纤传感器包括沿所述光纤传感器的长度至少基本上连续地分布的多个本征散射位置；

询问组件，被配置为将扫频波长电磁询问信号传送至光纤传感器中并且从所述多个本征散射位置中的每一个接收反射信号；

处理单元，被配置为接收所述反射信号，沿所述光纤传感器选择测量位置，选择与所述光纤传感器中的第一本征散射位置相关联的第一反射信号，所述第一本征散射位置对应于所述测量位置，选择与所述光纤传感器中的第二本征散射位置相关联的第二反射信号，对所述第一反射信号和第二反射信号执行傅里叶变换，基于经过变换的信号估算所述第一信号与所述第二信号之间的相位差，以及基于所述相位差估算所述测量位置处的所述井下部件的参数，其中所述第一本征散射位置和所述第二本征散射位置不依赖于预先安装的反射器的位置，

其中所述处理单元进一步被配置为在时间周期内将多个询问信号传送至所述光纤传感器中，估算与所述多个询问信号中的每一个相关联的所述第一信号与所述第二信号之间的多个相位差，生成时变相位差图形，以及通过将相位差图形分成与光纤传感器各部分相关联的相位差数据的仓以生成相位差测量，

通过自举方法把所述相位差图形分成所述仓，其中从更接近于所述询问组件的仓移除相位差数据得到每个仓中的相位差数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理单元进一步被配置为针对所述多个本征散射位置中的每一个估算相位差以及对于所述光纤传感器的长度生成相位差图形。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述参数包括与所述时变相位差图形相关联的所述井下部件的振动。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述井下部件包括电动机和发电机中的至少一个，并且所述参数包括所述电动机的震动。

5.根据权利要求1所述的装置，其中以相对于所述井下部件的固定的关系设置所述光纤传感器。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述参数包括所述井下部件的移动、应变和变形中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述询问组件被配置为把所接收的反射信号与沿着光纤的长度的位置相关联，其中所述反射信号能够被建模为弱反射光纤布拉格光栅并且能够类似地用于这种光栅以估计光纤传感器的各种参数，以这种方式能够选择沿光纤传感器的期望位置并且所述期望位置不依赖于所述本征散射位置。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理单元被配置为当井下部件处于参考状态时接收来自所述多个本征散射位置的反射信号，并且从相位差减去基于所述参考状态获得的相位差信息。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述询问组件是光频域反射测量OFDR组件，所述OFDR组件被配置为应用具有连续扫频的波长的光学信号。