[发明专利]应用光纤布里渊传感器监测油、水井套管轴向应变的方法

摘要

一种应用光纤布里渊传感器监测油、水井套管轴向应变的方法。主要解决现有技术中存在的，使用常规电子传感器不能监测全井段套损点、难以适应井下恶劣条件等问题。其特征在于：将纤维增强树脂封装的光纤布里渊传感器随单根油、水井套管下井，而沿油、水井套管串轴向布设，在井下距地面较近处采用监测光缆连接所述光纤布里渊传感器，此监测光缆的另一端连接至地面上的光纤应变分析仪，所述光纤应变分析仪带有激光源以产生光信号，由于所述光纤布里渊传感器沿油、水井套管串轴向布设，与所述油、水井套管串协同变形，因此所得到的所述光纤布里渊传感器的变形量Δε就是所述油、水井套管串的轴向变形量。具有可监测全井段套损点的特点。

主权项

1、一种应用光纤布里渊传感器监测油、水井套管轴向应变的方法，其特征在于该方法由如下步骤组成：①将纤维增强树脂封装的光纤布里渊传感器随单根油、水井套管下井，而沿油、水井套管串轴向布设，在井下距地面较近处采用监测光缆连接所述光纤布里渊传感器，此监测光缆的另一端连接至地面上的光纤应变分析仪，所述光纤应变分析仪带有激光源以产生光信号；②应用所述光纤应变分析仪测得所述光纤布里渊传感器的初值频移信息，即VB0，将此初值频移信息导出并保存；③应用所述光纤应变分析仪测试所述光纤布里渊传感器在采样时刻的频移信息，即VB，将所取得的采样时刻的频移信息导出并保存；④利用光纤布利渊传感器的基本原理公式(1)，即VB＝CεΔε+CTΔT+VB0…………(1)将通过步骤②和③所取得的VB0与VB数值代入后，公式(1)转化为公式(2)，ΔvB＝CεΔε+CTΔT…………(2)，即无初值影响的温度、应变耦合模型，其中，Cε为布里渊应变灵敏度系数，CT为布里渊温度灵敏度系数，Δε为所述光纤布利渊传感器的变形量，ΔT为温度变化；⑤应用所述光纤应变分析仪测试随套管一起下入井内的所述光纤布里渊传感器的布里渊频移信息，即VB，并将数据导出后存储；⑥将所述光纤应变分析仪中采样时刻监测光缆的布里渊频移数据导出，由于监测光缆中的光纤不受外力，因此其布里渊频移为公式(3)，VBT＝CTΔT…………(3)CT为布里渊温度灵敏度系数，ΔT为温度变化；⑦将步骤⑥中所得到的布里渊频移与无初值影响的温度、应变耦合模型结合，即将公式(3)与公式(2)结合，得到公式(4)，ΔvBε＝ΔvB-ΔvBT＝CεΔε…………(4)其中，Δε为所述光纤布里渊传感器的变形量，Cε为布里渊应变灵敏度系数，ΔvBε为所述光纤应变分析仪实时采集到的布里渊频移；⑧由于所述光纤布里渊传感器沿油、水井套管串轴向布设，与所述油、水井套管串协同变形，因此由步骤⑦中所得到的所述光纤布里渊传感器的变形量Δε就是所述油、水井套管串的轴向变形量。