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[发明专利]一种海域天然气水合物开采方法-CN202210083710.X在审
发明人：卢海龙;詹林森;王磊;卢鑫迪;丁言露;杨海琳;于珊;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： E21B43/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种海域天然气水合物开采方法，包括以下步骤：通过勘探寻找包括天然气水合物层和游离气层的天然气水合物系统，游离气层位于天然气水合物层下方；向海底钻井，使井孔向下穿过游离气层；在井孔内下套管至井底，在套管的外壁与井孔之间灌筑混凝土，套管和混凝土层形成井筒；井筒位于天然气水合物层的区段、位于游离气层的区段和位于游离气层下方的区段分别为第一井段、第二井段和第三井段；在第二井段处射孔，使第二井段与游离气层连通；在第一井段内通过电潜泵抽取流体。相比于现有技术，本发明通过抽取地层流体，实现对天然气水合物相态变化的控制，从而高效、长期、安全地开发天然气水合物。
一种海域天然气水合物开采方法

[发明专利]防窜动结构及具有其的测井仪器-CN201810834569.6有效
发明人：谢斌;芦志伟;潘勇;段胜男;张敏;刘飞;何向阁;古利娟;易多;汪志 -专利权人：中国石油天然气股份有限公司
申请日： 2018-07-26 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： E21B23/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种防窜动结构及具有其的测井仪器，防窜动结构用于固定和连接第一线缆和第二线缆，第一线缆包括第一光纤和包裹第一光纤的第一包裹层，第二线缆包括第二光纤和包裹第二光纤的第二包裹层，防窜动结构包括：第一固定部，第一固定部用于固定第一包裹层和第一光纤；第二固定部，第二固定部用于固定第二包裹层和第二光纤；连接结构，连接结构的两端分别与第一固定部和第二固定部可拆卸连接，连接结构具有容纳腔，容纳腔能够容纳第一光纤和第二光纤；第一连接件，设置在容纳腔中，第一连接件用于将第一光纤和第二光纤连接。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的光纤容易窜动的问题。
防窜动结构具有测井仪器

[实用新型]一种光纤压力传感器-CN202120232921.6有效
发明人：何向阁;张敏;古利娟;卢海龙 -专利权人：北京大学
申请日： 2021-01-27 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： G01L11/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种光纤压力传感器。本实用新型采用主体内第一通孔的直径小于第二通孔的直径，从而形成支撑面，为第一毛细管提供支撑，避免了较强的剪切力作用到粘接剂上，增强长时间工作稳定性；第一熔接点不需要实现完全的密封，从而用较弱的能量进行熔接，制作第二熔接点只需要确保反射光纤端面不会受到破坏即可，从而降低了熔接难度，提高了成品率；第一熔接点距离第二通孔右侧距离，且没有被粘接剂覆盖，整个感受压力的法珀腔段均处于容纳腔内，避免了主体和粘接剂对法珀腔段的影响；能够实现极低的温度灵敏度，解决了法珀腔对温度和压力均敏感的问题；易于制作，成品率高，长时间工作稳定性好，能够作为一种很好的压力传感器。
一种光纤压力传感器

[发明专利]一种光散射参量测量系统及其测量方法-CN202011326821.6有效
发明人：何向阁;张敏;刘飞;古利娟;卢海龙 -专利权人：北京大学
申请日： 2020-11-24 - 公布日： 2021-08-24 - 主分类号： G01M11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种光散射参量测量系统及其测量方法。本发明采用双频率散射干涉技术实现对光纤中瑞利散射参量的分布式测量，采用双频率干涉技术，通过干涉调制将瑞利散射率r和瑞利散射附加相位θ分别调制在干涉信号的不同成分上，通过简单的滤波即可将两者解耦合，从而实现两者的分别测量；对待测光纤施加一个线性拉伸，使得所有位置上添加均匀的相位变化信号，进而通过低通滤波能够将仅包含瑞利散射率r的项单独提取出来；合理选择脉冲宽度与采集卡的采样率使得脉冲宽度为薄片厚度的两倍，从而简化计算公式；能够实现全新的分布式温度和应变传感器；本发明对瑞利散射参量的直接测量对于一系列与光纤瑞利散射相关的基础与应用研究领域有重要意义。
一种散射参量测量系统及其测量方法

[发明专利]一种时分复用光纤传感系统乘性噪声的抑制方法及其系统-CN201810268780.6有效
发明人：刘飞;张敏;何向阁;古利娟;易多 -专利权人：北京大学
申请日： 2018-03-29 - 公布日： 2020-06-26 - 主分类号： G01D5/353 文献下载
摘要：本发明公开了一种时分复用光纤传感系统乘性噪声的抑制方法及其系统。本发明采用两个探测器分别接收非干涉脉冲和干涉脉冲，利用时分复用光纤传感系统的非干涉脉冲，采用相除的方法，抑制传感器干涉脉冲中的乘性噪声；在保证系统非干涉脉的冲幅度足够、加性噪声低于乘性噪声的前提下，能够取得良好的噪声抑制效果；另外，本发明的方法对于相位生成载波法和外差法同样适用。
一种时分用光传感系统噪声抑制方法及其

[发明专利]一种外差解调光纤传感系统中共模噪声的抑制方法及系统-CN201810218451.0有效
发明人：刘飞;张敏;何向阁;易多;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2018-03-16 - 公布日： 2020-06-02 - 主分类号： G01D5/353 文献下载
摘要：本发明公开了一种外差解调光纤传感系统中共模噪声的抑制方法及系统。本发明采用3×2耦合器构建基于外差方案中的参考传感器，利用三路参考信号进行线性组合，消去了直流乘性噪声部分，并利用3×2耦合器的三路参考信号之间存在2π/3固有相位相位差的特点，通过线性组合使得传感干涉信号的直流相位值和参考干涉信号的直流相位值相等，从而达到理想的共模噪声抑制效果。
一种外差解调光纤传感系统中共噪声抑制方法

[发明专利]一种弱反射布拉格光栅加速度计及其传感方法-CN201710806184.4有效
发明人：张敏;易多;何向阁;刘飞;古利娟;邱晓康 -专利权人：北京大学
申请日： 2017-09-08 - 公布日： 2020-02-11 - 主分类号： G01P15/03 文献下载
摘要：本发明公开了一种弱反射布拉格光栅加速度计及其传感方法。本发明在保偏传感光纤上刻制有等间距排布的第一至第三光栅；在时域上互相独立的双脉冲在依次经过第一至第三光栅后返回，产生两个携带外界振动信息的干涉脉冲，将两束携带外界振动信息的干涉脉冲的相位解调并将解调后的相位相减，从而得到抑制共模噪声的外界振动信息，且相位差与外界振动信号呈正比；本发明提高了噪声抑制水平，不仅能够消除由于激光器以及声光调制器而引入的共模噪声，同时能够消除外界环境的微扰引入至加速度计本身的环境噪声，提高了相位灵敏度并抑制了横向串扰，节省了传感系统成本并减小传感系统体积，这一优势在准分布式多基元传感网络优势体现尤为明显。
一种反射布拉格光栅加速度计及其传感方法

[发明专利]一种多波长外差传感系统及其传感方法-CN201910789314.7在审
发明人：何向阁;邱晓康;张敏;刘飞;古利娟;杨宇婷;卢海龙 -专利权人：北京大学
申请日： 2019-08-26 - 公布日： 2019-11-19 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种多波长外差传感系统及其传感方法。本发明采用多波长光源发出N个不同波长的连续光，经调制器调制成脉冲序列，经过传感器阵列的每一个检波器反射的脉冲序列将会错位叠加干涉，同一个检波器选取不同波长的干涉信号，采样率提高了N倍；本发明采用多波长外差技术，解决了检波器复用个数和测量带宽相互制约的问题，该技术在提高复用检波器个数的同时还能够提高测量带宽；本发明采用多波长技术，利用不同波长信号间的延时对信号进行组合，从而获得更高的采样率；采用多波长与外差调制解调相结合技术，在提高复用检波器个数的同时还能够提高测量带宽。
检波器多波长复用带宽脉冲序列测量采样率波长传感器阵列多波长光源波长信号传感系统错位叠加干涉信号外差调制外差技术调制器连续光传感解调外差延时反射干涉制约

[发明专利]一种分布式光纤声波传感系统及其传感方法-CN201910748010.6在审
发明人：何向阁;邱晓康;张敏;刘飞;古利娟;杨宇婷;卢海龙 -专利权人：北京大学
申请日： 2019-08-14 - 公布日： 2019-10-11 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种分布式光纤声波传感系统及其传感方法。本发明采用多波长技术，解决了外差频率与传感光纤长度相互制约的问题，从而能够实现更长的传感距离与更高的测量带宽；采用多波长技术，利用不同波长信号间的延时对信号进行组合，从而获得更高的采样率；采用多波长与外差调制解调相结合技术，相比于外差系统，在相同的外差频率下，本发明的系统可以获得更长的传感距离；在相同的传感距离下，本发明的系统能够获得更高的外差频率；采用多波长与外差调制解调以及瑞利背向散射相结合技术，能够得到光纤沿线所有位置所受振动信号的幅度和频率，从而可以恢复出光纤沿线的声波场，实现分布式声波传感。
多波长传感距离外差频率传感声波传感系统分布式光纤外差调制解调光纤声波背向散射波长信号外差系统振动信号采样率传感光声波场瑞利延时带宽测量制约恢复

[发明专利]光纤水听器阵列系统和加速度传感器阵列系统及测量方法-CN201610967771.7有效
发明人：张敏;何向阁;邱晓康;刘飞;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2016-11-01 - 公布日： 2019-09-13 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种光纤水听器阵列系统和加速度传感器阵列系统及测量方法。本发明的光纤水听器阵列系统包括：窄线宽激光器、水听器阵列、第一耦合器、第一声光调制器、第二声光调制器、延时光纤、第二耦合器、第一掺铒光纤放大器、环形器、第二掺铒光纤放大器、滤波器、光电探测器、数据采集卡和工控机；本发明产生外差脉冲对，通过干涉将外界声波信号调制到外差频率上，通过外差解调，得到水中的外界声波信号；本发明将系统大大简化，并且每个水听器基元取得了与现有系统相同的探测灵敏度；另外该方案同样可以使用于光纤加速度传感器阵列，将一根光纤依次绕制在多个加速度传感器骨架上则形成加速度传感器阵列，从而探测空气中的外界振动信号。
光纤水听器阵列系统加速度传感器测量方法

[发明专利]一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统及其抑制方法-CN201710017600.2有效
发明人：张敏;何向阁;刘飞;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2017-01-11 - 公布日： 2019-09-13 - 主分类号： G01D5/353 文献下载
摘要：本发明公开了一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统及其抑制方法。本发明选取分布式光纤传感系统中的一段光纤进行隔声隔振处理，作为参考光纤，得到此段参考光纤的信号，由于不受外界环境干扰，只包含共模噪声信号，再将分布式光纤传感系统中其他位置的信号减去参考光纤得到的信号，从而消除分布式光纤传感系统中的共模噪声；参考光纤可以任意选择，并适用于光纤水听器阵列系统、加速度传感器阵列系统或传感光纤等基于背向散射原理的分布式光纤传感系统；在不额外添加结构的基础上，有效抑制分布式光纤传感系统中的共模噪声信号。
一种抑制噪声分布式光纤传感系统及其方法

[发明专利]一种不等臂长迈克尔逊光纤加速度计及其传感方法-CN201810149158.3有效
发明人：张敏;易多;邱晓康;何向阁;刘飞;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2018-02-13 - 公布日： 2019-09-13 - 主分类号： G01P15/093 文献下载
摘要：本发明公开了一种不等臂长迈克尔逊光纤加速度计及其传感方法。本发明采用1x3光纤耦合器，三根输出光纤的长度成等差数列，末端分别连接第一至第三法拉第旋镜，形成两个等效迈克尔逊干涉仪，双脉冲入射两个等效迈克尔逊干涉仪产生两个干涉脉冲，相位解调并将解调后的相位相减实现对共模噪声的抑制，并无需附加的参考加速度计，同时具有更好的噪声抑制效果，因而降低了传感系统成本并压缩了传感系统体积，这一优势在准分布式多基元传感网络优势体现尤为明显；此外，本发明基于不等臂长的迈克尔逊干涉原理，巧妙采用推挽结构，对轴向的振动响应产生二级放大，并对横向的振动扰动产生二级抑制，因而兼具更高主轴灵敏度，更低横向串扰等优点。
不等臂迈克尔逊干涉仪光纤加速度计传感系统传感迈克尔逊干涉噪声抑制效果法拉第旋镜光纤耦合器传感网络等差数列二级放大共模噪声加速度计输出光纤推挽结构相位解调振动扰动振动响应准分布式灵敏度双脉冲脉冲串扰多基解调入射相减轴向压缩参考干涉

[发明专利]一种实现共模噪声自抑制的光纤矢量水听器及其传感方法-CN201711020663.X有效
发明人：张敏;易多;邱晓康;何向阁;刘飞;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2017-10-27 - 公布日： 2019-09-13 - 主分类号： G01H3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种实现共模噪声自抑制的光纤矢量水听器及其传感方法。本发明的本法发明采用在一根保偏传感光纤上刻制7个等间距的光栅，并将此保偏传感光纤依次缠绕于互相垂直且设置在质量块的第一至第六弹性筒上，并且光栅位于质量块上，然后基于双脉冲方案，实现互相垂直的三个维度的振动矢量测量，并在测量过程中基于自身结构的特殊设计实现了消除共模噪声而无须附加的参考加速度计；本发明无须其他附加光无源器件，具有结构简单等优点；基于弱反射光纤光栅的推挽式的自身特殊结构，实现了对传感系统共模噪声的抑制，而无须使用附加的参考加速度计，从而降低传感系统成本及体积，在大规模准分布式监测中优势更加明显。
一种实现噪声抑制光纤矢量水听器及其传感方法

[发明专利]能够实现全相位解调的分布式光纤传感系统及其测量方法-CN201610933350.2有效
发明人：张敏;何向阁;刘飞;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2016-10-25 - 公布日： 2019-09-13 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种能够实现相位解调的分布式光纤传感系统及其测量方法。本发明的分布式光纤传感系统包括：窄线宽激光器、第一耦合器、第一声光调制器、第二声光调制器、延时光纤、第二耦合器、第一掺铒光纤放大器、环形器、第二掺铒光纤放大器、滤波器、光电探测器、数据采集卡和工控机；本发明在传统的Φ‑OTDR系统中引入了外差脉冲对，将光纤某一位置的振动信号调制到外差频率上，通过外差解调算法得到待测光纤沿线任意位置的外界振动信号的幅度和频率；本发明能够实时得到待测光纤沿线任意位置的外界振动信号的幅度和频率，并且可以获得很大的动态范围；以外差频率为50kHz为例，系统可以探测幅度从0.1rad到100rad的信号，同时可以探测频率从10Hz到25kHz的信号。
能够实现相位解调分布式光纤传感系统及其测量方法

[发明专利]一种基于外差方案的光纤传感系统数据解调方法-CN201810177911.X有效
发明人：张敏;刘飞;邱晓康;何向阁;易多;古利娟 -专利权人：北京大学
申请日： 2018-03-05 - 公布日： 2019-08-13 - 主分类号： H04B10/67 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于外差方案的光纤传感系统数据解调方法。本发明采用初始采样率为外差频率的N倍，降采样倍数M为N的整数倍，并且低通滤波器系数中的元素个数为降采样倍数M的整数倍；本发明通过合理设计滤波器系数，配合适当的降采样倍数，将原本分开进行的乘载波运算和低通滤波操作合在一个步骤中完成，降低了基于外差解调的光纤传感系统的运算量，同时保证了降采样后的两个正交系数中相邻两个采样时刻据点之间的连续性。
降采样光纤传感系统外差数据解调整数倍低通滤波器设计滤波器采样时刻低通滤波外差频率采样率运算量解调正交运算配合保证

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