多通道油位测量系统

1．系统组成和工作原理 光纤传感器具有灵敏度高、动态范围大、抗干扰、抗化学腐蚀以及防燃防爆等优点，特别适合于石油化工行业等特殊环境中物理量的测量。多传感器罐体油位测量系统包括信号发生器、光纤传感器（探头）、光学复用器、信号接收与解调电路、单片机系统和上位PC机系统等。在系统中，选用光纤作为测量传感器，用光学网络作为传送媒体；通过光学复用器一方面可以分配不同的被测量罐体或被测点，     

光纤传感器

一、光纤传感器的工作原理、特点和组成1.工作原理和特点光纤又叫光学纤维。光纤传感器则是利用被测参数对光纤内的波导光进行调制,使其强度、波长、相位、偏振态、时间等光的特性发生变化,并通过检测光的调制信号来进行参数测量和信号传输的。现已用于测量温度、压力、振动、位移、电流、电压、液位、水声、流     

油田开发中的光纤传感技术

<正>光纤传感器技术是随着光纤实用化和光通信技术的发展而形成的,在20世纪90年代得到飞速发展。光纤传感器与传统的电学传感器相比有着许多优点,如结构简单、体积小、灵敏度高、电绝缘、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力强、可实现分布式实时在线检测以及对被测物质干扰小等。光纤传感器的这些优点特别符合油田发展的需求,得到了石油行业科技工作者的广泛重视,在油田上得到了广泛开发和应用,用于各种参数测量的光纤传感器相继被研究和推广。     

套管井下压力光纤光栅测量方法研究

针对机械类压力传感器和电类压力传感器存在的各种缺陷而无法实现井下压力的实时永久性监测问题,提出了一种基于光纤光栅的压力测量方法。根据井下复杂的环境,在常见的聚合物、弹簧管和膜片式等压力转换弹性体结构的基础上,提出了一种适合井下压力测量的薄壁圆筒与等强度梁组合式压力转换结构,随后分析了光纤光栅压力检测原理,对光纤光栅压力传感检测特性进行了仿真分析并搭建试验平台进行了压力特性试验研究。试验分析结果表明:设计的光纤光栅压力传感器具有良好的静态特性。该压力传感器为解决井下压力实时永久性监测提供了一种新方法。     

新型光纤液位计在联合站的应用

近年来,油田在液位测量和高低液位报警仪器的选型上作了大量工作,我们发现CY-IB光纤液位计产品技术先进,安全防爆,测量精度高,是油田集输泵站理想的安全测量报警仪器。 1.光纤液位计工作原理 CY-IB光纤液位计利用了力平衡原理实现液位的检测,系统主要由测量单元、光纤传感器、光电变送器、二次仪表、电源和光缆组成,其工作原理如图1所示。     

基于光纤光栅应变传感器的油气管道腐蚀监测

基于光纤光栅传感技术的优良特性,提出了一种通过应用光纤光栅传感器测量管道环向应变来探测管道腐蚀的新方法,该方法采用了一种新型的FBG应变传感器,与传统的FBG传感器相比具有测量整个环向应变、延长传感器使用寿命、与管道外壁贴合紧密、无需破坏管道、可重复使用等优点。介绍了基于新型FBG应变传感器的监测管道腐蚀的原理,将FBG应变传感器分别安装在PVC管道和钢管道上进行了验证性的试验,并用SAP2000进行模型的数值模拟分析。结果表明FBG应变传感器可以准确地监测到管道环向应变的变化,对由于不同腐蚀程度引起的环向应变非常敏感,FBG应变传感器在管道腐蚀监测领域有着广阔的应用前景。     

光纤流量传感器在石油领域中的进展

光纤流量传感器主要用于石油行业中地表输油管道的流量测量及地下油井流量的测量，提供石油生产和传输特性极其重要的参数。文章结合石油生产的特殊工作环境，介绍了目前应用具有很大潜力的4种光纤流量传感器，阐述了它们的工作原理及技术特性，探讨了光纤流量传感器在石油工业生产中的作用和可行性及发展方向。     

一种用于低流量测量的浮子流量传感器

针对目前广泛存在的日产量小于10m3的油井及目前所应用的涡轮流量计测量下限较高和易砂卡等问题,根据流体力学相关原理,建立适合低流量测量的理论模型,分析其中的影响因素,采用独特设计技术,研制出外径为28mm的浮子流量传感器。通过实验,确立油井流量在0～20m3/d变化范围内,所研制的浮子流量传感器的测量频率响应与被测液体流量之间为线性关系。在模拟仿真系统所能提供的水流量下限(0.24m3/d)和油流量下限(0.05m3/d)情况下,传感器仍有较高频率输出响应,表明所研制的浮子流量传感器适合低产液油井流量测量。     

光纤传感器在油气勘探上的应用

光纤产品在高可靠性和低耗高效方面的技术优势是其在油田上得到广泛应用的关键因素.光纤传感器可在高压和高温等恶劣条件下使用.本文给出了井下分光计、分布式温度传感器和光纤压力传感器的工作原理和应用效果.井下分光计提供原位井下流体分析,并对地层流体的评估加以改进;光纤分布式温度传感器在注蒸汽井温度监测方面至关重要;侧孔光纤式压力传感器目前正在研发中,主要致力于超高温和井下压力监测任务.目前基于光纤传感器出现的商业产品还有:用于多相流测量和分布式动态应变测量的光纤探针.     

电磁感应式含水率传感器设计

介绍了电磁感应式含水率传感器的原理和结构,它的静、动态实验和数据分析,证明此传感器既可以测水中的油亦可测油中的水.由于采用双传感器的结构,一个作为取样,一个作为测量,用取电压法测结果,因此,克服了矿化度和温度的影响.此传感器以磁力线为载体,采用非接触测量,具有不黏污、不腐蚀特点,因而可用于三元复合驱产出井和稠油井的含水率测量.     

利用光纤温度传感系统检测天然气管道泄漏

为实现天然气管道泄漏在线实时检测及泄漏位置的准确定位,利用光纤光栅温度传感器和分布式光纤温度传感器的温度特性, 结合天然气管道泄漏处的温度场变化规律，进行了光纤光栅准分布式检测系统和分布式光纤泄漏检测系统研究。着重分析了光纤光栅准分布式传感系统的构成及其原理，分析了基于拉曼光反射的分布式光纤温度传感器系统的构成及其原理，介绍其具有其它传感系统无法比拟的优越性及应用领域，并初步建立了光纤检测系统实施方案。采用光纤光栅和分布式光纤温度传感检测技术,分别实现了管道的关键点和沿管道全线温度的连续检测，通过检测管道周围的温度场异常变化，及时发现泄漏，并进行漏点准确定位。     

光纤井中地震技术在中国西部地区的应用

随着分布式光纤传感仪器的不断革新和光纤数据处理方法的持续进步,人们已经在国内外多个探区开展了光纤井中地震技术的应用试验,解决诸如复杂地质构造分析、井控处理参数提取、储层岩性预测等地球物理问题。在中国西部地区,受储层埋深较大、井下温度压力较高等因素影响,常规井中检波器数据采集受到很大制约,光纤井中地震技术在该地区具有一定的优势。介绍了光纤井中地震技术在中国西部地区的系列试验,并分析讨论了在不同地区的应用效果,第一,在复杂构造地区,设计了光纤与常规检波器联合观测系统,采集得到了理想的井中地震数据,通过光缆噪声压制、一致性校正等处理工作,得到了用于刻画复杂构造特征的井中地震成像剖面;第二,在薄层油气勘探区,设计了光纤井地联合采集观测系统,提取井控处理参数辅助地面地震处理,得到了用于岩性描述和薄层识别的高精度井控地震成果;第三,在复杂表层结构区,提出了光纤深井微测井观测方法,并探索了轻型震源与光纤组合的改进技术,为砾岩、黄土塬等复杂表层结构分析提供支持;第四,在碳酸盐岩储层勘探地区,进行了光纤井中地震地质导向试验,证明了光纤井中地震技术具有时效性好、安全系数高、适用性强等特点。结合光纤井中地震...     

基于光纤传感技术的结构应力监测试验研究

基于光纤传感技术,对张力腿平台典型结构型式的模型进行应力监测试验研究,测量并分析施加不同载荷作用产生的结构应力.将光纤监测模型试验结果与有限元仿真结果进行对比分析,探讨光纤传感技术在海洋平台结构应力监测方面的适应性和可行性.研究结果表明,光纤传感器布设方便灵活,由光纤监测和有限元仿真得到的结构应力数据相对误差较小.在控...     

基于弱光栅阵列相位载波解调的分布式井中地震勘探技术研究

分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1 000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor, DAS)系统噪声的压制。实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1～320.0 Hz,本底噪声平均约为■,满足了地震检波的需求。现场井中VSP地震资料采集实验表明,全同弱光栅阵列采集到的地震数据信噪比约为传统单模光纤分布式采集数据信噪比的2.5～3.0倍,VSP资料质量有显著提升,为下一代新型光纤分布式地震勘探技术提供了一种有效解决方案。     

四色定理的证明

本文应用极端性原则 ,证明同胚于球面的多面体 ,其着色数不多于四种。     

光纤法测量气-固两相流中的固含率

基于光线照射到颗粒上会发生漫反射这一现象,制作了一种测量气 固两相流中固含率的单光纤探针。对于自由堆积的催化剂颗粒,信号强度随催化剂与探针末端距离的减少而增加。对于其他物体,信号强度随物体与光纤距离的减少先增加后降低,在约1 mm处有极大值。采用板状单摆考察光纤探针对运动物体响应的灵敏性和准确性,实验结果与计算结果一致。分别用压差法和光纤法测量流化床中的固含率并进行比较,固含率较高时,压差法与光纤法的固含率基本相当;受颗粒间遮挡的影响,当固含率较低时,光纤法测得的固含率偏高。提供了一种一定范围内气 固两相流固含率的在线测量方法及原理,丰富了多相流测量理论和实践体系。     

井下分布式光纤井筒温度校正技术研究与试验

油气藏的井下温度分布式动态监测技术作为油气藏开发效果评价的一项关键技术,目前主要采用分布式光纤温度传感器与井下电缆构建光电复合缆的形式来实现,然而电缆工作时产生的大量热量以及复合缆在封隔器位置的特殊结构,导致电缆产生的热量在封隔器部分出现非均匀分布,使得分布式温度测量参数的常规校准方法难度大。针对上述问题,文章提出了一种基于Comsol有限元局部温度场仿真与卡尔曼滤波的井下分布式光纤井筒温度校正方法。首先分析了分布式光纤工作原理,并建立了封隔器处整体式复合缆穿越三维结构,同时构建了基于井下流体对流散热的电潜泵与电缆发热模型;然后针对井下封隔器内的复合缆穿越器,建立了基于Comsol有限元仿真软件的穿越器部分三维温度场模型,并且结合分布式光纤实测数据,建立了井下分布式光纤温度分布状态空间方程,利用扩展卡尔曼滤波算法,实现了井下分布式光纤井筒温度的精确校准。最后,利用所研发的温度分布式监测系统在南海某油田进行现场验证,结果表明采用三维温度场建模与卡尔曼滤波校正的井筒测量温度曲线,减轻了电潜泵电缆与封隔器对井筒温度的干扰影响,提高了井筒温度测量的精度,测量相对误差仅为0.16%,满足生产现场...     

激光光纤核测井技术

激光具有亮度高,单色性、方向性和相干性好,穿透性强等特点。而光纤具有传输频带宽、损耗极低、直径细、质量轻、可挠性好、不受电磁干扰,以及绝缘、耐水性优良等优点。随着激光技术和光纤技术的发展,各种激光光纤传感器层出不穷。利用激光光纤技术进行石油测井开辟了测井技术特别是光学测井向前发展的又一重要途径。文章着重介绍了国内外激光光纤核传感器的研究情况以及激光光纤技术在石油核测井中的应用前景。     

光纤测温技术在稠油热采中的应用及效果评价

在稠油开发过程中,根据SAGD(蒸汽辅助重力泄油)对温度动态监测需要,开展了光纤测温技术,该技术避免了热电偶、电子温度压力计测试温度点少的缺点,可有效监测整个油层段温度剖面分布情况。工艺要求光纤在井内要有耐高温能力和连续监测使用寿命,以及配套管柱和地面工艺。因此,如何安全有效的将测温光纤下入水平井目的层段,并能够在注汽、焖井、转抽全过程中实现实时监测,是该技术的重点发展方向。本文主要对光纤性能及在现场实际应用过程中存在的问题和解决办法进行了分析和评价。     

分布式光纤管道泄漏检测和定位技术

提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的新型分布式光纤管道泄漏测试技术.该检测技术利用在管道沿线附近敷设的一条光缆中的3条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,通过检测管道沿途所发生的泄漏噪声,可以实时地监测管道沿线所发生的泄漏情况.利用广义相关时延估计算法,通过确定2个测试信号的时延可以获得泄漏点的位置.阐述了该检测技术的测试原理和泄漏点定位方法,并对现场试验数据进行了分析.理论分析和试验结果表明,该测试技术可以有效地提高管道泄漏测试的灵敏度和定位精度.