【摘 要】
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常规分布式光纤声波传感(DAS)技术利用光纤对轴向应变敏感的特点开展单分量信号采集,在开展三分量振动信号采集时,通常需要对光纤进行螺旋缠绕布置.在采用不同的角度进行缠绕时,光纤的轴向位置必然不同,导致光纤对X,Y,Z3个方向的振动信号具有不同的敏感性.针对上述问题,通过建立单根螺旋缠绕光纤的数学模型,确定了光纤轴向应变的影响因素,推导了螺旋光纤轴向应变与光纤所在位置处3个方向真实应变之间的数学映射关系,定量分析了不同缠绕角度、不同旋转角度条件下三分量振动信号对光纤轴向应变的影响,并采用波动方程模拟的三分量
【机 构】
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中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)山东省深层油气重点实验室,山东青岛266580;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;哈利法大
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常规分布式光纤声波传感(DAS)技术利用光纤对轴向应变敏感的特点开展单分量信号采集,在开展三分量振动信号采集时,通常需要对光纤进行螺旋缠绕布置.在采用不同的角度进行缠绕时,光纤的轴向位置必然不同,导致光纤对X,Y,Z3个方向的振动信号具有不同的敏感性.针对上述问题,通过建立单根螺旋缠绕光纤的数学模型,确定了光纤轴向应变的影响因素,推导了螺旋光纤轴向应变与光纤所在位置处3个方向真实应变之间的数学映射关系,定量分析了不同缠绕角度、不同旋转角度条件下三分量振动信号对光纤轴向应变的影响,并采用波动方程模拟的三分量数字信号对螺旋光纤轴向应变所接收到的等效信号进行了验证.分析结果表明,螺旋光纤在轴向方向上采集到的信号强度取决于X,Y,Z三分量信号自身的强度、光纤缠绕角度以及缠绕过程中光纤各点的相对空间位置,随着缠绕角度的增大,螺旋光纤对沿缠绕轴方向的地震波信号敏感性增强,对垂直于缠绕轴方向的信号敏感性减弱,垂直于缠绕轴方向的两个分量地震波信号在数值上呈现出周期性和互补性变化规律,为利用螺旋缠绕光纤开展分布式声波传感三分量振动信号的采集提供了理论基础.
其他文献
通过网络收集2001年至2019年100起实验室安全事故,对其发生原因、类型、试剂和设备等方面的分析,发现:(1)火灾和爆炸发生频率和造成伤亡的数量最多;(2)危险化学品使用、实验人员违规操作、设备故障等是造成实验室安全事故的主要原因.危化品中易燃气体和易燃液体的管理和使用应受到重视;(3)在实验过程中人为因素是事故引发和造成损失的主要因素;非实验过程中安全事故主要由客观因素引起.建议:(1)多角度加强人员实验安全意识;(2)建立系统而全面的监管体系、物质保障、管理制度和应急预案.
设计了一种超灵敏分布式声波传感地震仪(uDAS(R)),该仪器以高性能相敏型光时域反射仪为基本构架,利用多频和随机光纤激光放大技术,结合干涉解调方法,实现了瑞利散射光信号相位的精确解调,可用于外界声波/振动信号的高精度拾取.实验结果表明,uDAS(R)在1～500 Hz内噪声底达4.5pε√Hz,同时具有线性幅度响应、长距离工作等特征.与电子检波器进行对比测试,二者的记录波形高度一致.uDAS(R)已初步应用于井中地震监测、微测井等勘探作业,获得了高质量的生产资料.此外,uDAS(R)在长期动态监测、管线
光纤既是传输介质又是传感器,具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、耐腐蚀和高灵敏度等先天优势,因其分布式/准分布式监测的特性而适用于油气井的多参数实时评估和动态监测.基于分布式光纤传感技术,主要介绍了分布式声波传感(DAS)和分布式温度传感(DTS)在昭通国家级示范区页岩气勘探开发中的应用进展,包括了VSP井地联采和DAS/DTS动态监测技术,系统分析了井下光纤采集处理解释的特殊性和优势.实际应用结果表明,在VSP井地联采中,相对于传统检波器接收,光纤DAS接收具有高密度、全井段等优势,可以准确地提取地层的吸收
近年来,光纤传感技术已经应用于地面地震数据、海洋地震数据、井中地震数据和井-地联合地震数据的采集,推动了光纤传感技术在地球物理特别是地震数据采集领域的应用.对国内外应用于陆地、海洋和井中的光纤地震数据采集系统进行了简要介绍,重点关注了分布式光纤声波传感(DAS)技术在井中地震数据和井-地联合地震数据的采集、处理和综合解释中的应用.光纤传感技术是一项革命性的新技术,光纤因体积小、不带电、分布式、高密度、多参量、耐高温、高压、全段接收和低成本等特征,必将带来井下、海洋和陆地地球物理技术的一场革命.井中分布式光
基于相位敏感光时域反射的光纤分布式声波传感技术(DAS)具有长距离、高灵敏、高空间分辨率、低成本、无源、抗电磁干扰等显著优势,非常契合石油行业中的地震勘探和管道监测等需求.从石油行业的应用需求出发,介绍了光纤DAS技术的基本原理和解调技术,并阐述了近年来该研究领域在信噪比增强、探测距离扩展和采样率提升等方面所取得的最新研究成果.此外,重点总结了国内外在光纤DAS技术商用化方面的研究进展,分析比较了不同企业和机构研发的DAS产品的特点、性能和应用潜力.同时,重点针对光纤DAS技术在VSP测井、微地震探测和管