光纤传感器的应用(2020年10月整理).pptx
5页1、/*/,介绍光纤,优点,一。灵敏度较高; 二。几何形状具有多方面的适应性,可以制成任意形状的光纤传感器; 三。可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋转等)的器 件; 四。可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境; 五。而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。 应用范围:光纤传感器应用领域非常广泛,涉及石油化工、电力、医学、土木工程等诸多领 域。,1,/*应用(正题)*/ 光纤传感器在石油化工系统的应用 在石油化工系统中, 由于井下环境具有高温、高压、化学腐蚀以及电磁干扰强 等特点,使得常规传感器难以在井下很好地发挥作用。然而光纤本身不带电,体小 质轻,易弯曲,抗电磁干扰、抗辐射性能好。特别适合于易燃易爆、空间受严格限 制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。 光纤传感器在油气勘探4中的应用 应用光纤传感器可以制成井下分光计,分布式温度传感器及光纤压力传感器等适用于 这种特殊作业要求的产品。 井下分光计 它由两个传感器合成:一个是吸收光谱分光纤,另一个是荧光和气体探测器。井下流 体通过地层探针被引入出油管,光学传感器用于分析出油管内的流体。流体分析分光计则提 供了原位井下流体分析
2、,并对地层流体的评估加以改进。 分布式温度传感器 光纤分布式温度传感器是井下应用最为流行的光纤传感器。应用实例是监测注水蒸气 重油开采系统。蒸汽被注入重油层用以降低油的黏度,使稠油能够开采出来。井下蒸汽温度 可高达 250 以上。,图 1 流体分析仪构造 (3) 压力传感器 侧孔光纤式压力传感器其主要致力于超高温和井下压力监测任务,但目前正在研发中 4.1.2 光纤传感器在石油测井中的应用 石油测井是石油工业最基本和最关键的环节之一,压力、温度、流量等参量是油气井 下的重要物理量,通过先进的技术手段对这些量进行长期的实时监测,及时获取油气井下信 息,对石油工业具有极为重要的意义5。 利用光纤传感器可以进行井下流量测量、温度测量、压力测量、含水(气)测量、密度 测量、声波测量等。 流量测量 由于光的强度、相位、频率、波长等特性在光纤传输的过程中会受到流量的调制,利 用一定的光检测方法把调制量转换成电信号,就可以求出流体的流量,这就是光纤流量计的 工作原理7。 温度及压力测量 分布式光纤测量系统(DTS)利用光纤后向拉曼散射的温度效应,可以对光纤所在的温度 场进行实时监测。 光纤热色温度传
3、感器是由白光源、多模光纤组成的反射式温度传感器;光纤辐射式温 度传感器利用黑体辐射能量,其非接触,可测瞬问温度,响应速度快,不需要热平衡时间, 可用于高温测量。 含水(气)率及密度测量 U 型光纤的传输功率随外界介质折射率变化而变化,光波作为信息载体,与混合流体 电阻率、流型及水质无关,基于该原理的光纤持率密度传感器从本质上解决了现有持率存 在的高含水无分辨率和放射性物质的应用问题,对于多相流体油、水、气的折射率各不相同, 因而混合流体的折射率会随着油、水、气比例的改变而改变。因此这种折射率调制型光纤传 感器不仅能测流体持率,可同时测流体密度,其精度较高。 声波测量 地震波在不同的介质中传播,接收到的地震波波形就会不同,根据不同的地震波形态, 可识别地层沉积序列和沉积构造,为储层定位、判断窜槽、检测套管破损及断裂、射孔层位 及确定流体流量等。VSP 地震测井,就是把检波器放人井中,通过地面击发的地震波或利 用井中流体流动等产生的微震动,由井中的检波器接收地震信号。永久井下光纤三分量地震,2,测量具有高的灵敏度和方向性,能产生高精度的空间图像,不仅能提供近井眼图像,而且能 提供井眼周围地
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