Verteilte Sensoren für die Ölprotokollierung mit Stromkabeln und optischen Sensorkabeln zur Temperaturmessung

Verteilte faseroptische Sensoren kann verschiedene Parameter wie Temperatur messen, Stress, Gaskonzentration, und Mehrphasenströmung in Ölquellen, aber in Wirklichkeit, Die ausgereiftesten Technologien sind Temperatur- und Spannungssensoren. Vor allem Temperatursensoren, Sie sind nicht nur technologisch ausgereift, sondern auch weit verbreitet. Bei der Erkennung von Ölquellen, Andere Parameter wie Viskosität und Druck können indirekt aus Temperaturdaten abgeleitet werden.

1. Optisches Sensorkabel zur verteilten Temperaturmessung von Stromkabeln

Die Verlegung von Stadtstromkabeln erfolgt in der Regel direkt im Erdreich oder auf Kabeltrassen in Tunneln, wobei letzteres die gebräuchlichste Methode ist. Das optische Sensorkabel ist an der Oberfläche einer Phase des Kabelkreises befestigt, Dies ist im Allgemeinen die Phase mit höherem Temperaturanstieg, durch Intervallbindung.

Der Temperaturmesssystem Host misst die Oberflächentemperatur des Kabels durch den Raman-Streueffekt optischer Fasern, und kann die Echtzeittemperatur des Kabelleiters anhand der Wärmeleitfähigkeitsgleichung des Kabels berechnen. Mit dem aktuellen Stand der Technik kann eine Temperaturmessgenauigkeit von erreicht werden 1 ℃ und eine Ortsauflösung von 1 Meter innerhalb der Kabellänge. Dadurch Verteiltes Temperaturmesssystem und Analysesoftware, das Feuer, kritischer Isolationsausfall, aktuelle Förderlast, aktuelle Belastbarkeit in Echtzeit, und andere Zustände des Kabels können beobachtet werden. Es ist zu beachten, dass die Temperatur an der Oberfläche des Kabels durch gemessen wird optisch Fasern im Kabel, während die Oberfläche, die mit dem Kabel in Kontakt kommt, die Oberfläche des optischen Kabels ist. daher, in praktischen Anwendungen, Das Temperaturerfassungssystem ignoriert die Struktur des optischen Sensorkabels, und die Abweichung der Testdaten liegt in einem völlig akzeptablen Bereich.

Das zur Temperaturmessung von Stromkabeln verwendete optische Kabel berücksichtigt die Einfachheit, leicht, schwer entflammbar, flexibel, und leicht zu bewegende Eigenschaften der optischen Kabelstruktur. Die sensorische optische Kabelstruktur, die in Temperaturüberwachungssystemen für Autobahnen verwendet wird, Brücken, und Tunneln ist im Grunde dasselbe wie bei der Überwachung von Stromkabeln,

2. Glasfaserkabel mit verteilter Glasfasermessung für die Ölprotokollierung

Derzeit, Die Tiefe der geförderten Ölquellen liegt in der Regel zwischen 3000 Zu 10000 Meter. Vorher, Zur Erfassung von Reservoirinformationen wurden elektrische Sensoren eingesetzt, in durchgehend verbundenen Stahlrohren eingebaut, und in den Ölquellen begraben. Diese Methode ist nicht nur für den Bau äußerst unpraktisch, sondern auch, weil das Erkennungssignal ein elektrisches Signal ist, Die Menge der gesammelten Informationen ist gering und die Genauigkeit ist aufgrund von Faktoren wie Erkennungsentfernung und Verzerrung nicht hoch. Später, Es wurden punktförmige faseroptische Sensoren entwickelt, die von der FBG vertreten werden, mit denen verbunden waren FBG über optische Kabel an Orten, an denen eine Erkennung erforderlich war. Diese Methode hat einen großen technologischen Schritt nach vorne gemacht, Es bestand jedoch immer noch das Problem der unvollständigen Erkennung von Ölquellendaten, bis zum Aufkommen verteilter Sensoren und ihrer Anwendung im Bereich der Ölprotokollierung. Es ist unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und hält extremen Bedingungen stand, einschließlich hoher Temperaturen, Hochdruck (Dutzende Megapascal oder mehr), sowie starke Stöße und Vibrationen. Es kann die Umgebungsparameter des Bohrlochs und des Bohrstandorts genau messen. Gleichzeitig, Faseroptische Sensoren mit verteilten Messfunktionen können die räumliche Verteilung des Messbereichs messen und Profilinformationen liefern. Darüber hinaus, Faseroptische Sensoren haben eine kleine Querschnittsfläche und nehmen im Bohrloch nur sehr wenig Platz ein.

Der punktförmige faseroptische Sensor und der verteilte Sensor, die für die Ölprotokollierung verwendet werden, verwenden beide einen Abschnitt eines optischen Kabels, der in der zu prüfenden Ölquelle vergraben ist. Der Unterschied besteht darin, dass der erstere Sensor ein FBG ist, der an das Ende des optischen Kabels angeschlossen ist, Letzteres ist das optische Kabel selbst. Wenn wir diese Unterschiede außer Acht lassen und nur die Anforderungen der Protokollierungstechnik an das optische Kabel selbst berücksichtigen, die beiden sind gleich, das heißt, Wir müssen den Einfluss der Beständigkeit des optischen Kabels gegenüber hohen Temperaturen berücksichtigen, Hochdruck, hohe Korrosion, Umgebung mit hohem Wasserstoffgehalt, und vertikaler Einsatz über große Längen. Die Struktur des Erdungskabels aus Glasfaserverbundwerkstoff (OPGW) Die in Stromversorgungssystemen verwendeten Materialien bieten Inspiration für die Entwicklung optischer Protokollierungskabel.

In der Struktur der Protokollierung optischer Kabel, Durch den Einsatz abgedichteter, mit Edelstahlbändern verschweißter Einheiten wird ein günstiger Schutz der Lichtwellenleiter erreicht. In Anbetracht der großen Länge der vertikalen Verteilung und der Hochtemperaturumgebung von Ölquellen, Der Einsatz von Füllverbunden in den Stahlrohren ist nicht mehr möglich. Ölpastenfüllstoffe sind bei diesem Aufbau und Zweck optischer Kabel nicht mehr erforderlich. Es muss lediglich das Problem der Lagefixierung der Lichtwellenleiter in den Rohren berücksichtigt werden, und Materialien wie hochtemperaturbeständige Garne können zur Unterstützung der Positionierung verwendet werden. Der verzinkte Stahldraht in der optischen Kabelstruktur sorgt nicht nur für die nötige Festigkeit, sondern weist auch die Eigenschaften Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit auf (kurzfristig 400 ℃).
Faseroptik in optischen Sensorkabeln
Momentan, Die zur Erfassung optischer Kabel verwendeten optischen Fasern sind im Allgemeinen Multimode-Fasern. Das Temperaturerfassungssystem für Kabel und Autobahntunnel arbeitet normalerweise bei Temperaturen von nicht mehr als 100 % 70 ℃ unter normalen Betriebsbedingungen, und kann gewöhnliche optische Multimode-Kommunikationsfasern verwenden. Das für die Ölmessung verwendete optische Kabel arbeitet im Allgemeinen bei hohen Temperaturen, wobei einige Ölquellen Temperaturen darüber erreichen 400 ℃. Jedoch, Mit Acrylharz beschichtete gewöhnliche optische Fasern haben eine maximale Betriebstemperatur von nicht mehr als 100 ℃. Unter diesen Bedingungen, Es müssen hochtemperaturbeständige Lichtwellenleiter verwendet werden.