[发明专利]地热深井井壁分布式光纤温度监测系统及其方法

权利要求书

1.一种地热深井井壁分布式光纤温度监测系统，其特征在于，包括分布式光纤温度测试装置、耐高温铠装光缆、光缆穿越装置；所述分布式光纤温度测试装置与所述耐高温铠装光缆连接；

所述分布式光纤温度测试装置，用于向所述耐高温铠装光缆发送激光信号，接受所述耐高温铠装光缆返回的携带温度信息的拉曼散射光信号，并进行分析和展示；

所述耐高温铠装光缆，通过所述光缆穿越装置，下入所述地热深井，并传输所述激光信号，采集地热深井内不同井壁位置的温度信息，将所述温度信息以拉曼散射光信号返回至所述分布式光纤温度测试装置；

所述光缆穿越装置，设置于井口，用于耐高温铠装光缆的穿越，以及套管固井水泥的密封；

所述光缆穿越装置包括密封筒、密封盘根和密封压帽；

所述密封筒，用于将所述光缆穿越装置固定在环形钢板上；

所述密封盘根，用于填充所述密封筒与耐高温铠装光缆之间的空隙；

所述密封压帽，用于压实所述密封盘根；

所述监测系统还包括光缆固定卡具，用于将所述耐高温铠装光缆固定在套管外侧；

所述光缆固定卡具包括光缆套管节箍保护器和钢扎带，所述光缆套管节箍保护器用于提供耐高温铠装光缆在套管节箍处的保护；所述钢扎带用于将耐高温铠装光缆和套管节箍固定，还用于固定非接触处的耐高温铠装光缆与套管；

所述耐高温铠装光缆随套管垂直居中下入到地热深井内部，采集地热深井内不同井壁位置和套管的温度信息；所述套管的直径小于所述地热深井井壁的直径，所述套管与所述地热深井井壁之间形成狭窄线性空间；

每根所述耐高温铠装光缆根据布设位置，提供垂直方向上的线性温度分布。

2.根据权利要求1所述的地热深井井壁分布式光纤温度监测系统，其特征在于，所述分布式光纤温度测试装置包括脉冲光源、波分复用器、光电转换器、数据采集与控制电路、工控机；

所述脉冲光源，用于根据所述数据采集与控制电路发出的控制信号，向所述耐高温铠装光缆的光纤通道发射脉冲激光信号；

所述波分复用器，用于将所述耐高温铠装光缆返回的携带温度的拉曼散射光信号按照波长分为斯托克斯光和反斯托克斯光；

所述光电转换器，用于将所述斯托克斯光信号和反斯托克斯光信号分别转换成相应的电信号输出；

所述数据采集与控制电路，用于向所述脉冲光源发出控制信号，同时采集所述电信号包含的数据信息；

所述工控机，用于将所述数据信息转换成井壁上不同位置的温度信息，并将所述温度信息进行保存和显示。

3.根据权利要求1-2之一所述的地热深井井壁分布式光纤温度监测系统，其特征在于，所述耐高温铠装光缆包括纤芯、涂覆层、不锈钢管、纤膏和铠装钢丝；

所述涂覆层均匀覆盖在整个纤芯的外表面，并与所述纤芯一起置于所述不锈钢管的内部，二者与所述不锈钢管的内壁非接触；

所述涂覆层覆盖的纤芯与不锈钢管之间的空隙通过纤膏填充，所述铠装钢丝成缆绕制于所述不锈钢管外表面；

所述纤芯为62.5/125多模的耐高温光纤，用于传输所述激光信号，并采集所述地热深井内不同井壁位置的温度信息，将所述温度信息以拉曼散射光信号返回至所述分布式光纤温度测试装置；

所述涂覆层为聚酰亚胺涂覆层；

所述不锈钢管采用304材质的松套结构，内部充填纤膏；

所述纤膏采用硅油或耐高温脂；

所述铠装钢丝成缆设置。