[发明专利]一种基于螺旋布设光纤的套管应变监测的方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于螺旋布设光纤的套管应变监测方法及装置，所述套管应变监测方法包括：S1、沿着待测套管轴向，在该套管表面以均匀圆柱螺旋布线形式布设分布式光纤传感器，以获取所述套管被施加载荷时所采集到的光纤数据；S2、通过应变解调仪将分布式光纤传感器获取的光纤数据转换为对应的应变；S3、基于预设的套管应变监测模型，计算出与所述应变对应的载荷数据，所述载荷数据包括但不限于拉伸载荷、内压载荷、集中载荷。本发明能够便捷准确地对套管形变及载荷进行监测。

技术领域

本发明涉及套管形变监测技术领域，尤其涉及一种基于螺旋布设光纤的套管应变监测的方法和装置。

背景技术

在石油开采领域，油井套管成片损坏的情况经常发生。通常情况下，根据损坏情况来调整开采条件以避免问题扩大化。对于损坏套管井，只能修复，修复不了的只能报废，每年损失巨大。

近年来，多个研究团队采用光纤应变传感技术对套损监测进行了有益的尝试，进行了实验室和现场试验，取得了有效的监测数据，发表了相关学术论文；其通常做法是：采用玻璃钢加强光纤光缆轴向布置做拉伸和压缩的感测，在重点横断面周向布置多个光纤光栅应变传感器进行侧向形变监测，或增加地层压力传感器感知地层压力垂直分布来预测变化趋势。但是此种方法存在的弊端是：如果需要在全井深范围对套管形变进行准确监测，则需要布置大量的横断面侧向传感器，其产生工程施工压力和成本压力将是难以想象的。

综上可知，在现有的套损监测技术中存在下述弊端：1、布置周向光栅工艺复杂且无法处处布置；2、只能监测设防断面的情况，实际应用中只能在重点区段设置且设防断面处于应变的极值区域的概率较低，难以掌握最大区域情况。

发明内容

基于此，为解决现有技术所存在的不足，特提出了一种基于螺旋布设光纤的套管应变监测方法。

一种基于螺旋布设光纤的套管应变监测方法，其特征在于，包括：S1、沿着待测套管轴向，在该套管表面以均匀圆柱螺旋布线形式布设分布式光纤传感器，以获取所述套管被施加载荷时所采集到的光纤数据；S2、通过应变解调仪将分布式光纤传感器获取的光纤数据转换为对应的应变；S3、基于预设的套管应变监测模型，计算出与所述应变对应的载荷数据，所述载荷数据包括但不限于拉伸载荷、内压载荷、集中载荷中的任意一种或者多种组合。

此外，为解决传统技术存在的不足，还提出了一种基于螺旋布设光纤的套管应变监测装置，其特征在于，包括：分布式光纤传感器，其被沿着待测套管轴向，以均匀圆柱螺旋布线形式布设于待测套管表面，用于获取在对所述待测套管施加载荷时所对应的光纤数据；应变解调仪，用于将分布式光纤传感器获取的光纤数据转换为相应的应变数据；以及监测计算单元，所述监测计算单元用于基于预设的套管应变监测模型，计算与应变数据所对应的载荷数据；所述载荷数据包括但不限于拉伸载荷、内压载荷、集中载荷中的任意一种或者多种组合。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

采用了上述技术之后，解决了传统技术对应的工程施工工艺要求高且只能监测设防断面的情况，实际应用中只能在重点区段设置且设防断面处于应变的极值区域的概率较低，难以掌握最大区域情况的弊端；其通过分布式光纤传感器实时进行数据采样监测，并通过所设定的套管应变监测模型确定所获的应变数据对应的载荷数据，从而可以获得最危险处的应变及载荷情况；综上所述，本发明能够达到便捷准确的对套管形变及其载荷进行监测的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：图1为一个实施例中所述方法对应的技术流程图；

图2为一个实施例中所述方法对应的光纤布设图；