[發(fā)明專利]基于光纖光柵傳感的煤礦井筒凍結(jié)壁溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310514077.6
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103528712A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方新秋;劉曉寧;梁敏富;薛廣哲;袁保寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;E21B47/07;G01K1/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.基于光纖光柵傳感的煤礦井筒凍結(jié)壁溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測方法,其特征在于包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)煤礦井筒施工條件制備光纖光柵傳感裝置：

A、采用兩端車絲的無縫鋼管作為光纖光柵傳感受載體及保護(hù)管，并選用相應(yīng)的高防漏活接頭作為鋼管連接件；

B、以無縫鋼管中點(diǎn)為對稱點(diǎn)，在無縫鋼管內(nèi)用長11m的光纖對稱布置串接三組間隔4m并編號的光柵溫度傳感器，將光纖用耐低溫易固化膠水粘貼固定于無縫鋼管內(nèi)壁，其中第一組位于無縫鋼管中點(diǎn)，其他兩組分別位于兩側(cè)與中點(diǎn)間隔為4m處，即與無縫鋼管兩端間隔為2m，將兩端的光纖接頭引出無縫鋼管；

C、采用熱膨脹系數(shù)較高的橡膠或樹脂有機(jī)材料，如環(huán)氧樹脂類膠，對無縫鋼管內(nèi)的光柵傳感器及光纖進(jìn)行增敏灌封封裝，以保護(hù)光柵光纖并提高溫度靈敏度，灌封時(shí)無縫鋼管兩端內(nèi)各留0.5m長的接合間隙；

D、將橡膠保護(hù)管裹套在兩端光纖接頭上，以保護(hù)光纖外露部分，完成光纖光柵傳感裝置的制備；

步驟二、選擇測點(diǎn)，在井筒凍結(jié)孔內(nèi)布設(shè)光纖光柵傳感裝置：

A、根據(jù)凍結(jié)孔的設(shè)置情況、凍結(jié)壁的設(shè)計(jì)厚度及溫度監(jiān)測范圍的要求，選取多個(gè)凍結(jié)孔作為測點(diǎn)；

B、在現(xiàn)場用鉆機(jī)鉆進(jìn)施工凍結(jié)孔的同時(shí)，在測點(diǎn)孔內(nèi)布設(shè)多個(gè)光纖光柵傳感裝置；

C、隨著鉆孔深度的增加，將多個(gè)光纖光柵傳感裝置進(jìn)行串接，先將上一光纖光柵傳感裝置上端的光纖接頭與下一光纖光柵傳感裝置下端的光纖接頭進(jìn)行串接，并固定于無縫鋼管端口以內(nèi)，用有機(jī)材料進(jìn)行封裝保護(hù)，然后將無縫鋼管上一光纖光柵傳感裝置無縫鋼管的上端與下一光纖光柵傳感裝置無縫鋼管的下端用活接頭進(jìn)行連接，后面光纖光柵傳感裝置的連接依次類推，如此反復(fù)，直到鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度，埋設(shè)好多個(gè)光纖光柵傳感裝置；

步驟三、接入光柵光纖解調(diào)設(shè)備，將信號傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理和實(shí)時(shí)監(jiān)測：

A、將各測點(diǎn)埋設(shè)完畢的光纖光柵傳感裝置地表外露的光纖接頭接入礦用光纜；

B、將礦用光纜接入光柵光纖解調(diào)設(shè)備；

C、將光柵光纖解調(diào)設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而將解調(diào)信號傳送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；

D、通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集并處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，對凍結(jié)壁進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測。