[發(fā)明專利]立井井壁變形分布式光纖檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410100335.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN103821507A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸春德;施斌;魏廣慶;童恒金;宋占璞;孫義杰;王興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00
• 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

1.一種立井井壁變形分布式光纖檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

a、在井筒壁預(yù)測(cè)變形部位，沿立井井筒壁混凝土表面從上往下開挖多條縱向凹槽和環(huán)形凹槽，清除凹槽灰塵；

b、在縱向凹槽和環(huán)形凹槽內(nèi)分別鋪設(shè)軸向傳感光纖（2）和環(huán)向傳感光纖（3），軸向傳感光纖（2）和環(huán)向傳感光纖（3）相互連通，用粘結(jié)劑對(duì)縱向凹槽和環(huán)形凹槽進(jìn)行充填，使之能與井壁混凝土同步協(xié)調(diào)變形；從地面由上而下將光纜（5）沿井壁表面捆綁固定后，光纜下端在傳感光纖鋪設(shè)位置處與井壁內(nèi)鋪設(shè)的傳感光纖外露端進(jìn)行熔接，熔接處套裝有起保護(hù)作用的金屬波紋管（4），光纜上端與地面設(shè)置的BOTDR連接后進(jìn)行井壁應(yīng)變的檢測(cè)；

c、根據(jù)立井井壁的埋深、檢測(cè)要求設(shè)定儀器的測(cè)試范圍、頻率、精度等參數(shù)，設(shè)定BOTDR對(duì)第一次井壁檢測(cè)的應(yīng)變量作為初始值、對(duì)井壁在外界壓力作用下受軸向和環(huán)向變形時(shí)所測(cè)的應(yīng)變量與初始值應(yīng)變量的差值作為井壁所受的附加應(yīng)變值Δε；

d、當(dāng)立井井壁受凍結(jié)壓力、含水層水壓力及注漿壓力作用下發(fā)生變形時(shí)，基于布里淵頻移與傳感光纖應(yīng)變之間的線性關(guān)系，通過BOTDR實(shí)時(shí)檢測(cè)埋設(shè)在立井井壁內(nèi)軸向傳感光纖（2）和環(huán)向傳感光纖（3）的變形，通過公式：Z＝c·T/2n計(jì)算出傳感光纖線路某受力點(diǎn)到BOTDR入射端的距離Z，式中：c為真空中的光速，T/2為發(fā)出脈沖光至接收光纖某受力點(diǎn)返回的布里淵散射光的一半時(shí)間間隔，n為光纖的折射系數(shù)；得到軸向傳感光纖（2）和環(huán)向傳感光纖（3）布設(shè)區(qū)域內(nèi)立井井壁的應(yīng)變分布，確定井壁變形的空間位置，并結(jié)合井壁的應(yīng)變變化異常探測(cè)井壁變形的受力性狀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的立井井壁變形分布式光纖檢測(cè)方法，其特征在于：所述沿立井井筒壁開挖的多條縱向凹槽均勻分布，為4～6條。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的立井井壁變形分布式光纖檢測(cè)方法，其特征在于：所述沿立井井筒壁開挖的多條環(huán)形凹槽至少有2條，環(huán)形凹槽之間的間隔距離為0.2～20m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的立井井壁變形分布式光纖檢測(cè)方法，其特征在于：所述的縱向凹槽和環(huán)形凹槽的寬度為3mm、深度為5mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的立井井壁變形分布式光纖檢測(cè)方法，其特征在于：所述的傳感光纖采用直徑為0.9～2mm之間的單模緊套光纖。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的立井井壁變形分布式光纖檢測(cè)方法，其特征在于：當(dāng)井壁混凝土表面干燥時(shí)，對(duì)縱向凹槽和環(huán)形凹槽充填的粘結(jié)劑采用環(huán)氧樹脂與稀釋劑組合的粘結(jié)劑，當(dāng)井壁混凝土表面潮濕時(shí)，對(duì)縱向凹槽和環(huán)形凹槽充填的粘結(jié)劑采用硅酸鈉水玻璃與水泥組合的粘結(jié)劑。