[實用新型]一種準分布式聲波探測傳感器

有效

• 申請號: 201821086012.0
• 申請日: 2018-07-10
• 公開（公告）號: CN208968667U
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 蔡大海;王錦兵
• 申請（專利權）人: 北京昊銳科技有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01V1/40
• 代理公司: 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙) 11583
• 代理人: 李麗

本實用新型公開一種準分布式聲波探測傳感器，包括外涂層，包裹在所述外涂層之中的單模光纖，以及設置在所述單模光纖之中的數量可以多達5000個的多個聲波傳感器，其中聲波傳感器之間的距離為1?10米。本實用新型結構光纖可以用于井下聲波振動探測領域，有效的解決了以往地面探測精度低、噪音大、精度低的問題。光纖聲波傳感器的數量可以從可以布滿整個井筒，沒有盲區測試時不用提升傳感器重復放炮，減少經濟成本。系統精度高，可以適用于井下微地震錄井，用于長期監測井下微地震數據，大大減少時移微地震成本。

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感技術領域，尤其涉及一種準分布式聲波探測傳感器。

背景技術

光纖傳感技術被廣泛應用建筑、航空、工業、國防W及生物化學等領域，受到人們廣泛的關注，同時基于新機理、面向新應用的新型光纖傳感技術也在不斷的涌現。

按照工作方式及傳感范圍，光纖傳感器可分為點式，準分布式及分布式S類。點式光纖傳感器的原理光波在光纖中傳播至單點傳感單元處，光波的參量會受外部因素的影響而改變，除傳感單元之外的光纖只作為傳輸媒介，不具備傳感的功能。比較常見的點式傳感器為：光纖光柵等。準分布式光纖傳感器是指采用時分復用或者頻分復用等復用技術，將多個點式傳感元件組合起來，形成一個傳感陣列。

光纖布拉格光柵(FBG)傳感器是一種在光纖通信、光纖傳感等光電子領域有著廣泛應用前景的基礎性光纖器件。光纖光柵實質上是在光纖纖芯上形成一個窄帶反射濾波器或是透射濾波器從而改變入射光的傳輸。光纖光柵的光學特性主要由光纖的物理結構、紫外光引起的折射率調制類型、折射率調制量以及光纖光柵長度所決定。當光纖Bragg光柵所處環境的溫度、應力、應變等物理量發生變化時，會引起光纖Bragg光柵周期或者是光纖有效折射率的變化，從而導致光纖Bragg光柵的中心波長發生漂移，檢測出光纖Bragg光柵中心波長的變化量，便能獲得待測物理量變化的情況。

但是，現有技術中存在諸多的問題，例如1)受限于工作波長范圍，一條單獨的光纖上可以掛接的傳感器的數量非常有限，例如一般為1個到80個不等。2)因為光學傳感器數量的增多，普通FBG傳感器的透光率低，舉例為80％/30％和10％，末端傳感器最后的反射非常微弱。再有，在反射光返回的鏈路中，還需要經過多重傳感器反射，所以最終到達采集器的光信號必須得有一定的強度，不能因為信號弱而無法識別。3)傳統的傳感器的聲波的反應能力較差，能夠探測傳導到光纖的聲波振動信號的能力有限。4)普通光纖耐溫性較差，一般為80攝氏度以下，對于高溫環境難以適應。

因此，需要新的光纖技術，以解決現有技術中所存在的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供了一種準分布式聲波探測傳感器，其包括外涂層、包裹在所述外涂層之中的單模光纖、以及設置在所述單模光纖之中的數量可以多達5000個的多個聲波傳感器，其中聲波傳感器之間的距離為1-10米。

根據實用新型的一個技術方案，其中所述外涂層為聚酰亞胺涂層。

根據實用新型的一個技術方案，其中所述準分布式聲波探測FBG傳感器工作時的彎曲半徑不小于20D。

根據實用新型的一個技術方案，其中所述準分布式聲波探測FBG傳感器的衰減不超過0.4dB/km。

根據實用新型的一個技術方案，其中所述準分布式聲波探測FBG傳感器的工作溫度為-40～300℃。

根據實用新型的一個技術方案，其中所述聲波傳感器是光纖布拉格光柵。

本發明結構光纖可以用于井下聲波振動探測領域，有效的解決了以往地面探測精度低、噪音大、精度低的問題。井下探測聲波噪音遠遠小于地面，可以用于井下垂直剖面法(vertical seisic profiling)井中觀測方法，也可以用于油氣井水平井壓裂效果評價。