[發(fā)明專利]提高分布式測(cè)溫系統(tǒng)采樣率的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911269709.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN110907062B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯墨語;王紀(jì)強(qiáng);吳新文;劉統(tǒng)玉;李振;趙林;董果鳳;劉媛;王金玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院激光研究所
• 主分類號(hào): G01K11/32
• 分類號(hào): G01K11/32
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;許偉群

本申請(qǐng)?zhí)峁┑奶岣叻植际綔y(cè)溫系統(tǒng)采樣率的方法及系統(tǒng)中，本申請(qǐng)?jiān)谛拚郎y(cè)溫光纜中反斯托克斯光和斯托克斯光衰減系數(shù)差及標(biāo)定損耗系數(shù)后，通過對(duì)接的1號(hào)光開關(guān)和2號(hào)光開關(guān)實(shí)現(xiàn)多路延時(shí)采集數(shù)據(jù)的方式，根據(jù)奈奎斯特定理，只有當(dāng)采樣頻率大于2倍的信號(hào)最高頻率才能完整的保留原始信號(hào)中的信息，若光電探測(cè)器的帶寬是100MHz，至少需要200MM/s采樣率的數(shù)據(jù)采集卡，而本申請(qǐng)采用多路延時(shí)的方法，可以達(dá)到(N?1)*100MM/s的采樣率，因此可以實(shí)現(xiàn)至少200MM/s的采樣率，從而滿足奈奎斯特采樣定理，能更好的還原信號(hào)；因此本發(fā)明通過多路延時(shí)采集的方式，提高了分布式測(cè)溫系統(tǒng)采樣率，從而提高了系統(tǒng)的空間分辨率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及油田測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高分布式測(cè)溫系統(tǒng)采樣率的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在油田生產(chǎn)過程中，開采出的原油在計(jì)量站經(jīng)計(jì)量后先對(duì)其進(jìn)行加熱沉降處理，之后經(jīng)過分離脫水，在含水率達(dá)標(biāo)的情況下被送入至成品油儲(chǔ)罐內(nèi)。由于開采出的原油中包含油、水和泥沙等多種成分，這些成分在沉降沉降罐中逐漸自然分離，形成由上至下油層、乳化層、水層和泥沙層。通過對(duì)油水分離界面進(jìn)行測(cè)量，可以掌握原油在儲(chǔ)罐內(nèi)的沉降的情況。

現(xiàn)有儲(chǔ)罐油水界面測(cè)量目前多是利用原油和水的密度差進(jìn)行測(cè)定，常用的有電容式、電極式、浮球式、超聲波探測(cè)及油份檢測(cè)等技術(shù)。這些方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)都存在一些缺陷：在某些有防爆要求的場(chǎng)合，不能使用需要通電的電容式、電極式檢測(cè)方法；超聲波探測(cè)及油分檢測(cè)方法易受環(huán)境溫度變化的影響，檢測(cè)結(jié)果偏差較大；浮球式檢測(cè)方法由于浮球體積較大，既難以對(duì)油水界面進(jìn)行精確定位，也無法實(shí)時(shí)在線測(cè)量。

分布式測(cè)溫技術(shù)利用原油和水的溫度差測(cè)定分離界面，由于油和水的比熱不同，在罐內(nèi)的溫度也不相同，通常水溫會(huì)比油溫高1-2℃，在油水之間乳化層，溫度逐漸升高，利用分布式測(cè)溫技術(shù)，測(cè)量罐內(nèi)豎直方向上的溫度分布，就可以推算出油層，乳化層和水層的位置分布。測(cè)量油水界面高度需要分布式測(cè)溫系統(tǒng)具有較高的定位精度，系統(tǒng)中，與定位精度相關(guān)的變量包括激光器的脈沖寬度，光電探測(cè)器(Avalanche Photo Diode，APD)的帶寬和系統(tǒng)的采樣速率，激光器脈沖寬度越窄，APD的帶寬越大，系統(tǒng)采樣速率越高，系統(tǒng)的定位精度越高。但是，激光器脈沖變窄和APD帶寬增大，都會(huì)降低系統(tǒng)的信噪比，因此不能無限制的縮窄脈沖寬度和增加APD的帶寬，提高系統(tǒng)的采樣速率不會(huì)帶來信噪比降低的問題，但是高速率的采集卡成本高，研發(fā)難度大，因此亟需一種方案來提高分布式測(cè)溫系統(tǒng)的定位精度進(jìn)而提高沉降罐油水界面測(cè)量精度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N提高分布式測(cè)溫系統(tǒng)采樣率的方法及系統(tǒng)，以解決在不改變激光器脈沖寬度、APD的帶寬系統(tǒng)采樣速率的前提下提高分布式測(cè)溫系統(tǒng)的定位精度的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N提高分布式測(cè)溫系統(tǒng)采樣率的方法，包括：

將測(cè)溫光纖的首端和尾端分別連接至光開關(guān)的第N通道上，根據(jù)從測(cè)溫光纖頭部射入時(shí)在位置x的反斯托克斯和斯托克斯光的強(qiáng)度，及從測(cè)溫光纖尾部射入時(shí)在位置x的反斯托克斯和斯托克斯光的強(qiáng)度獲取每條測(cè)溫光纜中反斯托克斯光和斯托克斯光衰減系數(shù)差；

設(shè)定初始損失值Loss、初始損失補(bǔ)償步長(zhǎng)Step以及平均溫度最大偏移量絕對(duì)值MaxShift，解調(diào)得到標(biāo)定光纖各點(diǎn)溫度分布數(shù)據(jù)，獲取標(biāo)定光纖的起始位置Ps和終止位置Pe之間的平均溫度T，根據(jù)平均溫度T計(jì)算溫度偏移量Shift，當(dāng)|Shift|MaxShift結(jié)束損耗系數(shù)的標(biāo)定；

將參考光纖的一端與1號(hào)光開關(guān)連接，標(biāo)定光纖的一端與2號(hào)光開關(guān)連接，標(biāo)定光纖的另一端與測(cè)溫光纖相連，其中所述1號(hào)光開關(guān)和所述2號(hào)光開關(guān)均包含一個(gè)輸入口和N個(gè)輸出口，將兩個(gè)光開關(guān)的第1至N-1個(gè)輸出口配對(duì)熔接形成第1至N-1個(gè)通道，N≥3；