NO345355B1 - Programmerbare filtre for å forbedre datakvaliteten i systemer basert på interferometri med sveipet bølgelengde - Google Patents

Programmerbare filtre for å forbedre datakvaliteten i systemer basert på interferometri med sveipet bølgelengde Download PDF

Info

Publication number
NO345355B1
NO345355B1 NO20130809A NO20130809A NO345355B1 NO 345355 B1 NO345355 B1 NO 345355B1 NO 20130809 A NO20130809 A NO 20130809A NO 20130809 A NO20130809 A NO 20130809A NO 345355 B1 NO345355 B1 NO 345355B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
light
frequency
parameter
filter
light source
Prior art date
Application number
NO20130809A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20130809A1 (no
Inventor
Brooks A Childers
Roger G Duncan
Original Assignee
Baker Hughes Holdings Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker Hughes Holdings Llc filed Critical Baker Hughes Holdings Llc
Publication of NO20130809A1 publication Critical patent/NO20130809A1/no
Publication of NO345355B1 publication Critical patent/NO345355B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/005Prospecting or detecting by optical means operating with millimetre waves, e.g. measuring the black losey radiation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • G01V8/16Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver using optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
    • G01V8/24Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers using optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN
1. Oppfinnelsens område
[0001] Oppfinnelsen vedrører å oppnå en interesseparameter i systemer basert på interferometri med sveipet bølgelengde til bruk i borehull.
2. Beskrivelse av tilknyttet teknikk
[0002] US 2010/0128348 A1 vedrører metoder og apparater for aktiv kontroll av en bølgelengdesveipet lyskilde som brukes til å utspørre optiske elementer som har karakteristiske bølgelengder som er fordelt over et bølgelengdeområde. US 7,403,871 B2 omhandler ekstrahering av unøyaktige trekk gjennom spektralanalyse. US 6,222,970 B1 beskriver metoder og apparater for filtrering av en optisk fiber. I forskjellige aspekter av oljeleting og produksjon, installeres optiske sensorer i borehullet og en lyskilde på en overflatebeliggenhet leverer lyset til de optiske sensorene gjennom en fiberoptisk kabel. Lyset samhandler med de optiske sensorene for å produsere et reflektert lys med et signal som returneres til overflaten for å måles. Det returnerte lyset samples typisk i en samplingsanordning som styres ved bruk av et utløsersignal oppnått fra en egnet kilde, slik som lyskilden. Ved sampling av signaler, velges generelt en stikkprøvefrekvens som hindrer uriktig rekonstruksjon av det opprinnelige signalet, en prosess som er kjent som aliasing. Den høyeste signalfrekvensen som kan rekonstrueres på en vellykket måte for en valgt samplingsfrekvens er kjent som Nyquist-frekvensen. Noen systemer som brukes for tiden omfatter anti-aliasing-filtre som fjerner signaler over en valgt grensefrekvens for filteret. Men hvis signalfrekvensen endres, slik som i systemer med sveipet bølgelengde, kan slike filtre være utilstrekkelige. Behovet for å utforme slike systemer for å hindre aliasing introduserer faktorer som hemmer systemets nytte, eller kan redusere datakvalitet. Oppfinnelsen tilveiebringer derfor en fremgangsmåte og et apparat for å moderere disse hemningene og/eller forbedre datakvaliteten i systemer med sveipet bølgelengde.
SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN
[0003] Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkrav. I ett aspekt, tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for å oppnå en interesseparameter fra en mengde sensorer i en fiberoptisk kabel installert i et borehull, der fremgangsmåten omfatter: å forplante lys med variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen; å motta signaler som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden sensorer; å filtrere de mottatte signalene ved bruk av et programmerbart filter; og å oppnå interesseparameteren fra de filtrerte signalene.
[0004] I et annet aspekt, tilveiebringer oppfinnelsen et apparat for å oppnå en interesseparameter fra en mengde sensorer i en fiberoptisk kabel installert i et borehull, der apparatet omfatter en lyskilde konfigurert til å forplante et lys med variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen; en detektor konfigurert til å motta signaler som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden sensorer; et programmerbart filter konfigurert til å filtrere de mottatte signalene; og en prosessor konfigurert til å oppnå interesseparameteren fra de filtrerte signalene.
[0005] Det er videre beskrevet et system for å oppnå en interesseparameter for et element installert i et borehull. Systemet omfatter en fiberoptisk kabel med en mengde sensorer deri koplet til elementet, en lyskilde konfigurert til å forplante et lys med en variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen; en detektor konfigurert til å motta signalene som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden sensorer; et programmerbart filter konfigurert til å filtrere de mottatte signalene; og en prosessor konfigurert til å oppnå elementets interesseparameter fra de filtrerte signalene.
[0006] Eksempler på visse funksjoner ved apparatet og fremgangsmåten beskrevet her er snarere grovt oppsummert slik at den detaljerte beskrivelsen av disse som følger kan forstås bedre. Det er naturligvis tilleggsfunksjoner ved apparatet og fremgangsmåten beskrevet her som vil utgjøre gjenstanden i patentkravene.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0007] For detaljert forståelse av oppfinnelsen, skal det henvises til den følgende detaljerte beskrivelsen av den eksempelvise utførelsesformen, tatt i forbindelse med de vedlagte tegningene, der like elementer er blitt gitt like tall og der:
FIG.1 viser et eksemplarisk oljeproduksjonssystem som egner seg til bruk med de eksempelvise fremgangsmåtene og det optiske systemet beskrevet her;
FIG.2 viser et diagram over et eksempelvis optisk-elektronisk system som egner seg til bruk med det eksempelvise oljeproduksjonssystemet i FIG.1, for å oppnå en interesseparameter; og FIG.3 viser eksempelvise frekvensspektra for signaler oppnådd fra det eksempelvise optiskelektriske systemet i FiG.2.
DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
[0008] FIG.1 viser et eksemplarisk oljeproduksjonssystem 100 som egner seg til bruk med de eksempelvise fremgangsmåtene og det optiske systemet beskrevet her. Det eksempelvise produksjonssystemet 100 i FIG.1 omfatter en rørkonstruksjon 102 i et borehull 120 i optisk kommunikasjon med overflateelektronikk via fiberoptisk kabel 104. Fiberoptisk kabel 104 omfatter en mengde sensorer 106. Hver av mengden sensorer 106 er konfigurert til å tilveiebringe et optisk signal ved interaksjon med et lys som forplantes i den fiberoptiske kabelen 104. Den fiberoptiske kabelen 104 er omviklet rundt overflaten til rørkonstruksjonen 102 og hver av mengden sensorer 106 er dermed festet på et bestemt sted på rørkonstruksjonen 102. En endring i en parameter, slik som belastning eller temperatur, ved den spesielle plasseringen påvises derfor av en sensor festet på eller i nærheten av den bestemte plasseringen, som følgelig tilveiebringer et signal som samsvarer med den påviste endringen i parameteren. Disse signalene kan behandles ved overflateelektronikken for å oppnå en parameter slik som, for eksempel, en belastning, en temperatur eller en deformasjon i rørkonstruksjonen.
Derfor kan den fiberoptiske kabelen brukes for eksempel i forskjellige fremgangsmåter slik som sanntids komprimeringsovervåking (RTCM), en temperatur i rørkonstruksjonen som bruker fordelt temperaturføler (DTS), optisk frekvensområdereflektometri (OFDR), eller alle relevante fremgangsmåter som bruker interferometri med sveipet bølgelengde.
[0009] Fiberoptisk kabel 104 koples til overflatebeliggenheten til en spørreenhet 108. Spørreenheten 108 kan omfatte en lyskilde (ikke vist), typisk en avstembar laser for å tilveiebringe lys til sensorene via fiberoptisk kabel 104, og kretssystem for å oppnå signaler fra lys mottatt fra mengden sensorer 106. Spørreenheten 108 kan koples til en databehandlingsenhet 110 og sender i ett aspekt oppnådde signaler til databehandlingsenheten. I ett aspekt, mottar og behandler databehandlingsenheten 110 de målte signalene fra spørreenheten 108 for å oppnå en parameter, slik som en måling av bølgelengde, belastning eller temperatur i rørkonstruksjonen. I forskjellige aspekter, omfatter databehandlingsenheten 110 minst én lagerenhet 115 hvor det er lagret forskjellige programmer og data, en datamaskin eller en prosessor 113 tilgjengelig for lagerenheten og konfigurert til å få tilgang til ett eller flere av programmene og/eller data lagret deri for å oppnå parameteren, og et registreringsmedium 117 for å registrere og lagre den oppnådde parameteren. Databehandlingsenheten 110 kan mate ut parameteren til forskjellige anordninger, slik som et display 112 eller registreringsmediumet 117.
[0010] Det eksempelvise produksjonssystemet 100 i FIG.1 er et undervanns oljeproduksjonssystem som omfatter sensorer på en rørkonstruksjon 102 på en havbunnsbeliggenhet 125 i kommunikasjon med overflateelektronikk (dvs., spørreenhet 108) som befinner seg på en sjøplattform 127 på havoverflaten 126.
Imidlertid er FIG.1 kun gitt som en illustrasjon og ikke som en begrensning for oppfinnelsen. Systemet kan alternativt installeres på en beliggenhet på land og kan omfatte et oljeletingssystem, et oljeproduksjonssystem, et måling-under-boring verktøy, eller et wirelineloggutstyr, blant annet. Dessuten kan systemet egne seg til bruk med ethvert element brukt i et anvendelsesområde.
[0011] FIG.2 viser et diagram av et eksempelvis optisk-elektronisk system 200 som egner seg for å oppnå et signal vedrørende en parameter til det eksempelvise systemet i FIG.1. Det eksempelvise optisk-elektroniske systemet 200 omfatter en lyskilde 202, en fiberoptisk kabel 206 som har én eller flere sensorer 208 opprettet deri og forskjellige optiske og elektroniske anordninger, her henvist til som overflateelektronikk 212, for å oppnå ett eller flere signaler vedrørende den ene eller flere sensorer 208. I én utførelsesform, sendes lys fra lyskilden 202 til en stråledeler 204 som kan dele lyset i en første lysstråle 230 som egner seg til å oppnå signaler fra én eller flere sensorer 208 og en andre lysstråle 231 for å opprette et utløsersignal. I en eksempelvis utførelsesform, deler stråledeleren 204 det mottatte lyset slik at den første strålen 230 mottar 90 % av lyset og den andre strålen 231 mottar 10 % av lyset.
Imidlertid kan enhver fordelingskoeffisient brukes. En sirkulator 214 kan brukes til å dirigere den første lysstrålen 230. En sirkulator omfatter generelt en mengde sirkulært oppstilte åpninger for lysinntak og -uttak. Sirkulatoren er konfigurert slik at lys som kommer inn gjennom hvilken som helst åpning sendes til og går ut av neste roterende åpning. Derfor forplantes lys fra lyskilden 202 til den fiberoptiske kabelen 206. Det forplantede lyset samhandler med sensorene for å produsere signaler som sendes tilbake til sirkulatoren for å mottas ved detektor 218.
[0012] I en eksempelvis utførelsesform, er lyskilde 202 en avstembar laserlyskilde som er konfigurert til å tilveiebringe et lys med en optisk bølgelengde som sveiper på tvers av et bølgelengdeområde ved en valgt hastighet. Lyskilden kan være enhver avstembar lyskilde eller en avsøkt lyskilde som tilveiebringer en lysstråle som sveiper over et bølgelengdeområde. I forskjellige aspekter, kan lyskilden være en kontinuerlig lyskilde eller en bredbåndslyskilde med et filter som er konfigurert til å sveipe over et bølgelengdeområde. Bølgelengdeområdet og en sveipehastighet for lyskilden kan forhåndsprogrammeres eller tilveiebringes av en programvare som kjøres av en styreenhet eller ved en operatør. Alternativt kan lyskilden henvises til som at den forplanter et lys med en variabel optisk frekvens over et frekvensområde.
[0013] Et typisk område for optiske bølgelengder som kan sveipes ved bruk av den avstembare lyskilden kan være fra 1550 nanometer (nm) til 1650 nm ved en typisk sveipehastighet på 100 nm per sekund. Området og avstemningshastigheten kan velges av en operatør eller en prosessor slik som en prosessor 230 som driver en programvare, for eksempel. Av forskjellige årsaker sveiper den avstembare lyskilden generelt ikke det valgte området på en konstant lineær måte, men streber heller mot å sveipe området på en ikke-uniform ikke-lineær måte. Sveipehastigheten kan øke etter hvert som bølgelengdene blir lengre eller sveiperetningen kan snus midlertidig.
[0014] Fiberoptisk kabel 206 omfatter én eller flere sensorer 208 og en referansereflektor 210. I en eksempelvis utførelsesform er den ene eller flere sensorer 208 Fiber Bragg-gitter (FBG-er). En FBG er en periodisk endring i brytningsindeksen til kjernen i en optisk fiber og opprettes typisk ved bruk av en laseretsingprosess. En FBG reflekterer en prosentandel inngående lys, men kun ved en spesifikk optisk bølgelengde kjent som Bragg bølgelengde, som er direkte tilknyttet en gitterperiode i FBG-en. Belastning og omgivende faktorer, slik som termale endringer eller mekanisk belastning, påvirker gitterperioden og produserer derfor endringer i Bragg bølgelengden. Følgelig kan en målt skifting i en optisk bølgelengde av lys reflektert fra en FBG brukes til å fastsette en endring i slike omgivende faktorer, dvs. temperatur, belastning, mv.
[0015] Derfor konfigureres fiberoptisk kabel 206 til å forplante lys fra sirkulatoren 204 mot referansereflektoren 210 og forplanter reflektert lys mot sirkulatoren. Det reflekterte lyset kan reflekteres av enhver av den ene eller flere sensorene 208 eller av referansereflektoren 210. Referansereflektoren 210 tilveiebringer et referansesignal som, når det kombineres med lys reflektert fra en særlig sensor i sensorrekken, produserer et interferensmønster som kan brukes til å identifisere et oppnådd signal med den særlige sensoren. Referansereflektorsignalets interferens med et sensorsignal oppstår ved en spesiell optisk lysvei i sensoren, også kjent som sensorens romfrekvens.
[0016] Lys som reflekteres fra den ene eller flere sensorer 208 til fiberoptisk kabel 206 sendes til overflateelektronikken 212. Eksempelvis overflateelektronikk 212 omfatter en optisk-elektrisk omformer (OEC) 218 som mottar det reflekterte lyset fra den fiberoptiske kabelen 206 via sirkulatoren 214. OEC 218 kan være enhver egnet detektor for å konvertere et optisk signal til et elektrisk signal, slik som en fotodetektor, eller ladningskoplet anordning, for eksempel. I én utførelsesform, produserer OEC 218 et elektrisk signal 232 som samsvarer med bølgeformen til det mottatte lyset og som kan omfatte forskjellige signaler ved høyere frevkenser, som kan være optiske og/eller romfrekvenser. Disse forskjellige frekvensene kan anses som støysignaler. Elektrisk signal 232 sendes til programmerbart anti-aliasing filter 224 som filtrerer ut støysignalene ved bruk av de eksempelvise fremgangsmåtene beskrevet her. Anti-aliasing filter 224 velges for å samsvare med Nyquist samplingsteori der et samplet signal er fullstendig rekonstruerbart når det er mindre enn 1⁄2 av en samplingsfrekvens brukt til å sample signalet. Signaler med en frekvens som er høyere enn 1⁄2 av samplingsfrekvensen reproduserer uriktige signaler eller aliaser. Anti-aliasing filter 224 utfører filtrering av signal 232 for å fjerne eller redusere signalkomponenter over en valgt frekvens, her henvist til som grensefrekvens.
Mengden frekvenser til stede i deteksjonssystemet skyldes interferens mellom lyset som er reflektert ved sensorene og lys som er reflektert fra referansereflektoren. Derfor filtrerer filter 224 disse frekvensene. Grensefrekvensen velges generelt ved 1⁄2 av stikkprøvefrekvensen. Filtrerte signaler 236 tilveiebringes da til sampler 228 som i én utførelsesform er analog-tildigital omformer (ADC). Sampler 228 mottar signal 236 og utløsersignal 234. Utløsersignal 234 utløser samplingen av signal 236. Sampler 228 produserer dermed et samplet signal, typisk et digitalt signal. I én eksempelvis utførelsesform, kan anti-aliasing-filteret avstemmes til å fjerne eller redusere signaler med romfrekvenser over grensefrekvensen. Det legges merke til at frekvensen til de elektriske signalene 232 varierer avhengig av frekvensen til lyskilden. Grensefrekvensen til anti-aliasing-filter 224 varierer også med frekvensen til lyskilden og er derfor avstemt til de mottatte elektriske signalene 232. Drift av anti-aliasing-filteret 224 omtales nedenfor med hensyn til FIG.3.
[0017] Det fortsettes med henvisning til FIG.2, der den andre lysstrålen 231 tilveiebringes til utløser-interferometer 220 som tilveiebringer et utløsersignal basert på den optiske bølgelengden til den andre lysstrålen 231. I en eksempelvis utførelsesform, produserer utløserinterferometeret 220 et utløsersignal ved bruk av en negativ-til-positiv nullgjennomgang av et interferensbåndmønster til den andre lysstrålen 231 slik som en overgang fra en mørk region i båndmønsteret til en tilstøtende region i båndmønsteret. I en alternativ utførelsesform, kan utløsersignalet 234 produseres fra en positiv-til-negativ nullgjennomgang. Enhver egnet del av båndmønsteret kan brukes til å produsere et utløsersignal. I én utførelsesform, kan OEC 226 brukes til å konvertere utløsersignalet fra et optisk signal til et elektrisk utløsersignal 234.
[0018] Elektrisk utløsersignal 234 mottas ved sampler 228 for å aktivere sampling av filtrert signal 236. Sampler 228 sampler filtrert signal 236 ved en hastighet fastsatt av det elektriske utløsersignalet 234 som derfor er tilknyttet en variabel frekvens av lyskilden 202.
[0019] I en eksempelvis utførelsesform, tilveiebringer sampler 228 samplet signal 240 til en prosessor slik som databehandlingsenheten 110 i FIG.1. Den eksempelvise prosessoren kan oppnå en parameter fra det samplede signalet 240 som kan være, for eksempel, en bølgelengde som samsvarer med en spesiell sensor, et bølgelengdeskift ved den spesielle sensoren, en belastning i sensoren, en temperatur i sensoren, eller en deformasjon av et element koplet til den fiberoptiske kabelen. Alternativt kan parameteren fastsettes i enhver prosessor inkludert prosessor 230.
[0020] FIG.3 viser eksempelvise frekvensspektra for signaler oppnådd fra det eksempelvise optisk-elektriske systemet i FiG.2. Spektrum A viser et eksempelvis spektrum ved tid t for "høye" frekvenssignaler og spektrum B viser et eksempelvis spektrum ved tid t+At for "lave" frekvenssignaler. Toppunkt 301 representerer signaler oppnådd fra den ene eller flere sensorene 208 følsomme for lys i det høye frekvensområdet til lyskilde 202. Toppunkt 311 representerer signaler fra én eller flere sensorer som reagerer på lys i et lavt frekvensområde til lyskilde 202. Samplingfrekvens 303 for Spektrum A egner seg for samplingsignal 301. Imidlertid produserer forskjellige signaler i frekvensområdet 307 til spektrum A, som kan være støysignaler som følger med signal 301 for eksempel, aliasingeffekter når de samples ved bruk av samplingsfrekvens 303. Derfor påføres filter 308 til spektrum A for å fjerne signaler 307 før sampling. Likeledes egner samplingfrekvens 313 for Spektrum B seg for samplingsignal 311. Spektrum B omfatter også støy 317 som kan produsere aliasingeffekter når den samples ved bruk av samplingsfrekvens 313. Derfor påføres filter 318 til spektrum B for å fjerne signaler 317 før sampling. Filter 308 egner seg ikke til å filtrere signalene til spektrum B, siden signalene 317 ikke fjernes ved påføring av filter 308. Derfor programmeres grensefrekvensen til oppfinnelsen til å være avstembar til en frekvens av et valgt signal. I utførelsesformen vist i FIG.3, er filtre 308 og 318 lavpassfiltre. Lavpassfilter overfører signaler med frekvenser som er mindre enn valgt ("grense")frekvens. I alternative utførelsesformer, kan filteret være et båndpassfilter sentrert på de eksempelvise signalene 301 og 311.
[0021] Alternativt, kan toppunkt 301 representere signaler oppnådd fra den ene eller flere sensorene 208 ved et høyt romfrekvensområde, og toppunkt 311 kan representere signaler fra én eller flere sensorer ved et lavt romfrekvensområde. I denne alternative utførelsesformen, sampler samplingfrekvensene 303 og 313 romfrekvensene til deres respektive spektra.
[0022] Tilbake til FIG.2, en stikkprøvefrekvens tilveiebrakt av utløsersignal 234 er tilknyttet den variable frekvensen til lyskilde 202. I ett aspekt, velges filter 224 av prosessor 230. Prosessoren kan velge grensefrekvensen eller en type filter, dvs. lavpassfilter, båndpassfilter, mv. Prosessor 230 kan måle en parameter hos lyskilden 202, som kan være en frekvens av lyskilden eller sveipehastighet til lyskilde 202. Prosessoren kan velge filteret 224 basert på den målte parameteren til lyskilden. Prosessor kan derfor avstemme filter 224 til å samsvare med frekvensen til lyskilde 202.
Ikke-lineariteter i lyskildens sveiping reflekteres også generelt i den valgte grensefrekvensen i filter 224. I et annet aspekt, kan prosessor 230 styre sveipehastighet og frekvensområde til lyskilde 202 og synkronisere filter 224 basert på lyskildens frekvens.
[0023] Derfor, i ett aspekt, tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for å oppnå en interesseparameter fra en mengde sensorer i en fiberoptisk kabel installert i et borehull, der fremgangsmåten omfatter: å forplante lys med variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen; å motta signaler som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden sensorer; å filtrere de mottatte signalene ved bruk av et programmerbart filter; og å oppnå interesseparameteren fra de filtrerte signalene. Det programmerbare filteret kan velges ved bruk av en prosessor. Fremgangsmåten kan ytterligere omfatte å måle en parameter av lyset valgt fra gruppen som består av: (i) en frekvens av det forplantede lyset (ii) en avstemningshastighet til en lyskilde som forplanter lyset, og å velge det programmerbare filteret ved bruk av den målte lysparameteren. I ett aspekt, der filtrering av de mottatte signalene videre omfatter å redusere en komponent av det mottatte signalet som har en frekvens som er større enn 1⁄2 av en stikkprøvefrekvens. Stikkprøvefrekvensen kan være tilknyttet lyskildens variable frekvens. Et båndpassfilter og/eller et lavpassfilter kan velges, for eksempel. Interesseparameteren kan være én av en: (i) spenning i elementet i borehullet; (ii) temperatur; og (iii) deformasjon av elementet i borehullet. I forskjellige utførelsesformer sveipes lyskilden over frekvensområdet for å forplante lyset.
[0024] I ett aspekt, tilveiebringer oppfinnelsen et apparat for å oppnå en interesseparameter fra en mengde sensorer i en fiberoptisk kabel installert i et borehull, der apparatet omfatter en lyskilde konfigurert til å forplante et lys med variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen; en detektor konfigurert til å motta signaler som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden sensorer; et programmerbart filter konfigurert til å filtrere de mottatte signalene; og en prosessor konfigurert til å oppnå interesseparameteren fra de filtrerte signalene. Prosessoren kan konfigureres til å velge det programmerbare filteret ved bruk av en parameter til lyset valgt fra gruppen som består av: (i) en frekvens av det forplantede lyset, og (ii) en avstemmingshastighet for lyskilden. Prosessoren kan også konfigureres til å velge det programmerbare filteret for å redusere en komponent av de mottatte signalene som har en frekvens som er større enn 1⁄2 av en stikkprøvefrekvens. Stikkprøvefrekvensen er typisk tilknyttet lyskildens variable frekvens. Prosessoren kan videre konfigureres til å velge det programmerbare filteret fra gruppen som består av: (i) båndpassfilter og (ii) lavpassfilter. Interesseparameteren kan være en: (i) spenning på et element koplet til den fiberoptiske kabelen; (ii) temperatur; og (iii) deformasjon av et element koplet til den fiberoptiske kabelen. I forskjellige utførelsesformer er lyskilden videre konfigurert til å sveipe over frekvensområdet.
[0025] I enda ett aspekt, tilveiebringer oppfinnelsen et system for å oppnå en interesseparameter for et element installert i et borehull. Systemet omfatter en fiberoptisk kabel med en mengde sensorer deri koplet til elementet, en lyskilde konfigurert til å forplante et lys med en variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen; en detektor konfigurert til å motta signalene som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden sensorer; et programmerbart filter konfigurert til å filtrere de mottatte signalene; og en prosessor konfigurert til å oppnå elementets interesseparameter fra de filtrerte signalene. Prosessoren kan velge det programmerbare filteret ved bruk av en parameter til lyset valgt fra gruppen som består av: (i) en frekvens av det forplantede lyset, og (ii) en avstemmingshastighet for lyskilden. Prosessoren kan velge det programmerbare filteret for å redusere en komponent av de mottatte signalene som har en frekvens som er større enn 1⁄2 av en stikkprøvefrekvens. Stikkprøvefrekvensen er typisk tilknyttet lyskildens variable frekvens. Elementets interesseparameter kan være én av en: (i) spenning i elementet; (ii) temperatur; og (iii) deformasjon av elementet.
[0026] Selv om den ovennevnte oppfinnelsen er rettet mot oppfinnelsens foretrukne utførelsesformer, vil forskjellige endringer som faller innenfor rammen definert av de vedlagte kravene, være klare for fagkyndige på området. Det er ment at alle variasjoner som faller innenfor rammen definert av de vedlagte patentkravene, skal omfattes av den ovennevnte beskrivelsen.

Claims (13)

PATENTKRAV
1. Fremgangsmåte for å oppnå en interesseparameter fra en mengde av optiske sensorer (106, 208) i en fiberoptisk kabel (104, 206) installert i et borehull (120) i en formasjon ved for eksempel en havbunnsbeliggenhet (125), hvor parameteren av interesse kan være minst én av: (i) spenning ved et rør eller rørformet element (102) i borehullet (120), (ii) temperatur og/eller (iii) deformasjon av røret (102), idet fremgangsmåten omfatter:
å forplante lys som har en variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen (104, 206); og
å motta signaler som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden av optiske sensorer (106, 208);
karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter trinn med:
å filtrere de mottatte signalene ved bruk av et programmerbart filter (224, 308, 318); og å oppnå interesseparameteren fra de filtrerte signalene (236).
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter å velge det programmerbare filteret (224, 308, 318) ved bruk av en prosessor (113, 230).
3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, som ytterligere omfatter å måle en parameter av lyset valgt fra gruppen som består av: (i) en frekvens av det forplantede lyset, og (ii) en avstemningshastighet til en lyskilde (202) som forplanter lyset, og å velge det programmerbare filteret (224, 308, 318) ved bruk av den målte lysparameteren.
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, der filtrering av de mottatte signalene videre omfatter å redusere en komponent av det mottatte signalet som har en frekvens som er større enn 1⁄2 av en stikkprøvefrekvens.
5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, der stikkprøvefrekvensen vedrører den variable frekvensen.
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, der valg av det programmerbare filteret (224, 308, 318) videre omfatter å velge ett av et: (i) båndpassfilter og (ii) lavpassfilter.
7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, som videre omfatter å sveipe lyskilden (202) over frekvensområdet for å forplante lyset.
8. Apparat for å oppnå en interesseparameter fra en mengde av optiske sensorer (106, 208) i en fiberoptisk kabel (104, 206) installert i et borehull (120) i en formasjon ved for eksempel en havbunnsbeliggenhet (125), hvor parameteren av interesse kan være minst én av: (i) spenning ved et rør eller rørformet element (102) koplet til den fiberoptiske kabelen (104, 206), (ii) temperatur og/eller (iii) deformasjon av et rør eller rørformet element (102) til den fiberoptiske kabelen (104, 206), idet apparatet omfatter:
en lyskilde (202) konfigurert til å forplante et lys med en variabel frekvens innen et frekvensområde langs den fiberoptiske kabelen (104, 206);
en detektor (218) konfigurert til å motta signaler som reagerer på hvordan det forplantede lyset samhandler med mengden av optiske sensorer (106, 208);
karakterisert ved at apparatet videre omfatter:
et programmerbart filter (224, 308, 318) konfigurert til å filtrere de mottatte signalene ved hjelp av detektoren (218); og
en prosessor (113, 230) konfigurert til å oppnå interesseparameteren fra de filtrerte signalene (236).
9. Apparat i henhold til krav 8, der prosessoren (113, 230) videre konfigureres til å velge det programmerbare filteret (224, 308, 318) ved bruk av en parameter til lyset valgt fra gruppen som består av: (i) en frekvens av det forplantede lyset, og (ii) en avstemmingshastighet for lyskilden (202).
10. Apparat i henhold til krav 8, der prosessoren (113, 230) videre er konfigurert til å velge det programmerbare filteret (224, 308, 318) for å redusere en komponent av de mottatte signalene som har en frekvens som er større enn 1⁄2 av en stikkprøvefrekvens.
11. Apparat i henhold til krav 10, der stikkprøvefrekvensen vedrører den variable
frekvensen.
12. Apparat i henhold til krav 8, der prosessoren (113, 230) videre konfigureres til å velge det programmerbare filteret (224, 308, 318) fra gruppen som består av et: (i) båndpassfilter og (ii) lavpassfilter.
13. Apparat i henhold til krav 8, der lyskilden (202) videre er konfigurert til å sveipe over frekvensområdet.
NO20130809A 2011-01-19 2013-06-11 Programmerbare filtre for å forbedre datakvaliteten i systemer basert på interferometri med sveipet bølgelengde NO345355B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/008,979 US8592747B2 (en) 2011-01-19 2011-01-19 Programmable filters for improving data fidelity in swept-wavelength interferometry-based systems
PCT/US2011/063866 WO2012099650A1 (en) 2011-01-19 2011-12-08 Programmable filters for improving data fidelity in swept-wavelength interferometry-based systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20130809A1 NO20130809A1 (no) 2013-06-18
NO345355B1 true NO345355B1 (no) 2020-12-21

Family

ID=46490062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130809A NO345355B1 (no) 2011-01-19 2013-06-11 Programmerbare filtre for å forbedre datakvaliteten i systemer basert på interferometri med sveipet bølgelengde

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8592747B2 (no)
CN (1) CN103299216B (no)
AU (1) AU2011355676B2 (no)
BR (1) BR112013017754B1 (no)
CA (1) CA2823245C (no)
DK (1) DK178150B8 (no)
GB (1) GB2501649B (no)
NO (1) NO345355B1 (no)
WO (1) WO2012099650A1 (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8592747B2 (en) * 2011-01-19 2013-11-26 Baker Hughes Incorporated Programmable filters for improving data fidelity in swept-wavelength interferometry-based systems
US9611734B2 (en) * 2013-05-21 2017-04-04 Hallitburton Energy Services, Inc. Connecting fiber optic cables
CA2920602C (en) * 2013-09-25 2018-01-02 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for real time measurement of gas content in drilling fluids
US10415370B2 (en) 2014-08-26 2019-09-17 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for in situ monitoring of cement slurry locations and setting processes thereof
WO2016053582A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 Halliburton Energy Services, Inc. Trace downsampling of distributed acoustic sensor data
WO2016183677A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 Hifi Engineering Inc. Methods and systems using optical fiber interferometry
US10365537B1 (en) * 2018-01-08 2019-07-30 Saudi Arabian Oil Company Directional sensitive fiber optic cable wellbore system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6222970B1 (en) * 1995-11-20 2001-04-24 Cirrex Corp. Methods and apparatus for filtering an optical fiber
US7403871B2 (en) * 2004-11-22 2008-07-22 Papadimitriou Wanda G Extraction of imperfection features through spectral analysis
US20100128348A1 (en) * 2006-05-30 2010-05-27 Domino Taverner Wavelength sweep control

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4440239A (en) * 1981-09-28 1984-04-03 Exxon Production Research Co. Method and apparatus for controlling the flow of drilling fluid in a wellbore
US4677596A (en) * 1984-03-28 1987-06-30 Mobil Oil Corporation Method of detecting and correcting impulse noise errors in log data
US6061551A (en) * 1998-10-21 2000-05-09 Parkervision, Inc. Method and system for down-converting electromagnetic signals
US6266465B1 (en) 1998-09-22 2001-07-24 Baker Huges Incorporated Angled optic fiber unions and junctions for optic fiber conduits
US6597822B1 (en) 1999-04-02 2003-07-22 Ifos, Inc. Multiplexable fiber-optic strain sensor system with temperature compensation capability
US6644111B2 (en) 2002-02-15 2003-11-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Apparatus and method for measuring exit velocity of a gun round
US20040011950A1 (en) * 2002-05-31 2004-01-22 Harkins Gary O. Parameter sensing apparatus and method for subterranean wells
US6995899B2 (en) 2002-06-27 2006-02-07 Baker Hughes Incorporated Fiber optic amplifier for oilfield applications
CA2537974C (en) 2003-09-04 2009-07-07 Luna Energy, Llc Fiber optic sensor system
WO2005024365A2 (en) 2003-09-04 2005-03-17 Luna Energy, Llc Optical sensor with co-located pressure and temperature sensors
US7104141B2 (en) 2003-09-04 2006-09-12 Baker Hughes Incorporated Optical sensor with co-located pressure and temperature sensors
US7752870B1 (en) 2003-10-16 2010-07-13 Baker Hughes Incorporated Hydrogen resistant optical fiber formation technique
US6947650B1 (en) 2004-05-06 2005-09-20 Luna Energy Llc Long wavelength, pure silica core single mode fiber and method of forming the same
US7304285B2 (en) * 2004-11-19 2007-12-04 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method and system for shaping a spatial response of a spatial filter
US7319514B2 (en) 2004-12-23 2008-01-15 Baker Hughes Incorporated Optical inclination sensor
US7369730B2 (en) 2004-12-23 2008-05-06 Baker Hughes Incorporated Random refractive index modulated optical fibers
US7338215B2 (en) 2005-03-09 2008-03-04 Baker Hughes Incorporated Cable termination
CA2601819A1 (en) 2005-03-12 2006-09-21 Baker Hughes Incorporated Optical position sensor
US7257301B2 (en) 2005-03-31 2007-08-14 Baker Hughes Incorporated Optical fiber
US7516015B2 (en) * 2005-03-31 2009-04-07 Schlumberger Technology Corporation System and method for detection of near-wellbore alteration using acoustic data
US7282698B2 (en) 2005-09-08 2007-10-16 Baker Hughes Incorporated System and method for monitoring a well
US7509000B2 (en) 2006-03-20 2009-03-24 Baker Hughes Incorporated Downhole optic fiber wet connect system and method
US20090290160A1 (en) * 2006-05-30 2009-11-26 Domino Taverner Wavelength sweep control
US7310456B1 (en) 2006-06-02 2007-12-18 Baker Hughes Incorporated Multi-core optical fiber pressure sensor
US7664347B2 (en) 2006-06-07 2010-02-16 Baker Hughes Incorporated Multi-core optical fiber sensor
US7379631B2 (en) 2006-06-12 2008-05-27 Baker Hughes Incorporated Multi-core distributed temperature sensing fiber
WO2007149733A2 (en) 2006-06-19 2007-12-27 Baker Hughes Incorporated Isolated sensor housing
US8417084B2 (en) 2007-01-16 2013-04-09 Baker Hughes Incorporated Distributed optical pressure and temperature sensors
US7840102B2 (en) 2007-01-16 2010-11-23 Baker Hughes Incorporated Distributed optical pressure and temperature sensors
CA2680013A1 (en) 2007-03-22 2008-09-25 Baker Hugues Incorporated Location dependent calibration for distributed temperature sensor measurements
US7471860B2 (en) 2007-05-11 2008-12-30 Baker Hughes Incorporated Optical fiber cable construction allowing rigid attachment to another structure
US7493009B2 (en) 2007-05-25 2009-02-17 Baker Hughes Incorporated Optical fiber with tin doped core-cladding interface
US20090007652A1 (en) 2007-07-03 2009-01-08 Baker Hughes Incorporated Optical sensor for measuring downhole ingress of debris
US7504618B2 (en) * 2007-07-03 2009-03-17 Schlumberger Technology Corporation Distributed sensing in an optical fiber using brillouin scattering
US10061059B2 (en) * 2007-07-13 2018-08-28 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Noise cancellation in wellbore system
US7744292B2 (en) 2007-08-02 2010-06-29 Baker Hughes Incorporated Optical fiber landing indicator with distributed temperature sensor calibration
US7900698B2 (en) 2007-08-13 2011-03-08 Baker Hughes Incorporated Downhole wet-mate connector debris exclusion system
US7866386B2 (en) * 2007-10-19 2011-01-11 Shell Oil Company In situ oxidation of subsurface formations
US7526160B1 (en) 2007-12-20 2009-04-28 Baker Hughes Incorporated Optical fiber Bragg grating with improved hydrogen resistance
US20090178802A1 (en) 2008-01-15 2009-07-16 Baker Hughes Incorporated Parasitically powered signal source and method
US8326103B2 (en) 2008-04-04 2012-12-04 Baker Hughes Incorporated Cable and method
WO2010099484A2 (en) 2009-02-27 2010-09-02 Baker Hughes Incorporated System and method for wellbore monitoring
US20110019178A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 Christos Vlatas Method for post processing fiber optic strain measurement data
US9234981B2 (en) * 2009-07-31 2016-01-12 Halliburton Energy Services, Inc. Exploitation of sea floor rig structures to enhance measurement while drilling telemetry data
EP2905254B1 (en) * 2009-08-21 2018-11-14 Halliburton Energy Services, Inc. Nanofiber fluorescence analysis
US8735803B2 (en) * 2009-11-06 2014-05-27 Precision Energy Services, Inc Multi-channel detector assembly for downhole spectroscopy
US20130175438A9 (en) * 2009-11-06 2013-07-11 Precision Energy Services, Inc. Quaternary Photodetector for Downhole Optical Sensing
US8505625B2 (en) * 2010-06-16 2013-08-13 Halliburton Energy Services, Inc. Controlling well operations based on monitored parameters of cement health
US8831439B2 (en) * 2010-10-05 2014-09-09 Infinera Corporation Upsampling optical transmitter
US20120143525A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Baker Hughes Incorporated Interpretation of Real Time Compaction Monitoring Data Into Tubular Deformation Parameters and 3D Geometry
US9194973B2 (en) * 2010-12-03 2015-11-24 Baker Hughes Incorporated Self adaptive two dimensional filter for distributed sensing data
US20120143523A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Baker Hughes Incorporated Interpretation of Real Time Casing Image (RTCI) Data Into 3D Tubular Deformation Image
US20120143522A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Baker Hughes Incorporated Integrated Solution for Interpretation and Visualization of RTCM and DTS Fiber Sensing Data
US9103736B2 (en) * 2010-12-03 2015-08-11 Baker Hughes Incorporated Modeling an interpretation of real time compaction modeling data from multi-section monitoring system
US9557239B2 (en) * 2010-12-03 2017-01-31 Baker Hughes Incorporated Determination of strain components for different deformation modes using a filter
US8592747B2 (en) * 2011-01-19 2013-11-26 Baker Hughes Incorporated Programmable filters for improving data fidelity in swept-wavelength interferometry-based systems
US20120237205A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Baker Hughes Incorporated System and method to compensate for arbitrary optical fiber lead-ins in an optical frequency domain reflectometry system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6222970B1 (en) * 1995-11-20 2001-04-24 Cirrex Corp. Methods and apparatus for filtering an optical fiber
US7403871B2 (en) * 2004-11-22 2008-07-22 Papadimitriou Wanda G Extraction of imperfection features through spectral analysis
US20100128348A1 (en) * 2006-05-30 2010-05-27 Domino Taverner Wavelength sweep control

Also Published As

Publication number Publication date
GB2501649A (en) 2013-10-30
AU2011355676B2 (en) 2015-02-12
DK178150B1 (en) 2015-07-06
DK178150B8 (en) 2015-07-27
BR112013017754B1 (pt) 2020-12-15
CN103299216B (zh) 2016-10-19
US8592747B2 (en) 2013-11-26
BR112013017754A2 (pt) 2016-10-11
CA2823245C (en) 2016-04-12
GB2501649B (en) 2017-02-01
AU2011355676A1 (en) 2013-06-20
US20120181420A1 (en) 2012-07-19
GB201314012D0 (en) 2013-09-18
GB2501649A8 (en) 2016-12-21
CN103299216A (zh) 2013-09-11
NO20130809A1 (no) 2013-06-18
DK201300372A (en) 2013-06-18
WO2012099650A1 (en) 2012-07-26
CA2823245A1 (en) 2012-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO345355B1 (no) Programmerbare filtre for å forbedre datakvaliteten i systemer basert på interferometri med sveipet bølgelengde
CA2509187C (en) Optical wavelength determination using multiple measurable features
US7411676B2 (en) Polarization mitigation technique
US10731969B2 (en) In-line fiber sensing, noise cancellation and strain detection
CA2839682C (en) Optical network configuration with intrinsic delay for swept-wavelength interferometry systems
CN103308144A (zh) 光纤布拉格光栅振动传感测量系统及使用方法
US20160033360A1 (en) Multi-peak reference grating
JP3740500B2 (ja) Ofdr方式の多点歪計測装置
CN110082068A (zh) 一种具有波长修正功能的光纤光栅波长解调系统及方法
DK178189B1 (en) Use of digital transport delay to improve measurement fidelity in swept-wavelength systems
US20050058457A1 (en) Method and apparatus for optical noise cancellation
Jie et al. Novel technique and algorithm of signal interrogation in multi-channel fiber Bragg sensing system

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: BAKER HUGHES HOLDINGS LLC, US