CN103115697A - 光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法 - Google Patents

光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法 Download PDF

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郑晓亮
胡业林
陈兆权
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Abstract

本发明公开了一种光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法，依次按以下步骤进行：制定合理的冻结孔停止供液的时间表；根据制定的时间表，按照规定时间对相应的冻结孔停止供液；按照时间表对已经停止供液18~24小时的冻结孔进行纵向温度检测，检测用的测温光缆的下放到待测的冻结孔中，记录空间分布间隔1~2m一个的温度数值，完成温度检测后再将测温光缆提出冻结孔，并及时恢复该冻结孔的制冷盐水供应；将全部冻结孔纵向温度检测完毕后，绘制各冻结孔纵向温度曲线，结合冻结地层钻孔柱状图，绘制冻结壁等温线图，得到冻结壁的发育情况。本发明通过对每个冻结孔纵向温度的检测，能更直观的了解冻结壁的发育情况，保障冻结施工的安全。

Description

光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法
技术领域：
本发明为一种检测方法，具体是光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法。
背景技术：
冻结凿井法是用制冷技术暂时冻结加固井筒周围不稳定地层并隔绝地下水后再进行凿井的特殊施工方法。已有百年历史，是一种理论上和实践上都比较成熟的特殊施工方法。冻结法凿井技术已经成为通过不稳定冲积层及其下伏基岩风化岩层的主要特殊施工方法。
冻结法施工的关键问题是冻结壁作为防水结构的可靠性和临时支护结构的安全性，而分析冻结壁的可靠性必须掌握冻结壁的温度场分布形式。目前冻结工程中，一般都采用在冻结孔布置圈径内外布置2~7个测温孔，孔中每间隔20m左右布设的一个温度传感器，根据测温点检测到的温度来掌握整个冻结壁的发展情况，通常将温度传感器测得的温度数据代入理论解析公式计算冻结壁厚度。但是，如此方法得到的只是一幅幅间隔20m左右水平层面的冻结壁厚度分布图，只能反映冻结壁的局部发展情况，不能全面反映整个冻结壁的发展情况，存在大量的盲点，当冻结壁不交圈时，很难通过测温孔的数据进行判断。而且，测温时使用的单总线测温系统存在成本高、维护难度大、易损坏等缺点。
发明内容：
    本发明利用分布式光纤温度传感技术，为冻结凿井工程提供一种光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法，帮助施工人员更好的了解冻结壁的发展情况，保证冻结工程安全快速进行，有效地提高了冻结壁温度场信息化监测的水平。 
本发明是通过以下技术方案实现的：
光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法，其特征在于：依次按以下步骤进行：
（1）、为了检测立井井筒冻结时同一时间段的每个冻结孔的纵向温度，必须保证在尽量短的时间内完成所有冻结孔纵向温度的检测，根据使用光纤温度传感检测一个冻结孔纵向温度需要1~2个小时的时间，以及冻结孔从停止供液到可以检测需要18~24个小时的要求，结合保证冻结壁安全的考虑，制定合理的冻结孔停止供液的时间表；
（2）、根据制定的时间表，按照规定时间对相应的冻结孔停止供液；
（3）、按照时间表对已经停止供液18~24小时的冻结孔进行纵向温度检测，检测时利用测温光缆收放线架和测温光缆排线装置将检测用的测温光缆的一端下放到待测的冻结孔中，测温光缆排线装置位于待测的冻结孔的上方，测温光缆的另一端与分布式光纤测温系统连接，记录空间分布间隔1~2m一个的温度数值，完成温度检测后再将测温光缆提出冻结孔，并及时恢复该冻结孔的制冷盐水供应；
（4）、将全部冻结孔纵向温度检测完毕后，绘制各冻结孔纵向温度曲线，结合冻结地层钻孔柱状图，绘制冻结壁等温线图，得到冻结壁的发育情况。
所述的光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法，其特征在于：所述的冻结孔纵向温度分布式光纤检测系统，其特征在于：所述冻结孔为冻结法凿井工程施工中制冷盐水循环的通道，完成制冷盐水与地层之间的热量交换，一般深度在100~800m。
本发明的优点是：
本发明数据采集密度高、采集速度快、检测光缆故障率低，可大大提高冻结壁温度场检测的准确性，有效判断冻结过程中出现的不交圈情况，为冻结工程快速安全进行提高技术保障；具有广泛的实用性，可应用于采用冻结法施工的煤矿立井和地铁隧道工程的冻结壁温度场检测。
附图说明：
    图1为本发明实施例中某一井筒的冻结孔的布置平面图。
图2为本发明的检测系统图。
图中标号：1为两圈孔布置方式的冻结孔、2为正常布置的测温孔、21为冻结孔、22为测温光缆排线装置、23为测温光缆、24为测温光缆收放线架、25为分布式光纤测温系统。
具体实施方式。
实施例
如图1为某一井筒的冻结孔的布置平面图，其中1为两圈孔布置方式的冻结孔、2为正常布置的测温孔。
如图2，光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法，其特征在于：依次按以下步骤进行：
（1）、为了检测立井井筒冻结时同一时间段的每个冻结孔的纵向温度，必须保证在尽量短的时间内完成所有冻结孔纵向温度的检测，根据使用光纤温度传感检测一个冻结孔纵向温度需要1~2个小时的时间，以及冻结孔从停止供液到可以检测需要18~24个小时的要求，结合保证冻结壁安全的考虑，制定合理的冻结孔停止供液的时间表；
（2）、根据制定的时间表，按照规定时间对相应的冻结孔停止供液；
（3）、按照时间表对已经停止供液18~24小时的冻结孔进行纵向温度检测，检测时利用测温光缆收放线架24和测温光缆排线装置22将检测用的测温光缆23的一端下放到待测的冻结孔21中，测温光缆排线装置22位于待测的冻结孔21的上方，测温光缆23的另一端与分布式光纤测温系统25连接，记录空间分布间隔1~2m一个的温度数值，完成温度检测后再将测温光缆23提出冻结孔21，并及时恢复该冻结孔21的制冷盐水供应；
（4）、将全部冻结孔纵向温度检测完毕后，绘制各冻结孔纵向温度曲线，结合冻结地层钻孔柱状图，绘制冻结壁等温线图，得到冻结壁的发育情况。
冻结孔1纵向温度分布式光纤检测系统，其特征在于：所述冻结孔为冻结法凿井工程施工中制冷盐水循环的通道，完成制冷盐水与地层之间的热量交换，一般深度在100~800m。

Claims (2)

1.光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法，其特征在于：依次按以下步骤进行：
（1）、为了检测立井井筒冻结时同一时间段的每个冻结孔的纵向温度，必须保证在尽量短的时间内完成所有冻结孔纵向温度的检测，根据使用光纤温度传感检测一个冻结孔纵向温度需要1~2个小时的时间，以及冻结孔从停止供液到可以检测需要18~24个小时的要求，结合保证冻结壁安全的考虑，制定合理的冻结孔停止供液的时间表；
（2）、根据制定的时间表，按照规定时间对相应的冻结孔停止供液；
（3）、按照时间表对已经停止供液18~24小时的冻结孔进行纵向温度检测，检测时利用测温光缆收放线架和测温光缆排线装置将检测用的测温光缆的一端下放到待测的冻结孔中，测温光缆排线装置位于待测的冻结孔的上方，测温光缆的另一端与分布式光纤测温系统连接，记录空间分布间隔1~2m一个的温度数值，完成温度检测后再将测温光缆提出冻结孔，并及时恢复该冻结孔的制冷盐水供应；
（4）、将全部冻结孔纵向温度检测完毕后，绘制各冻结孔纵向温度曲线，结合冻结地层钻孔柱状图，绘制冻结壁等温线图，得到冻结壁的发育情况。
2.根据权利要求1所述的光纤温度传感检测冻结孔纵向温度的方法，其特征在于：所述的冻结孔纵向温度分布式光纤检测系统，其特征在于：所述冻结孔为冻结法凿井工程施工中制冷盐水循环的通道，完成制冷盐水与地层之间的热量交换，一般深度在100~800m。
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