CN103628860A - 一种测量煤层气井井筒中气水分布的光纤传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量煤层气井井筒中气水分布的光纤传感器，包括：基座，该基座截面为大致U形，在基座的一端安装有聚焦镜，在基座的另一端安装有用于激光出射和反馈接收的光纤；激光信号发生及数据处理部，该激光信号发生及数据处理部用于产生锯形波激光，通过所述光纤传输到所述基座的端部，锯形波激光经过所述聚焦镜反射后由所述光纤返回，并对返回的锯形波激光进行处理，得到光程差的数字信号；数据显示部，接收所述激光信号发生及数据处理部处理后的信息并进行显示。本发明能快速而方便地得到煤层气井井筒中的气水分布，进而解决了不进行生产测试而获得煤层气井井底压力测试的问题。

Description

一种测量煤层气井井筒中气水分布的光纤传感器

技术领域

本发明涉及一种测量煤层气井井筒中气水分布的光纤传感器。

背景技术

煤层气是一种储量丰富高效清洁的非常规天然气资源，是后石油时代能源补充的生力军。煤层气井排采生产过程中，井筒中的气水分布是影响煤层气井井底压力的核心因素，如果能够及时准确地得到煤层气井井筒中的气水分布，那么不用任何其它测试就能计算出煤层气井的井底压力，及时地调整煤层气井的工作制度，使煤层气井的生产达到合理高效的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量煤层气井井筒中气水分布的光纤传感器，能够准确地得到煤层气井井筒中气水的分布，进而解决不进行生产测试而获得煤层气井井底压力测试的问题。

本发明的一种测量煤层气井井筒中气水分布的光纤传感器包括：

基座，该基座截面为大致U形，在基座的一端安装有聚焦镜，在基座的另一端安装有用于激光出射和反馈接收的光纤；

激光信号发生及数据处理部，该激光信号发生及数据处理部用于产生锯形波激光，通过所述光纤传输到所述基座的端部，锯形波激光经过所述聚焦镜反射后由所述光纤返回，并对返回的锯形波激光进行处理，得到光程差的数字信号；

数据显示部，接收所述激光信号发生及数据处理部处理后的信息并进行显示。

优选地，所述激光信号发生及数据处理部包括：

激光发生器，用于产生所述锯形波激光；

激光解制解调器，接收由所述锯形波激光发生器发射后穿过位于所述基座两端之间的介质，并经由所述聚焦镜反射回来的锯形波激光，经过处理后得到光程差的数字信号；

存储模块，存储有光程差与气水含量的标定值；

数据处理模块，用于根据测量的所述光程差与所述标定值进行对比，计算得出测量的气水含量，并通过所述存储模块进行存储。

本发明通过设置具有锯形波激光发生器和接收经过反射的激光的激光信号发生及数据处理部，这样，通过利用激光解制解调器进行解制解调，就可以根据预先标定的光程差与气水含量的关系得到当前测试位置的气水含量，这样就能快速而方便地得到煤层气井井筒中的气水分布，进而解决了不进行生产测试而获得煤层气井井底压力测试的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括：基座1、激光信号发生及数据处理部2和数据显示部3。

基座1的截面为大致U形，在基座的一端安装有聚焦镜4，在基座1的另一端安装有用于激光出射和反馈接收的光纤5。激光信号发生及数据处理部2安装在光纤5的另一端（即远离基座1的一端），该激光信号发生及数据处理部2产生锯形波激光，通过光纤5传输到基座1的端部，锯形波激光经过位于基座1两端之间的介质后，再经过聚焦镜反射后由光纤5返回，激光信号发生及数据处理部2再对返回的锯形波激光进行处理，得到光程差的数字信号。

在本发明实施例中，激光信号发生及数据处理部2包括：激光发生器21、激光调制解调器22、存储模块23和数据处理模块24，激光发生器21用于产生锯形波激光。激光解制解调器22接收由锯形波激光发生器21发射后穿过位于基座两端之间的介质，并经由聚焦镜4反射回来的锯形波激光，经过处理后得到光程差的数字信号。存储模块23存储有光程差与气水含量的标定值。数据处理模块24用于根据测量的光程差与标定值进行对比，计算得出测量的气水含量，并通过存储模块23进行存储。

激光调制解调器22的作用是调制解调出锯形波激光经过聚焦镜4反射回来的锯形波激光的光程差。锯形波激光在穿过位于U形的两个端部之间的气水，由于气水含量不同，因此光程差也不同，由此可以建立气含量和光程差的关系。据此在实际测试中，再利用这一关系，测试井筒不同位置的光程差，从而换算得到该位置的气水含量。

数据处理模块23，接收激光调制解调器22发送过来的光程差的数字信号并进行处理。在本发明实施例中，数据处理模块23为芯片，也可以为个人电脑具有处理能力的器件等。数据处理模块23的作用是标定光程差与气水含量的关系，然后根据测量得到的待测位置的光程差，据此来推算待测位置的气水含量。

数据显示部3，接收数据处理模块23处理后的信息并进行显示。在本发明中，数据显示部3为数显仪表，可以为LED数显或液晶数显仪表等。

本发明通过设置具有锯形波激光发生器216和接收经过反射的激光的激光调制解调器22，这样，通过利用激光调制解调器22进行解制解调，就可以根据预先标定的光程差与气水含量的关系得到当前测试位置的气水含量，这样就能快速而方便地得到煤层气井井筒中的气水分布，进而解决了不进行生产测试而获得煤层气井井底压力测试的问题。

本发明在使用时，首先用纯水和空气以及已知气水含量的水进行标定，然后再将本发明的基座1下至井筒下，通过测试不同位置的光程差进而得到该位置的气水含量。

Claims (2)

1.一种测量煤层气井井筒中气水分布的光纤传感器，其特征在于，包括：

基座，该基座截面为大致U形，在基座的一端安装有聚焦镜，在基座的另一端安装有用于激光出射和反馈接收的光纤；

激光信号发生及数据处理部，该激光信号发生及数据处理部用于产生锯形波激光，通过所述光纤传输到所述基座的端部，锯形波激光经过所述聚焦镜反射后由所述光纤返回，并对返回的锯形波激光进行处理，得到光程差的数字信号；

数据显示部，接收所述激光信号发生及数据处理部处理后的信息并进行显示。

2.如权利要求1所述的用于煤层气井井筒气水分布的光纤传感器，所述激光信号发生及数据处理部包括：

激光发生器，用于产生所述锯形波激光；

激光解制解调器，接收由所述锯形波激光发生器发射后穿过位于所述基座两端之间的介质，并经由所述聚焦镜反射回来的锯形波激光，经过处理后得到光程差的数字信号；

存储模块，存储有光程差与气水含量的标定值；

数据处理模块，用于根据测量的所述光程差与所述标定值进行对比，计算得出测量的气水含量，并通过所述存储模块进行存储。