CN110749922A - 光纤微地震监测装置及光纤微地震监测仪器的入井方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光纤微地震监测装置及光纤微地震监测仪器的入井方法。其中，光纤微地震监测装置包括：光纤微地震监测仪器，光纤微地震监测仪器包括多个光纤检波器，光纤检波器通过光纤顺次连接；承载件，承载件具有容纳光纤检波器的容纳腔和位于容纳腔外的凸起结构；固定件，固定件可拆卸地设置在监测井的井口处，且凸起结构能够抵接在固定件上，以使承载件位于监测井的井口处。本发明解决了现有技术中的光纤微地震监测装置入井不方便的问题。

Description

光纤微地震监测装置及光纤微地震监测仪器的入井方法

技术领域

本发明涉及矿井监测技术领域，具体而言，涉及一种光纤微地震监测装置及光纤微地震监测仪器的入井方法。

背景技术

光纤微地震监测仪器是使用光纤传感技术构建的针对微地震监测的井下仪器，其包括地面仪器，光纤承荷探测电缆(以下简称“测井电缆”)和井下仪器三部分。测井电缆的一端连接地面设备，另一端连接的是井下仪器部分，为多级检波器单元，多级检波器单元和测井电缆之间通过一个光电分离短节相互连接。

由于传统的压电式微地震检波器井下仪器每一级之间可以很方便地进行拆分，可以将每一级微地震检波器分批吊入井中然后在井口进行检波器单元之间的组装，因此其入井工艺相对简单。但是由于光纤不具备电缆成熟的冷插拔技术，不适宜在现场施工过程中进行连接处理，因此井下仪器需要作为一个整体进行入井，而目前并没有针对光纤微地震监测装置的入井方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光纤微地震监测装置及光纤微地震监测仪器的入井方法，以解决现有技术中的光纤微地震监测装置入井不方便的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光纤微地震监测装置，包括：光纤微地震监测仪器，光纤微地震监测仪器包括多个光纤检波器，光纤检波器通过光纤顺次连接；承载件，承载件具有容纳光纤检波器的容纳腔和位于容纳腔外的凸起结构；固定件，固定件可拆卸地设置在监测井的井口处，且凸起结构能够抵接在固定件上，以使承载件位于监测井的井口处。

进一步地，固定件包括多个子部件，各子部件拼接形成固定件。

进一步地，承载件和/或固定件的侧壁具有缺口结构，且缺口结构贯穿承载件和/或固定件。

进一步地，光纤微地震监测仪器还包括光电分离短节，光电分离短节设置在光纤检波器和地面设备之间，以使连接光纤检波器的光纤和连接地面设备的光纤之间可拆卸地连接。

进一步地，光纤微地震监测仪器还包括配重件，配重件设置在光纤伸入监测井的一端。

根据本发明的另一方面，提供了一种光纤微地震监测仪器的入井方法，采用上述的光纤微地震监测装置，入井方法包括：在光纤微地震监测装置的光纤检波器上安装光纤微地震监测装置的承载件，通过承载件上提光纤检波器，并在监测井的井口处安装光纤微地震监测装置的固定件，下放光纤检波器以使承载件抵接在固定件上；在与光纤检波器相邻的另一个光纤检波器上安装承载件，上提光纤检波器，拆卸位于监测井的井口处的光纤检波器上的承载件以及监测井上的固定件，下放光纤检波器，使得安装有承载件的光纤检波器放置到井口处；重复上述过程，直到所有光纤检波器均下放到监测井内。

进一步地，入井方法还包括：在所有光纤检波器均下入到监测井内后，通过光纤微地震监测装置的光电分离短节将与地面设备连接的光纤和与光纤检波器连接的光纤连接；在光电分离短节上安装承载件，并在监测井的井口处安装固定件；下放光电分离短节，以使承载件抵接在固定件上；安装天地滑轮，通过天地滑轮下放光电分离短节，以使光纤检波器伸入到监测井的预设深度处。

进一步地，通过天地滑轮下放光电分离短节时，先通过天地滑轮上提光电分离短节，拆卸固定件和光电分离短节上的承载件，然后通过天地滑轮下放光电分离短节，并使光纤检波器伸入到监测井的预设深度处。

进一步地，入井方法还包括预处理步骤，预处理步骤包括：关闭监测井周围的其他井，以使监测井能够接收到来自压裂井的压裂信号；将顺次连接的光纤检波器在地面展开；将光纤微地震监测装置的配重件下入监测井中。

进一步地，入井方法还包括将光纤检波器下入监测井中时，沿光纤微地震监测装置的光纤微地震监测仪器的配重件至光纤微地震监测仪器的光电分离短节的方向，将各光纤检波器依次下入监测井内。

应用本发明的技术方案，通过设置有承载件和固定件，在将各光纤检波器下入到监测井内时，承载件容纳光纤检波器，固定件设置在井口处用于承接承载件，这样，当一个光纤检波器下入监测井中后，与之相邻的另一个光纤检波器就被卡在井口处，从而使得光纤检波器能够按照顺序依次下入井中，保证光纤微地震监测仪器能够方便地作为一个整体下入到监测井中。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的光纤微地震监测装置的结构示意图；

图2示出了图1中的光纤微地震监测装置的承载件的结构示意图；

图3示出了图1中的光纤微地震监测装置的固定件的结构示意图；

图4示出了图1中的光纤微地震监测装置的光纤检波器下入井中的结构示意图；以及

图5示出了图1中的光纤微地震监测装置的光纤微地震监测仪器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光纤微地震监测仪器；11、光纤检波器；12、光电分离短节；13、配重件；14、地面设备；20、承载件；21、凸起结构；30、固定件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中的光纤微地震监测装置入井不方便的问题，本发明提供了一种光纤微地震监测装置及光纤微地震监测仪器的入井方法。

如图1至图5所示的一种光纤微地震监测装置，包括：光纤微地震监测仪器10、承载件20和固定件30，光纤微地震监测仪器10包括多个光纤检波器11，光纤检波器11通过光纤顺次连接；承载件20具有容纳光纤检波器11的容纳腔和位于容纳腔外的凸起结构21；固定件30可拆卸地设置在监测井的井口处，且凸起结构21能够抵接在固定件30上，以使承载件20位于监测井的井口处。

本实施例通过设置有承载件20和固定件30，在将各光纤检波器11下入到监测井内时，承载件20容纳光纤检波器11，固定件30设置在井口处用于承接承载件20，这样，当一个光纤检波器11下入监测井中后，与之相邻的另一个光纤检波器11就被卡在井口处，从而使得光纤检波器11能够按照顺序依次下入井中，保证光纤微地震监测仪器10能够方便地作为一个整体下入到监测井中。

可选地，固定件30包括多个子部件，各子部件拼接形成固定件30。子部件具有弧形结构，弧形结构对接形成圆盘形的固定件30，固定件30中间具有供承载件20穿过的通孔，且凸起结构21不能够穿过通孔，这样，就能将装有光纤检波器11的承载件20卡在井口处。

在本实施例中，承载件20为套筒结构，套筒结构的内孔形成容纳腔，套筒结构伸入监测井的一端的沿远离井口的方向向套筒结构的轴线收缩，从而在该端形成锥形结构，光纤检波器11伸入到套筒结构后抵接在锥形结构的内壁上，从而将光纤检波器11放置在承载件20内。

可选地，套筒结构的长度与光纤检波器11的长度大致相同，从而使得光纤检波器11能够完全伸入到容纳腔内。

在本实施例中，凸起结构21为半圆形凸块，正常使用时，承载件20的锥形结构是向下的，以伸入到监测井内，套筒结构的上表面设置有半圆形凸块，且半圆形凸块的平面部分与套筒结构的上表面连接，从而使得半圆形凸块的弧形表面向上，当光纤检波器11放置到容纳腔后，与光纤检波器11连接的光纤就搭在半圆形凸块的弧形表面上，从而为光纤提供了过渡表面，避免光纤被损坏，保证了光纤微地震监测仪器10入井后正常工作。

在一个未图示的实施例中，承载件20和固定件30的侧壁均具有缺口结构，且缺口结构贯穿承载件20和固定件30。

具体地，在承载件20的侧壁上沿承载件20的延伸方向开设有贯穿承载件20的缺口结构，使得容纳腔通过缺口结构与承载件20的外部连通，方便将光纤检波器11放置到承载件20内时，光纤的处理，例如，先将光纤检波器11提升到承载件20上方，将光纤检波器11下方的光纤由缺口结构放置到容纳腔内，然后下放光纤检波器11使得光纤检波器11与锥形结构抵接即可。相似地，固定件30上也开设有与通孔连通的缺口结构，从而使得固定件30在安装和拆卸时，光纤能够从缺口结构中进入或退出通孔。

当然，除了上述的设置方式，也可以将承载件20或固定件30设置成枢转连接的几部分，例如设置成枢转连接的两个半圆柱，两半圆柱的一侧枢转连接，另一侧能够对接或分离，从而在两半圆柱转动分离时将光纤放入到承载件20或固定件30内，然后将两部分转动对接，形成类似于抱持的结构。

在本实施例中，承载件20为提篮，固定件30为卡盘。

在本实施例中，光纤微地震监测仪器10还包括光电分离短节12，光电分离短节12设置在光纤检波器11和地面设备14之间，以使连接光纤检波器11的光纤和连接地面设备14的光纤之间可拆卸地连接，从而将光纤微地震监测仪器10连接成一个整体。

在本实施例中，光纤微地震监测仪器10还包括配重件13，配重件13设置在光纤伸入监测井的一端，以保证光纤微地震监测仪器10能够顺利下放到监测井内。

本实施例还提供了一种光纤微地震监测仪器10的入井方法，采用上述的光纤微地震监测装置，入井方法包括：在光纤微地震监测装置的光纤检波器11上安装光纤微地震监测装置的承载件20，通过承载件20上提光纤检波器11，并在监测井的井口处安装光纤微地震监测装置的固定件30，下放光纤检波器11以使承载件20抵接在固定件30上；在与光纤检波器11相邻的另一个光纤检波器11上安装承载件20，上提光纤检波器11，拆卸位于监测井的井口处的光纤检波器11上的承载件20以及监测井上的固定件30，下放光纤检波器11，使得安装有承载件20的光纤检波器11放置到井口处；重复上述过程，直到所有光纤检波器11均下放到监测井内。上述过程通过承载件20和固定件30将连成一体的光纤检波器11依次下放到测量井中，从而实现了井下仪器作为一个整体进行入井的目的。

可选地，入井方法还包括：在所有光纤检波器11均下入到监测井内后，通过光纤微地震监测装置的光电分离短节12将与地面设备14连接的光纤和与光纤检波器11连接的光纤连接；在光电分离短节12上安装承载件20，并在监测井的井口处安装固定件30；下放光电分离短节12，以使承载件20抵接在固定件30上；安装天地滑轮，通过天地滑轮下放光电分离短节12，以使光纤检波器11伸入到监测井的预设深度处。通过天地滑轮下放光电分离短节12时，先通过天地滑轮上提光电分离短节12，拆卸固定件30和光电分离短节12上的承载件20，然后通过天地滑轮下放光电分离短节12，并使光纤检波器11伸入到监测井的预设深度处。

入井方法还包括预处理步骤，预处理步骤包括：关闭监测井周围的其他井，以使监测井能够接收到来自压裂井的压裂信号；将顺次连接的光纤检波器11在地面展开；将光纤微地震监测装置的配重件13下入监测井中。

入井方法还包括将光纤检波器11下入监测井中时，沿光纤微地震监测装置的光纤微地震监测仪器10的配重件13至光纤微地震监测仪器10的光电分离短节12的方向，将各光纤检波器11依次下入监测井内。

需要说明的是，光电分离短节12可以分成两个部分，一部分预先安装在与地面设备14连接的光纤的端部，另一部分连接在与光纤检波器11连接的光纤的端部，且地面设备14通常设置有绕设有较长光纤的缆盘。

以下以具有四个光纤检波器11的光纤微地震监测仪器10放入测量井中为例进行说明，其中四个光纤检波器11沿光电分离短节12至配重件13的方向依次为第一光纤检波器、第二光纤检波器、第三光纤检波器和第四光纤检波器，整个过程如下：

(1)将作为井下仪器的各光纤检波器11在地面展开，如图5所示；

(2)将配重件13吊入测量井后，在第四光纤检波器上安装承载件20，然后用吊车通过吊起承载件20吊起第四光纤检波器，并在井口处安装固定件30，如图1所示；

(3)放下吊起的第四光纤检波器，在井口用固定件30固定，并给第三光纤检波器装上承载件20；

(4)吊车上提第三光纤检波器，并拆卸第四光纤检波器上的承载件20和井口的固定件30；

(5)重复上述(3)(4)两步，直到第一光纤检波器在井口处固定；

(6)将与地面设备14连接的光纤和与光纤检波器11连接的光纤通过光电分离短节12连接并在光电分离短节12上装上承载件20，检查各光纤检波器11是否能够正常工作；

(7)下放光电分离短节12，以使所有光纤检波器11伸入到监测井内一段距离，并将光电分离短节12固定在井口处；

(8)安装天地滑轮，滑轮至合适位置后，通过缆盘收缆向上轻提光电分离短节12，拆卸井口的固定件30和光电分离短节12上的承载件20，然后下放光电分离短节12至预设深度，如图4所示。

需要注意的是，在监测井周围500m之内的注水井需要在压裂前关停，而在监测井周围300m之内的生产井需要在压裂前关停，监测井周围500米之内的钻井施工和其它压裂作业需在压裂井压裂前停止作业；光纤微地震监测装置需要下入到监测井中，接收压裂井射孔信号来对光纤微地震监测仪器10定向。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中的光纤微地震监测装置入井不方便的问题；

2、将井下仪器作为一个整体入井，保证光纤检波器能够正常工作；

3、操作简单，施工方便，稳定可靠。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤微地震监测装置，其特征在于，包括：

光纤微地震监测仪器(10)，所述光纤微地震监测仪器(10)包括多个光纤检波器(11)，所述光纤检波器(11)通过光纤顺次连接；

承载件(20)，所述承载件(20)具有容纳所述光纤检波器(11)的容纳腔和位于所述容纳腔外的凸起结构(21)；

固定件(30)，所述固定件(30)可拆卸地设置在监测井的井口处，且所述凸起结构(21)能够抵接在所述固定件(30)上，以使所述承载件(20)位于所述监测井的井口处。

2.根据权利要求1所述的光纤微地震监测装置，其特征在于，所述固定件(30)包括多个子部件，各所述子部件拼接形成所述固定件(30)。

3.根据权利要求1所述的光纤微地震监测装置，其特征在于，所述承载件(20)和/或所述固定件(30)的侧壁具有缺口结构，且所述缺口结构贯穿所述承载件(20)和/或所述固定件(30)。

4.根据权利要求1所述的光纤微地震监测装置，其特征在于，所述光纤微地震监测仪器(10)还包括光电分离短节(12)，所述光电分离短节(12)设置在所述光纤检波器(11)和地面设备(14)之间，以使连接所述光纤检波器(11)的光纤和连接所述地面设备(14)的光纤之间可拆卸地连接。

5.根据权利要求1所述的光纤微地震监测装置，其特征在于，所述光纤微地震监测仪器(10)还包括配重件(13)，所述配重件(13)设置在所述光纤伸入所述监测井的一端。

6.一种光纤微地震监测仪器的入井方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的光纤微地震监测装置，所述入井方法包括：

在所述光纤微地震监测装置的光纤检波器(11)上安装所述光纤微地震监测装置的承载件(20)，通过所述承载件(20)上提所述光纤检波器(11)，并在监测井的井口处安装所述光纤微地震监测装置的固定件(30)，下放所述光纤检波器(11)以使所述承载件(20)抵接在所述固定件(30)上；

在与所述光纤检波器(11)相邻的另一个所述光纤检波器(11)上安装所述承载件(20)，上提所述光纤检波器(11)，拆卸位于所述监测井的井口处的所述光纤检波器(11)上的所述承载件(20)以及所述监测井上的所述固定件(30)，下放所述光纤检波器(11)，使得安装有所述承载件(20)的所述光纤检波器(11)放置到所述井口处；

重复上述过程，直到所有所述光纤检波器(11)均下放到所述监测井内。

7.根据权利要求6所述的入井方法，其特征在于，所述入井方法还包括：

在所有所述光纤检波器(11)均下入到所述监测井内后，通过所述光纤微地震监测装置的光电分离短节(12)将与地面设备(14)连接的光纤和与所述光纤检波器(11)连接的光纤连接；

在所述光电分离短节(12)上安装所述承载件(20)，并在所述监测井的井口处安装所述固定件(30)；

下放所述光电分离短节(12)，以使所述承载件(20)抵接在所述固定件(30)上；

安装天地滑轮，通过所述天地滑轮下放所述光电分离短节(12)，以使所述光纤检波器(11)伸入到所述监测井的预设深度处。

8.根据权利要求7所述的入井方法，其特征在于，通过所述天地滑轮下放所述光电分离短节(12)时，先通过所述天地滑轮上提所述光电分离短节(12)，拆卸所述固定件(30)和所述光电分离短节(12)上的所述承载件(20)，然后通过所述天地滑轮下放所述光电分离短节(12)，并使所述光纤检波器(11)伸入到所述监测井的预设深度处。

9.根据权利要求6所述的入井方法，其特征在于，所述入井方法还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括：

关闭所述监测井周围的其他井，以使所述监测井能够接收到来自压裂井的压裂信号；

将顺次连接的所述光纤检波器(11)在地面展开；

将所述光纤微地震监测装置的配重件(13)下入所述监测井中。

10.根据权利要求6所述的入井方法，其特征在于，所述入井方法还包括将所述光纤检波器(11)下入所述监测井中时，沿所述光纤微地震监测装置的光纤微地震监测仪器(10)的配重件(13)至所述光纤微地震监测仪器(10)的光电分离短节(12)的方向，将各所述光纤检波器(11)依次下入所述监测井内。

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