CN115267889A - 一种石油勘测光纤检波器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种石油勘测光纤检波器，其包括壳体、光纤矢量水听器组和光纤标量水听器，所述光纤矢量水听器组和光纤标量水听器均设置于所述壳体内，所述光纤矢量水听器组包括三个光纤矢量水听器，三个光纤矢量水听器任意两个相互垂直，所述光纤标量水听器的光纤和三个光纤矢量水听器的尾纤熔接，光纤标量水听器的尾纤与穿设在所述壳体内的光缆熔接；所述光纤矢量水听器组用于采集三个方向的振动信号，并输出至光缆；所述光纤标量水听器用于检测光纤检波器的声压相位灵敏度并输出至光缆。本申请具有提高石油勘探的准确度的效果。

Description

一种石油勘测光纤检波器

技术领域

本申请涉及石油勘测的领域，尤其是涉及一种石油勘测光纤检波器。

背景技术

在石油勘测领域，通常采用人工震动引起的弹性波在岩层表面发生反射或折射，其中反射波或折射波被探测器记录可以找到油气圈闭。

目前，人们在进行石油勘探时，采用石油检波器采集地震信号从而对海底成像及监测，但传统的石油检波器存在灵敏度低、抗电磁干扰能力强、不能有效拾取信号等缺点，导致采集的信号和图像不稳定。

发明内容

为了提高石油勘探的准确度，本申请提供一种石油勘测光纤检波器。

本申请提供的一种石油勘测光纤检波器采用如下的技术方案：

一种石油勘测光纤检波器，包括壳体、光纤矢量水听器组和光纤标量水听器，所述光纤矢量水听器组和光纤标量水听器均设置于所述壳体内，所述光纤矢量水听器组包括三个光纤矢量水听器，所述光纤标量水听器的光纤分别和三个光纤矢量水听器的尾纤熔接，光纤标量水听器的尾纤与穿设在所述壳体内的光缆熔接；

所述光纤矢量水听器组用于采集三个方向的振动信号输出至光缆，任意两方向相互垂直；

所述光纤标量水听器用于检测光纤检波器的声压相位灵敏度并输出至光缆。

通过采用上述技术方案，通过设置三个光纤矢量水听器采集三个方向的振动信号，通过设置光纤标量水听器实时采集光纤检波器的声压相位灵敏度，光纤标量水听器的光纤分别和三个光纤矢量水听器的尾纤熔接，光纤标量水听器的尾纤和光缆连接，以使得将失量水听器组采集的数据和光纤标量水听器采集的数据通过光缆进行传输，光纤标量水听器和光纤矢量水听器为光纤为介质、光为载体灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀性好更加适应海底的工作环境，同时设计三个光纤标量水听器采集三个方向的振动信号，使得同过对采集的数据分析确定位置时，更加准确，从而提高了石油勘测的准确度。

可选的，还包括姿态传感器，所述姿态传感器与所述光缆连接，所述姿态传感器用于检测所述光纤检波器的姿态，输出俯仰角检测信号、横滚角检测信号和航向角信号至光缆。

通过采用上述技术方案，通过设置姿态传感器可实时检测光纤检波器的姿态，输出俯仰角检测信号、横滚角检测信号和航向角信号至光缆，通过光缆进行传输，工作人员接收到上述信号后可得知当前光纤检波器的姿态，当光纤检波器固定出现问题时能及时发现并做出相应的应对措施。

可选的，所述壳体内设置有走线槽，所述走线槽从壳体的一端延伸至另一端，所述光缆位于所述走线槽内，所述走线槽内填充有胶粘剂。

通过采用上述技术方案，通过设计走线槽，将光缆通过走线槽穿设在壳体内，当姿态传感器和光纤标量水听器与光缆连接完成后，在硫化槽内填充胶粘剂进行固定，能减少光缆、光纤以及电线受到的静水压力导致损坏的情况。

可选的，包括用于安装所述光纤矢量水听器的矢量盒和用于安装所述光纤标量水听器的标量盒，所述标量盒位于所述走线槽的一侧且与所述壳体的内壁固定连接，所述标量盒固定设置于所述走线槽的另一侧且与所述壳体的内壁固定连接，所述变标量盒和所述矢量盒上均开设有接线口。

通过采用上述技术方案，通过设置标量盒和矢量盒为光纤标量水听器和光纤矢量水听器的安装提供了位置，同时还能在一定程度上较小海水对光纤标量水听器和光纤矢量水听器的影响，同时在标量盒和矢量盒上设置有接线口便于接线工作的进行。

可选的，所述标量盒包括三个安装空间以及与所述安装空间对应的封盖，所述安装空间的一侧设置有开口，所述开口处设置有密封件，所述封盖固定设置在所述开口处以封闭所述安装空间，每一所述安装空间的侧壁上均开设有接线口。

可选的，所述壳体内部设置有姿态盒，所述姿态盒与所述壳体的内壁固定连接，所述姿态盒内设置有电路板，所述姿态传感器设置在电路板上，所述电路板与所述光缆连接。

通过采用上述技术方案，在壳体内设置有姿态盒，在姿态盒内设置电路板为姿态传感器的安装提供了位置，在水下工作时，姿态盒的设置能对姿态传感器以及电路板起到一定的保护作用，减小海水对姿态传感器工作的影响。

可选的，所述姿态盒包括安装壳、第二封盖和走线筒，所述安装壳的一侧开口，所述开口处设置有密封件，所述第二封盖固定设置在所述开口处以封闭所述开口，所述走线筒两端开口，所述走线筒的一端与所述盖板背离所述安装壳的一侧固定连接，所述走线筒的另一端与所述走线槽连通，所述走线筒用于连通所述安装壳内部空间和所述走线槽内部空间。

可选的，所述壳体的两侧均设置有抗弯节，所述抗弯套设于所述光缆上且位于所述壳体外，所述抗弯节的一端与所述壳体的外壁抵接。

通过采用上述技术方案，由于光纤检波器整体重量较大，当光纤检波器安装在光缆上时，抗弯节的设置能在一定上减小有光纤检波器导致光缆发生弯折的幅度，可对光缆起到一定的保护作用。

可选的，所述壳体上开设有多个通孔。

通过采用上述技术方案，通孔的设置使得壳体内部的空间与壳体外部连通，工作时，便于光纤矢量传感器对海底振动信号的采集，提高检测的准确性。

可选的，所述壳体为316L奥氏体不锈钢梭形壳体。

通过采用上述技术方案，可以设置为316L奥氏体不锈钢壳体，在水下工作时能，能减小海水中卤素元素Cl-腐蚀对壳体的影响，同时梭形的设置具有声压增敏作用，使得壳体更加适应水底的工作环境。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置三个光纤矢量水听器采集三个方向的振动信号，通过设置光纤标量水听器实时采集光纤检波器的声压相位灵敏度，光纤标量水听器的光纤分别和三个光纤矢量水听器的尾纤熔接，光纤标量水听器的尾纤和光缆连接，以使得将失量水听器组采集的数据和光纤标量水听器采集的数据通过光缆进行传输，光纤标量水听器和光纤矢量水听器为光纤为介质、光为载体灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀性好更加适应海底的工作环境，同时设计三个光纤标量水听器采集三个方向的振动信号，使得同过对采集的数据分析确定位置时，更加准确，从而提高了石油勘测的准确度；

2.通过设置姿态传感器可实时检测光纤检波器的姿态，输出俯仰角检测信号、横滚角检测信号和航向角信号至光缆，通过光缆进行传输，工作人员接收到上述信号后可得知当前光纤检波器的姿态，当光纤检波器固定出现问题时能及时发现并做出相应的应对措施；

3.由于光纤检波器整体重量较大，当光纤检波器安装在光缆上时，抗弯节的设置能在一定上减小有光纤检波器导致光缆发生弯折的幅度，可对光缆起到一定的保护作用。

附图说明

图1是本申请提供的光纤检波器与光缆配合的整体结构示意图。

图2是图1去掉壳盖后的主视图。

图3是本申请提供的光纤检波器的爆炸视图。

图4是本申请提供的光纤检波器的结构框图。

附图标记说明：1、壳体；11、安装槽；111、走线槽；112、矢量盒；1121、第一封盖；1122、基体；1123、密封件；113、标量盒；114、熔接槽；1141、盖板；115、姿态盒；1151、安装壳；1152、走线筒；1153、第二封盖；116、通孔；12、壳盖；2、抗弯节；3、光缆；4、光纤矢量水听器组；41、光纤矢量水听器；5、光纤标量水听器；6、电路板；61、姿态传感器；7保护管。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种石油勘测光纤检波器。参照图1、图2和图3，石油勘测光纤检波器包括壳体1，壳体1为梭形采用316L奥氏体不锈钢金属制成，壳体1包括安装槽11和壳盖12，在安装槽11内设置有光纤矢量水听器组4和光纤标量水听器5，在安装槽11内还设置有走线槽111，走线槽111从安装槽11的一端延伸至另一端，在壳体1的两个端部均设置有与走线槽111连通的走线孔，走线孔贯穿壳体1的侧壁，用于数据传输的光缆3通过走线槽111和走线孔贯穿壳体1。

参照图3和图4，光纤矢量水听器组4包括三个光纤矢量水听器41，三个光纤矢量水听器41的尾纤与标量水听器的光纤熔接，光纤标量水听器5的尾纤与光缆3熔接。为了对熔接点进行保护，在壳体1内设置有熔接槽114，熔接槽114位于走线槽111的一侧并通过螺栓与壳体1的内壁固定连接，三个光纤矢量水听器41的尾纤与光纤标量水听器5的光纤熔接形成的熔接点位于熔接槽114内，熔接完成后在走线槽111和熔接槽114内均填充胶粘剂，并在熔接槽114的开口处通过螺栓固定盖板1141以将熔接槽114的开口封闭；在走线槽111内填充胶粘剂从而将壳体1设置在光缆3上，同时胶粘剂的设置还可以对光缆3起到一定的保护作用，减少因静水压力导致光缆3损坏的情况，在熔接槽114内填充胶粘剂并在开口处设置盖板1141可以对熔接点起到保护作用。内部安装完成后将壳盖12通过螺栓固定设置在安装槽11的开口处以封闭安装槽11，对内部设备起到进一步的保护作用。本实施例中，走线槽111为硫化槽，胶粘剂为声透胶，采用声透胶有利于声信号的传输。

工作时，为了便于光纤矢量水听器组4对海底振动信号的采集，在安装槽11的底部开设有多个通孔116，通,116的设置使得壳体1内部的空间与壳体1的外部连通，提高检测的准确性。

工作时，将多个光纤检波器设置在光缆3上，将光缆3铺设在待监测的海水中，通过三个光纤矢量水听器41分别采集海底三个方向的振动信号，并将采集到的振动信号传输至光缆3，并通过光缆3传输至后端设备；通过光纤标量水听器5检测光纤标量水听器5的声压相位灵敏度，并传输至光缆3，通过光缆3传输至后端设备，后端设备根据接收到的光纤检测波器传输的数据进行分析，从而实现对海底石油位置的探测。

本方案中，采用三个光纤矢量水听器41采集三个方向的振动信号，通过设置光纤标量水听器5实时采集光纤检波器的声压相位灵敏度，光纤标量水听器5的光纤分别和三个光纤矢量水听器41的尾纤熔接，光纤标量水听器5的尾纤和光缆3连接，以使得将失量水听器组采集的数据和光纤标量水听器5采集的数据通过光缆3进行传输，光纤标量水听器5和光纤矢量水听器41以光纤为介质、光为载体灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀性好更加适应海底的工作环境，同时设计三个光纤标量水听器5采集三个方向的振动信号，使得通过对采集的数据进行分析确定位置时，更加准确，从而提高了石油勘测的准确度。

参照图4，为了便于光纤矢量水听器组4的安装，在安装槽11内于走线槽111的一侧设置有矢量盒112，矢量盒112与熔接槽114相对设置，矢量盒112整体为长方体状，矢量盒112通过螺栓与安装槽11的内壁固定连接，矢量盒112包括基体1122，基体1122上开设有三个安装空间，安装空间的顶部开口，安装空间的内部形状与光纤矢量水听器41的安装姿态适配，光纤失灵水听器设置在安装空间内，三个光纤矢量水听器41中，三个光纤矢量水听器41中任意两个光纤矢量水听器41的水听探头的朝向任相互垂直，使得光纤矢量水听器组4可以采集三个不同方向的振动信号，每一安装空间的开口处设置有第一封盖1121，第一封盖1121的一侧设置有与安装空间开口适配的凸起，封闭时将凸起卡设于安装空间的开口处，并将密封盖与基体1122通过螺栓固定连接，为了提高密封效果，每一第一封盖1121的凸起上设置有密封件1123。为了便于接线工作的进行在每一安装空间侧壁上开设有接线孔，每一光纤矢量传感器的尾纤通过接线口穿出，在线接线口处填充有胶粘剂，以实现对尾纤的保护。

为了便于光纤标量水听器5的安装，在安装槽11内设置有标量盒113，标量盒113与熔接槽114位于走线槽111的同一侧且标量盒113位于熔接槽114的一侧，标量盒113整体为圆柱状，标量盒113的一端开口，光纤标量水听器5设置在标量盒113内，在熔接槽114的一侧设置有与标量盒113设配的开口，标量盒113卡设在开口内，使得标量盒113的内部空间与熔接槽114的内部空间连通，标量盒113卡设于开口内的一端套设有密封件1123，使得连接处的密封效果更好，安装完成后，将光纤标量水听器5的光纤延伸至熔接槽114内，光纤矢量水听器41的尾纤延伸至熔接槽114内与光纤标量水听器5的光纤熔接。光纤矢量水听器41的尾纤以及光纤矢量水听器41的尾纤位于安装槽11内的部分套均设有保护管，实现对尾纤的保护，本实施例中，保护管为聚氨酯PU管。

为了实现对工作时光纤检波器姿态的检测，光纤检测器还包括姿态传感器61，本实施例中，姿态传感器61包括三轴磁感式地磁传感器、加速度传感器、MCU芯片和RS458芯片，三轴磁感式地磁传感器采集地磁数据并输出，加速度传感器采集光纤检波器的加速度数据并输出，MCU芯片接收地磁数据和加速度数据并进行融合计算得出光纤检波器的俯仰角信息、横滚角信息及航向角信息并通过RS485芯片输出至光缆3，通过光缆3传输至后端设备，使得工作人员能实时得知光纤检波器的姿态。本实施中MCU芯片接收地磁数据和加速度数据并进行融合计算为本领域技术人员公知的技术手段，在此不做过多赘述。

参照图1和图4，为了便于姿态传感器61的安装同时对姿态传感器61起到保护作用，在熔接槽114的另一侧设置有姿态盒115，姿态盒115包括安装壳1151、第二封盖1153和走线筒1152，安装壳1151内部中空且一侧开口，在安装壳1151内固定设置有电路板6，三轴磁感式地磁传感器、加速度传感器、MCU芯片和RS458芯片均设置在电路板6上，第二封盖1153的一侧设置有与开口适配的环状凸起，第二封盖1153的另一侧设置有圆柱状的走线筒1152，走线筒1152两端开口，走线筒1152的另一端与硫化槽连接，安装时在环形凸起的外侧设置密封件1123，然后将环形凸起卡设在开口处，并通过螺栓固定，走线筒1152用于连通安装壳1151的内部空间和走线槽111的内部空间，电路板6通过电线穿过走线筒1152与光缆3连接。本实施例中，采用的密封件1123均为为O型密封圈。

由于光纤检波器整体重量较重，因此将其设置在光缆3上时，会导致光缆3弯折幅度较大，长时间使用容易导致光缆3损坏，因此在光缆3上，于每一光纤检波器的壳体1的两侧均设置有抗弯节2，抗弯节2的一端与光纤检波器的一端抵接。本实施例中，抗弯节2包括多个卡箍，卡箍环抱设置在光缆3上，相邻卡箍相互抵接，抗弯节2的设置在一定程度上减小安装光纤检波器安装完成后，光缆3的弯折程度，减小使用过程中有光纤检波器的重量对光缆3的损伤。

通过本申请提供的光纤检波器，提高石油探测过程中获取数据的准确性，从而提高石油勘验的准确性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石油勘测光纤检波器，其特征在于：包括壳体(1)、光纤矢量水听器组(4)和光纤标量水听器(5)，所述光纤矢量水听器组(4)和光纤标量水听器(5)均设置于所述壳体(1)内，所述光纤矢量水听器组(4)包括三个光纤矢量水听器(41)，所述光纤标量水听器(5)的光纤和三个光纤矢量水听器(41)的尾纤熔接，所述光纤标量水听器(5)的尾纤与穿设在所述壳体(1)内的光缆(3)熔接；

所述光纤矢量水听器组(4)用于采集三个方向的振动信号输出至光缆(3)，任意两方向相互垂直；

所述光纤标量水听器(5)用于检测光纤检波器的声压相位灵敏度并输出至光缆(3)。

2.根据权利要求1所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于：还包括姿态传感器(61)，所述姿态传感器(61)设置在所述壳体(1)内并与所述光缆(3)连接，所述姿态传感器(61)用于检测所述光纤检波器的姿态，输出俯仰角检测信号、横滚角检测信号和航向角信号至光缆(3)。

3.根据权利要求1所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，所述壳体(1)内设置有走线槽(111)，所述走线槽(111)从壳体(1)的一端延伸至另一端，所述光缆(3)位于所述走线槽(111)内，所述走线槽(111)内填充有胶粘剂。

4.根据权利要求3所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，包括用于安装所述光纤矢量水听器组(4)的矢量盒(112)和用于安装所述光纤标量水听器(5)的标量盒(113)，所述标量盒(113)位于所述走线槽(111)的一侧且与所述壳体(1)的内壁固定连接，所述标量盒(113)固定设置于所述走线槽(111)的另一侧且与所述壳体(1)的内壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，所述标量盒(113)包括三个安装空间以及与所述安装空间对应的第一封盖(1121)，所述安装空间的一侧设置有开口，所述开口处设置有密封件（1123），所述封盖固定设置在所述开口处以封闭所述安装空间，每一所述安装空间的侧壁上均开设有接线口。

6.根据权利要求3所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，所述壳体(1)内部设置有用于安装所述姿态传感器(61)的姿态盒(115)，所述姿态盒(115)与所述壳体(1)的内壁固定连接，所述姿态盒(115)内设置有电路板(6)，所述姿态传感器(61)设置在电路板(6)上，所述电路板(6)与所述光缆(3)连接。

7.根据权利要求6所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，所述姿态盒(115)包括安装壳(1151)、第二封盖(1153)和走线筒(1152)，所述安装壳(1151)的一侧开口，所述开口处设置有密封件（1123），所述第二封盖(1153)固定设置在所述开口处以封闭所述开口，所述走线筒(1152)两端开口，所述走线筒(1152)的一端与所述第二封盖(1153)背离所述安装壳(1151)的一侧固定连接，所述走线筒(1152)的另一端与所述走线槽(111)连通，所述走线筒(1152)用于连通所述安装壳(1151)内部空间和所述走线槽(111)内部空间。

8.根据权利要求1所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，所述壳体(1)的两侧均设置有抗弯节(2)，所述抗弯套设于所述光缆(3)上且位于所述壳体(1)外，所述抗弯节(2)的一端与所述壳体(1)的外壁抵接。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，所述壳体(1)上开设有多个通孔（116）。

10.根据权利要求8所述的石油勘测光纤检波器，其特征在于，所述壳体(1)为316L奥氏体不锈钢梭形壳体(1)。

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