EA032547B1 - Оптоволоконная система для измерения вибраций в многофазных потоках и соответствующий способ контроля многофазных потоков - Google Patents
Оптоволоконная система для измерения вибраций в многофазных потоках и соответствующий способ контроля многофазных потоков Download PDFInfo
- Publication number
- EA032547B1 EA032547B1 EA201791160A EA201791160A EA032547B1 EA 032547 B1 EA032547 B1 EA 032547B1 EA 201791160 A EA201791160 A EA 201791160A EA 201791160 A EA201791160 A EA 201791160A EA 032547 B1 EA032547 B1 EA 032547B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- optical
- fiber
- measuring
- mode
- multimode
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012732 spatial analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
- G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
- G01D5/35354—Sensor working in reflection
- G01D5/35358—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity
- G01D5/35361—Sensor working in reflection using backscattering to detect the measured quantity using elastic backscattering to detect the measured quantity, e.g. using Rayleigh backscattering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/661—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters using light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V11/00—Prospecting or detecting by methods combining techniques covered by two or more of main groups G01V1/00 - G01V9/00
- G01V11/002—Details, e.g. power supply systems for logging instruments, transmitting or recording data, specially adapted for well logging, also if the prospecting method is irrelevant
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
- G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
- G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
- G01V8/24—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Раскрыты система измерения вибраций и соответствующий способ контроля многофазных потоков в добывающих скважинах или трубопроводах путем анализа обратнорассеянного света в многомодовом оптоволокне. Система содержит измерительное многомодовое оптоволокно; оптический источник, содержащий лазер с высокой степенью когерентности, который испускает оптические импульсы, посылаемые в указанное измерительное волокно; фотонный фонарь с тремя или большим количеством одномодовых оптоволоконных портов и одним многомодовым оптоволоконным портом, соединенный с измерительным многомодовым волокном; оптический приемник, содержащий количество фотодетекторов, равное количеству одномодовых оптоволоконных портов в указанном фотонном фонаре минус один, при этом каждый фотодетектор связан с каждым из указанных одномодовых портов; систему для обработки выходных сигналов оптического приемника, при этом оптический источник связан с одним из одномодовых оптоволоконных портов, а другие одномодовые волокна связаны с оптическим приемником. Кроме того, описан способ реконфигурирования оптической рефлектометрической системы, уже установленной в оборудовании, в которой проводят контроль.
Description
Настоящее изобретение относится к системе измерения вибраций, предназначенной для контроля многофазных потоков, а в частности - в добывающих скважинах и трубопроводах, на основе анализа обратнорассеянного света в многомодовом оптическом волокне.
Большинство неоптических методов не предусматривает прямого взаимодействия с потоком (кроме трубок Вентури и смесителей потока). Например, решения, основанные на томографии, предусматривают использование гамма-лучей, рентгеновского излучения или ультразвука или измерения электрического импеданса и диэлектрических постоянных в микроволновом диапазоне. По самой своей природе эти методы предпочтительно выполняют на поверхности, так как их трудно реализовать в скважине, поэтому они не обеспечивают определения состава потока в глубинных разделах скважины.
В литературе оптические датчики традиционно классифицируют как датчики прямого действия и датчики непрямого действия. В датчиках прямого действия электромагнитное излучение взаимодействует непосредственно с потоком, тогда как в датчиках непрямого действия электромагнитное излучение не взаимодействует непосредственно с потоком.
В датчиках прямого действия в общем случае для оценки состава потока используются различные явления (полное внутреннее отражение, ослабление переданной или исчезающей волны, флюоресценцию), при этом часто используются также спектральные методы. Среди датчиков прямого действия имеются примеры оптических томографических датчиков.
В случае оптических датчиков непрямого действия излучение используется, как правило, для измерения вариаций температуры и/или деформации, воздействующих на датчик (который представляет собой волокно, резонатор и т.п.) структурой скважины или даже непосредственно самим потоком. Следует отметить, что датчики непрямого действия, как правило, ограничиваются измерением температуры и/или деформации, а затем по информации из них на основе измерений можно вычислить параметры потока. В частности, деформация связана с измерением давления или вибраций, при этом различие между этими двумя случаями часто определяется просто полосой частот наблюдаемого явления. Кроме того, вибрацию идентифицируют как акустическую энергию, и фактически один из самых инновационных оптоволоконных датчиков вибрации представляет собой распределенный акустический датчик. Информацию о многофазной структуре потока получают в результате с использованием соответствующих физических моделей и обработки основных измеренных физических величин. Хотя в литературе в качестве непрямого решения для получения состава многофазных потоков предлагают измерение температуры, последняя патентная активность, кажется, больше ориентирована на измерение вибраций.
В данном контексте уместно подчеркнуть перспективы распределенных оптоволоконных датчиков. В рамках измерения локальных параметров многофазного потока измерения распределенной температуры и вибраций очень полезны, поскольку обеспечивают непрерывное отображение всей скважины с соответствующим пространственным и временным разрешением, что позволяет оценивать параметры потока с помощью соответствующих алгоритмов вычисления. Следует отметить, что такие распределенные измерения могут быть выполнены вдоль скважины только с применением технологий на основе использования оптоволокна.
В пределах скважины и в непосредственной близости от нее часто устанавливают множество оптических волокон, в общем случае выполненных из кварца, расположенных параллельно скважине и относящихся к многомодовому типу с двумя типичными применениями: двухнаправленная передача данных в магистральном направлении между дном скважины и поверхностью или измерение распределенной температуры, как правило с использованием рамановской техники.
В патенте США 7668411, зарегистрированном корпорацией ЗсЫитЬетдег Теей. Согр., предложено другое использование таких уже установленных волокон для создания распределенного датчика вибраций посредством пространственного анализа обратнорассеянного сигнала вследствие эффекта Рэлея.
Измерительное устройство представляет собой так называемый оптический рефлектометр во временной области (ΘΤΌΚ), который содержит импульсный оптический источник с высокой когерентностью, как правило лазер с распределенной обратной связью (ΌΡΒ); вследствие пространственной когерентности лазерного источника обратнорассеянный сигнал благодаря точкам рассеяния в пределах оптического импульса индуцирует интерференционный сигнал в приемнике. Следует подчеркнуть, что измерение вибраций на основе рэлеевского рассеяния происходит легче, если используется волокно одномодового типа. С другой стороны, использование многомодовых волокон более распространено при измерениях вдоль скважины благодаря тому, что они лучше гнутся, более просто соединяются и, наконец, потому, что в распределенных системах измерения температуры, основанных на Рамановской диффузии, фактически используются именно многомодовые волокна.
Для преодоления неоптимальной природы многомодового волокна решение, предложенное в патенте США 7868411, предусматривает введение между когерентным рефлектометром ΘΤΌΚ. и многомодовым волокном (см. фиг. 3-5 и 6 указанного патента) устройства, определенного как система с одномодовой пространственной фильтрацией. Кроме того, в указанном патенте в системе с
- 1 032547 одномодовой пространственной фильтрацией используется, например, одномодовое волокно или воздушный микроканал.
У решения, описанного в указанном патенте, имеются следующие технические недостатки.
I. Использование системы с одномодовой пространственной фильтрацией (такой как расщепитель луча в одномодовом волокне), связанной с многомодовым волокном, приводит к сильному ослаблению измеряемого сигнала; типичное ослабление в соединении между одномодовым волокном и многомодовым волокном может даже достигать 15 дБ, что значительно ухудшает отношение сигнал/шум и поэтому ограничивают максимальную длину измерительного волокна, пространственное разрешение, диапазон вибраций или чувствительность устройства. Потери оптического сигнала еще больше, если, как предложено в патенте США 7668411, для изготовления одномодового пространственного фильтра используется воздушный микроканал.
II. Возможно также, что одномодовый пространственный фильтр непредсказуемо выбирает компонент обратнорассеянного сигнала (спекл), временно нечувствительный к вибрациям в скважине. Эта проблема известна специалистам в данной области техники и описана в патенте США 7668411; в этом же патенте предлагается решить эту проблему, выбирая другой спекл. Однако совершенно не описано, как можно сделать этот выбор.
III. Кроме того, интерпретация измерений распределенных вибраций может привести к критическим ситуациям. Фактически, необходимо помнить, что цель патента состоит в том, чтобы использовать многомодовые волокна, уже установленные в скважинах для вышеуказанных целей передачи данных или измерения температуры, поэтому не обязательно оптимизированные для измерения вибраций. С другой стороны, многомодовые волокна предпочтительнее одномодовых для установки вдоль скважин вследствие большей простоты установки и соединений. Этот аспект делает конфигурацию системы для измерения вибраций субоптимальной, и усложняет определение точных математических моделей для увязывания измерений вибрации со свойствами многофазного потока.
Была разработана новая система, которая предлагает решение этих трех вышеуказанных проблем путем устранения системы с одномодовой пространственной фильтрацией, предложенной в патенте США № 7668411, и введение фотонного фонаря с тремя или большим количеством одномодовых оптоволоконных портов и одним многомодовым оптоволоконным портом между источником, многомодовым измерительным волокном и приемником. Это обеспечивает лучшее отношение сигналшум, что можно использовать для улучшения динамических характеристик, разрешения или чувствительности.
Что касается распределенного измерения вибраций в многомодовых волокнах, изобретение позволяет решить некоторые проблемы, присущие патенту США № 7668411. Более конкретно, новшество позволяет минимизировать потери, вносимые вследствие соединения между системой с одномодовой пространственной фильтрацией и многомодовым волокном, а следовательно, повысить качество измерения. Кроме того, новшество позволяет одновременно осуществлять контроль различных спеклов обратнорассеянного сигнала, а следовательно, является нечувствительным к проблеме постепенного изменения индивидуального спекла, что сильно влияет на работу систем согласно патенту США № 7668411.
Рефлектометрическая система для измерения вибраций согласно настоящему изобретению, предназначенная для контроля многофазных потоков, в частности, в добывающих скважинах или трубопроводах, путем анализа обратнорассеянного света в многомодовом волокне, содержит измерительное многомодовое оптоволокно;
оптический источник, содержащий лазер с высокой степенью когерентности, который испускает оптические импульсы, посылаемые в указанное измерительное волокно;
фотонный фонарь с тремя или большим количеством одномодовых оптоволоконных портов и одним многомодовым оптоволоконным портом, соединенный с измерительным многомодовым волокном;
оптический приемник, содержащий количество фотодетекторов, равное количеству одномодовых оптоволоконных портов в указанном фотонном фонаре минус 1, при этом каждый фотодетектор связан с каждым из указанных одномодовых портов;
систему для обработки выходных сигналов оптического приемника, при этом оптический источник связан с одним из одномодовых оптоволоконных портов, а другие одномодовые волокна связаны с оптическим приемником.
Система предпочтительно предусматривает следующее:
оптический источник имеет два порта, при этом из первого порта испускается оптический сигнал на первой частоте, а из второго порта - оптический сигнал на второй частоте, отличающейся от указанной первой частоты;
оптический приемник содержит расщепитель светового потока с 1 входом и количеством выходов, равным количеству фотодетекторов, а также содержит количество оптических объединителей, равное количеству фотодетекторов, при этом входной порт указанного расщепителя связан с указанным вторым портом оптического источника;
- 2 032547 каждый выходной порт указанного расщепителя связан с каждым объединителем;
каждый объединитель связан с каждым из указанных фотодетекторов.
Еще одним предметом настоящего изобретения является способ измерения вибраций вдоль структуры с помощью системы, определенной выше, включающий:
обнаружение измерительного многомодового оптоволокна, установленного вдоль структуры, в которой ведется контроль посылку оптического сигнала в указанное измерительное оптическое волокно;
выбор более одного спекла света, обратнорассеянного в измерительном волокне вследствие рэлеевского рассеяния посланного импульса;
генерацию на основе множества спеклов, собранных волокном, сигнала, показывающего вибрации вдоль структуры, в которой ведется контроль.
Указанный способ может также включать использование многомодового волокна для передачи обратнорассеянного света в оптический приемник.
Еще одним предметом изобретения является процесс реконфигурации оптической рефлектометрической во временной области системы, уже установленной в структуре, в которой производится контроль.
Отображение колебаний вдоль скважины может быть выполнено бесконтактно в технике рефлектометрии, основанной на когерентном рэлеевском рассеянии с использованием уже установленного оптоволокна. В частности, анализируют обратнорассеянный сигнал, а с использованием двух или большего количества приемников, установленных параллельно, можно обработать различные спеклы, связанные с интерференцией различных мод, при этом каждый несет информацию о пространстве и времени, которая меняется согласно внешнему возмущению - обычно механическому растяжению, температуре и вибрациям. В то время как механическое растяжение и температура испытывает медленные вариации, вибрации по самой своей природе быстро меняются вдоль скважины как во времени, так и в пространстве, что облегчает их распознавание и последующий анализ. Рефлектометрический анализ обеспечивает создание пространственного отображения (вдоль скважины) температуры, деформации и вибраций и позволяет идентифицировать неисправности, вариации состава многофазного потока, проводить дросселирование после осаждения гидратов и т.д. в режиме реального времени.
Как сказано выше, измерение вибраций более точно, если выполнено на одномодовом волокне; поэтому, если в скважинах уже установлены и должны использоваться многомодовые волокна, приходится принять более низкие уровни рабочих характеристик, чем оптимальные. Новаторская идея состоит также в использовании того же самого многомодового волокна для опроса точечных датчиков, установленных вдоль скважины, для объединения результатов измерений распределенных вибраций с другими физическими параметрами. Такие точечные датчики могут также быть установлены во время обслуживания скважины, возможно как объекты, уже интегрированные непосредственно в специфические компоненты скважины (например, вентили и т.д.).
Измеренным параметром все еще могут быть вибрации, но локализованные в точке нахождения датчика, или полное внутреннее отражение для прямого анализа двух- и трехфазного потока, как уже описано в документах, относящихся к современному уровню данной области техники. Индивидуальные датчики можно опрашивать посредством методов мультиплексирования по длине волны так, чтобы одно и то же многомодовое волокно можно было использовать для одновременного измерения распределенных вибраций и опроса точечных датчиков.
Процесс согласно настоящему изобретению для реконфигурирования оптической рефлектометрической системы, содержащей многомодовое измерительное оптоволокно, установленное вдоль указанной структуры, источник для посылки оптических сигналов в указанное многомодовое измерительное волокно, оптический приемник для приема света, обратнорассеянного указанным измерительным волокном вследствие рэлеевского рассеяния посланного импульса, по существу включает введение между измерительным волокном и оптическим приемником фотонного фонаря для пространственного разделения множества спеклов света после обратного рэлеевского рассеяния, при этом каждый его выход связан с фотодиодом.
Указанный процесс может также включать генерацию сигнала, показывающего вибрации вдоль структуры, на которой проводят контроль, посредством аналитической системы на основе множества зарегистрированных спеклов.
Для лучшего понимания изобретения приведен пример, демонстрирующий эффективность предложенной системы.
Пример.
Упрощенная схема показана на чертеже.
Лазер 101 с высокой когерентностью и длиной волны излучения, как правило, между 800 и 1650 нм (предпочтительно между 1300 и 1650 нм), управляемый внешним генератором 102 импульсов и испускающий оптические импульсы, обычно длительностью 3-200 нс (предпочтительно 20-100 нс) с частотой повторения по меньшей мере 1 кГц, соединен с одним из входных портов фотонного фонаря;
- 3 032547 при этом входные порты фотонного фонаря связаны с 1 или большим количеством фотодиодов (ФД), которые выдают электрические сигналы, пропорциональные соответствующим входным оптическим спеклам. Многомодовый выходной порт фотонного фонаря связан с многомодовым измерительным волокном.
Claims (6)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Рефлектометрическая система для измерения вибраций для контроля многофазных потоков путем анализа обратнорассеянного света в многомодовом волокне, содержащая измерительное многомодовое оптоволокно;оптический источник, содержащий лазер с высокой степенью когерентности, который испускает оптические импульсы, посылаемые в указанное измерительное волокно;фотонный фонарь с тремя или большим количеством одномодовых оптоволоконных портов и одним многомодовым оптоволоконным портом, соединенным с измерительным многомодовым волокном;оптический приемник, содержащий количество фотодетекторов, равное количеству одномодовых оптоволоконных портов в указанном фотонном фонаре минус один, при этом каждый фотодетектор связан с каждым из указанных одномодовых портов;систему для обработки выходных сигналов оптического приемника, при этом оптический источник связан с одним из одномодовых оптоволоконных портов, а другие одномодовые волокна связаны с оптическим приемником.
- 2. Система по п.1, в которой оптический источник имеет два порта, при этом из первого порта испускается оптический сигнал на первой частоте, а из второго порта - оптический сигнал на второй частоте, отличающейся от указанной первой частоты;оптический приемник содержит расщепитель светового потока с одним входом и количеством выходов, равным количеству фотодетекторов, а также содержит количество оптических объединителей, равное количеству фотодетекторов, при этом входной порт указанного расщепителя связан с указанным вторым портом оптического источника;каждый выходной порт указанного расщепителя связан с каждым объединителем;каждый объединитель связан с каждым из указанных фотодетекторов.
- 3. Способ измерения вибраций вдоль структуры посредством системы по п.1 или 2, включающий обнаружение измерительного многомодового оптоволокна, установленного вдоль контролируемой структуры;посылку оптического сигнала в указанное измерительное оптическое волокно;выбор более одного спекла света, обратнорассеянного в измерительном волокне вследствие рэлеевского рассеяния посланного импульса;генерацию из множества спеклов, собранных волокном, сигнала, показывающего вибрации вдоль контролируемой структуры.
- 4. Способ по п.3, дополнительно включающий использование многомодового волокна для передачи обратнорассеянного света в оптический приемник.
- 5. Способ реконфигурации оптической рефлектометрической системы, уже установленной в контролируемом оборудовании и содержащей измерительное многомодовое оптоволокно, установленное вдоль указанной структуры, источник для посылки импульсов в указанное измерительное многомодовое волокно и оптический приемник для приема света, обратнорассеянного указанным измерительным волокном вследствие рэлеевского рассеяния посланного импульса, отличающийся тем, что он дополнительно включает введение между измерительным волокном и оптическим приемником фотонного фонаря для пространственного разделения множества спеклов света, обратнорассеянного вследствие рэлеевского рассеяния.
- 6. Способ по п.5, дополнительно включающий генерацию сигнала, показывающего вибрации вдоль контролируемой структуры, посредством системы анализа на основе множества зарегистрированных спеклов.- 4 У становленное многомодовое волокно109Обработка электрического сигнала
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI20142243 | 2014-12-23 | ||
| PCT/IB2015/059912 WO2016103200A2 (en) | 2014-12-23 | 2015-12-23 | Optical fiber vibration measurement system in multiphase flows with related method to monitor multiphase flows |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201791160A1 EA201791160A1 (ru) | 2017-12-29 |
| EA032547B1 true EA032547B1 (ru) | 2019-06-28 |
Family
ID=52633382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201791160A EA032547B1 (ru) | 2014-12-23 | 2015-12-23 | Оптоволоконная система для измерения вибраций в многофазных потоках и соответствующий способ контроля многофазных потоков |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10330525B2 (ru) |
| EP (1) | EP3237936B1 (ru) |
| EA (1) | EA032547B1 (ru) |
| WO (1) | WO2016103200A2 (ru) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106768278B (zh) * | 2017-01-06 | 2020-07-31 | 天津大学 | 一种分布式光纤振动和温度双物理量传感定位系统 |
| CN107204802B (zh) * | 2017-05-15 | 2019-06-21 | 南京邮电大学 | 一种基于光子灯笼的模式交换节点及其在线监控方法 |
| CN107238412B (zh) * | 2017-06-26 | 2019-07-05 | 鞍山睿科光电技术有限公司 | 一种同时监测振动、应力、温度的分布式光纤传感器 |
| EP3572857A1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-11-27 | Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) | Device for analyzing modes of multimode optical fibers |
| CN110553713A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | 中国科学院电子学研究所 | 光纤超声波传感器 |
| CN108760021A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-06 | 天津大学 | 基于双折射晶体的光纤法珀声振动传感装置及解调方法 |
| CN108988945B (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-24 | 长春理工大学 | 超高速具有多芯前置光放大的空间激光通信接收系统 |
| CN108923857B (zh) * | 2018-07-13 | 2020-01-31 | 长春理工大学 | 超高速大视场接收空间激光通信接收系统 |
| CN110166139A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-23 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于光子灯笼的差分相移键控相干通信接收系统 |
| US10768370B1 (en) | 2019-09-20 | 2020-09-08 | Rockwell Collins, Inc. | Photonic N-to-one single-mode combiner |
| CN113531399B (zh) * | 2020-04-16 | 2023-05-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 光纤振动预警方法、装置、计算机设备及存储介质 |
| CN111854812B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-07-26 | 中央民族大学 | 一种基于光子灯笼光纤的传感解调系统及传感解调方法 |
| CN111929964A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-11-13 | 南京信息工程大学 | 一种少模参量与强耦合拉曼的联合放大方法及装置 |
| US11770189B2 (en) | 2021-09-17 | 2023-09-26 | Honeywell Limited Honeywell Limitée | Optical communication system using a photonic lantern |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4459547A (en) * | 1981-05-01 | 1984-07-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for precise measurement of long-term stability of photodetectors |
| US7668411B2 (en) * | 2008-06-06 | 2010-02-23 | Schlumberger Technology Corporation | Distributed vibration sensing system using multimode fiber |
| US20140209798A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-31 | Tt Government Solutions, Inc. | Devices and methods for multimode light detection |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5023845A (en) * | 1988-10-31 | 1991-06-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Embedded fiber optic beam displacement sensor |
| US5600133A (en) * | 1993-03-22 | 1997-02-04 | Simmonds Precision Products, Inc. | Structural analyzer using acousto-optic sensor |
| US8048386B2 (en) * | 2002-02-25 | 2011-11-01 | Cepheid | Fluid processing and control |
| US7448447B2 (en) * | 2006-02-27 | 2008-11-11 | Schlumberger Technology Corporation | Real-time production-side monitoring and control for heat assisted fluid recovery applications |
| US8027794B2 (en) * | 2008-02-11 | 2011-09-27 | Schlumberger Technology Corporaton | System and method for measuring properties of liquid in multiphase mixtures |
| NO328277B1 (no) * | 2008-04-21 | 2010-01-18 | Statoil Asa | Gasskompresjonssystem |
| DK2746635T3 (en) * | 2012-12-18 | 2016-04-04 | Ge Oil & Gas Uk Ltd | Testing the integrity of the tube |
| US9581489B2 (en) * | 2013-01-26 | 2017-02-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Distributed acoustic sensing with multimode fiber |
| US20150199696A1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-16 | Thinkify, Llc | RFID Item Interest Determination System |
-
2015
- 2015-12-23 US US15/538,764 patent/US10330525B2/en active Active
- 2015-12-23 EP EP15826059.6A patent/EP3237936B1/en active Active
- 2015-12-23 WO PCT/IB2015/059912 patent/WO2016103200A2/en active Application Filing
- 2015-12-23 EA EA201791160A patent/EA032547B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4459547A (en) * | 1981-05-01 | 1984-07-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for precise measurement of long-term stability of photodetectors |
| US7668411B2 (en) * | 2008-06-06 | 2010-02-23 | Schlumberger Technology Corporation | Distributed vibration sensing system using multimode fiber |
| US20140209798A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-31 | Tt Government Solutions, Inc. | Devices and methods for multimode light detection |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Chan Ki Lee ET AL.: "Photonic Lantern with Tapered Multi-core Fiber", Proceedings of the Twenty-fourth (2014) International Ocean and Polar Engineering Conference, 15 June 2014 (2014-06-15), pages 178-182, XP055211973, Retrieved from the Internet:URL:https://www.onepetro.org/download/conference-paper/IS0PE-I-14-302?id=conference-paper/ISOPE-I-14-302 [retrieved on 2015-09-08], Sections Introduction, State of the art on photonic lantern * |
| OZDUR IBRAHIM; TOLIVER PAUL; WOODWARD T. K.: "Performance improvements of photonic lantern based coherent receivers", 2014 IEEE PHOTONICS CONFERENCE, IEEE, 12 October 2014 (2014-10-12), pages 368 - 369, XP032712682, DOI: 10.1109/IPCon.2014.6995401 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016103200A2 (en) | 2016-06-30 |
| EA201791160A1 (ru) | 2017-12-29 |
| WO2016103200A3 (en) | 2016-08-18 |
| EP3237936A2 (en) | 2017-11-01 |
| US10330525B2 (en) | 2019-06-25 |
| EP3237936B1 (en) | 2021-05-26 |
| US20170336248A1 (en) | 2017-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA032547B1 (ru) | Оптоволоконная система для измерения вибраций в многофазных потоках и соответствующий способ контроля многофазных потоков | |
| US10634551B2 (en) | Reflectometric vibration measurement system and relative method for monitoring multiphase flows | |
| CA2896610C (en) | Distributed acoustic sensing with multimode fiber | |
| EP2435796B1 (en) | Optical sensor and method of use | |
| US9228890B2 (en) | Method of measuring acoustic distribution and distributed acoustic sensor | |
| JP4008470B2 (ja) | 光ファイバの偏波モード分散の測定方法及びその測定装置 | |
| US9372150B2 (en) | Optical method and system for measuring an environmental parameter | |
| CN105277270B (zh) | 一种基于光纤光栅传感的双模式振动探测系统 | |
| CN101556193A (zh) | 用于校准纤维光学温度测量系统的装置和方法 | |
| CN108155540A (zh) | 一种单频激光器跳模的检测系统 | |
| Handerek et al. | Improved optical power budget in distributed acoustic sensing using enhanced scattering optical fibre | |
| Shatarah et al. | Distributed temperature sensing in optical fibers based on Raman scattering: theory and applications | |
| CA2917284A1 (en) | System and method of distributed sensing on optical fiber based on stimulated brillouin scattering | |
| JP5852693B2 (ja) | 光ファイバ試験装置及び光ファイバ試験方法 | |
| US9244002B1 (en) | Optical method and system for measuring an environmental parameter | |
| KR20160005847A (ko) | 변형률과 온도를 동시 측정하기 위한 광섬유 브래그 격자가 통합된 라만 광섬유 시간영역반사계 센서 및 그 센싱 방법 | |
| CN210327579U (zh) | 一种光缆振动的定位装置 | |
| JP6706192B2 (ja) | 空間チャネル間伝搬遅延時間差測定方法及び空間チャネル間伝搬遅延時間差測定装置 | |
| CN108337044B (zh) | 一种基于白光干涉的高灵敏度光缆普查装置及方法 | |
| KR102288155B1 (ko) | 온도 센서 및 그를 포함하는 온도 센싱 시스템 | |
| KR20160122319A (ko) | 다중 광원을 이용한 광섬유 브릴루앙 시간영역해석 센서 및 그 센싱방법 | |
| CA2858332C (en) | Optical method and system for measuring an environmental parameter | |
| JP2016020863A (ja) | 光ファイバを用いた曲げ測定方法および曲げ測定装置 | |
| Kim et al. | 1550 nm band Raman distributed temperature sensor using 35 km-long single-mode fiber | |
| Zi et al. | Pseudo Distributed Optic-fiber Ultra-acoustic Sensing System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG TJ |