NO20120427A1 - Rotert enkelt- eller flerleder optisk fiber - Google Patents

Rotert enkelt- eller flerleder optisk fiber Download PDF

Info

Publication number
NO20120427A1
NO20120427A1 NO20120427A NO20120427A NO20120427A1 NO 20120427 A1 NO20120427 A1 NO 20120427A1 NO 20120427 A NO20120427 A NO 20120427A NO 20120427 A NO20120427 A NO 20120427A NO 20120427 A1 NO20120427 A1 NO 20120427A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
optical fiber
shape
core
optical
fbgs
Prior art date
Application number
NO20120427A
Other languages
English (en)
Inventor
Brooks A Childers
Daniel Homa
Original Assignee
Baker Hughes Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO20120427A1 publication Critical patent/NO20120427A1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/246Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using integrated gratings, e.g. Bragg gratings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/007Measuring stresses in a pipe string or casing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/02195Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for tuning the grating
    • G02B6/022Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for tuning the grating using mechanical stress, e.g. tuning by compression or elongation, special geometrical shapes such as "dog-bone" or taper

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)

Abstract

Apparat for å estimere en form, hvor apparatet inkluderer en optisk fiber konfigurert til å tilpasse til formen og med en første kjerne forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen, hvor den første kjernen har en optisk egenskap som er konfigurert til forandring som følge av en forandring av formen av den optiske fiberen, hvor en forandring av den optiske egenskap anvendes for å estimere formen. En fremgangsmåte for å estimere en form er også omtalt.

Description

KRYSSREFERANSE
Denne søknad krever prioritet fra U.S. Non Provisional Patent Application Serial No. 12/613 881 med tittelen "ROTATED SINGLE OR MULTICORE OPTICAL FIBER", innsendt 6. november 2009.
BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
1. Oppfinnelsesområdet
[0001]Den foreliggende oppfinnelse vedrører måling av en form. Mere spesielt er målingen utført i et borehull som penetrerer jorden.
2. Beskrivelse av teknikkens stand
[0002]Under leting og produksjon av hydrokarboner, er det ofte nødvendig å bore et borehull inn i jorden for å få tilgang til hydrokarbonene. Utstyr og strukturer, slik som borehullsforingsrør f.eks., er generelt anbrakt i et borehull som en del av letingen og produksjonen. Dessverre kan miljøet som er til stede dypt nede i borehullet legge ekstreme utfordringer på utstyret og strukturene som er anbrakt deri. Utstyret og strukturene kan f.eks. eksponeres for høye temperaturer, trykk og krefter som kan deformere formen deres og således deres driftstid og levetid.
[0003]For å måle helsetilstanden til komponentene som er anbrakt nede i brønn-hullet, kan et konvensjonelt "distributed strain sensing system" (DSSS) anvendes. DSSS sensorer kan være festet til en komponent på forskjellige steder, vanligvis ved forskjellige dybder i borehullet. Sensorene kan måle belastningen som forstyrrer komponenten. Fra belastningsmålingene, kan man bestemme om komponenten blir deformert.
[0004]I en gruppe av DSSS'er som er kjent som optiske reflektometrisystemer, blir en lineær serie av fiber Bragg gittere merket/etset inn i en optisk fiber. Hvert fiber Bragg gitter (FBG) i serien virker som en fargesensor ("stain sensor"). Den optiske fiber er i ett eksempel kontinuerlig og fast festet til et borehullsforingsrør og viklet rundt foringsrøret i en bestemt langsgående lengde. Fordi den optiske fiberen er kontinuerlig og fast festet til foringsrøret, vil enhver belastning som oppleves av foringsrøret, også oppleves av den optiske fiberen. Da hvert FBG er eksponert for en belastning, vil dimensjonene og således de optiske egenskapene til hvert FBG også forandre seg i forhold til belastningen. En strekk som oppleves av foringsrøret vil f.eks. oppleves av FBG. Omvendt vil en kompresjon som oppleves av foringsrøret også oppleves av FBG. Belastningen måles typisk fra basislinjedata oppnådd med komponenten som ikke opplever en belastning. En lysstråle reflektert fra den optiske fiberen anvendes for å interrogere hvert av FBG'ene for å oppnå deres belastningsmålinger.
[0005]Operasjoner for å produsere hydrokarboner kan være svært kostbare. Pro-duksjonsoperatører anstrenger seg derfor for å minimalisere den tiden det tar for å innsette brønnhullskomponenter. Den kan dessverre ta en signifikant mengde tid for, på en kontinuerlig og rigid måte, feste den optiske fiberen i det konvensjonelle DSSS til komponenten som skal anvendes nede i brønnhullet. I ett eksempel festes den optiske fiberen til komponenten med epoksy, hvor påføring og herding tar en betydelig tid.
[0006]Der er derfor et behov for teknikker for å bestemme en forandring av form eller deformasjon hos en komponent, særlig dersom komponenten skal anvendes nede i brønnhullet.
KORT OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN
[0007]Det er omtalt et apparat for å estimere en form, hvor apparatet inkluderer: en optisk fiber som er konfigurert til å være tilpasset formen og med en første kjerne forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen, hvor den første kjernen har en optisk egenskap som er konfigurert til forandring som følge av en forandring av formen til den optiske fiberen, hvor en forandring i den optiske egenskap anvendes for å estimere formen.
[0008]Det er også omtalt en fremgangsmåte for å estimere en form, hvor frem-gangsmåten omfatter: å illuminere en optisk fiber som er konfigurert til å være tilpasset formen og som har en første kjerne forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen, hvor den første kjernen har en optisk egenskap som er konfigurert til forandring som følge av en forandring av formen til den optiske fiberen; og som mottar lyssignaler resulterende fra illumineringen for å estimere formen; hvor lyssignalene inkluderer informasjonen som er relatert til en forandring i den optiske egenskap.
[0009]Videre er det omtalt et ikke-transitorisk datamaskinlesbart medium med datamaskinutførende instruksjoner for å estimere en form ved å implementere en metode som inkluderer: å illuminere en optisk fiber som er konfigurert til å være tilpasset formen og som har en første leder forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen, hvor den første leder har en optisk egenskap som er konfigurert til forandring som følge av en forandring av formen til den optiske fiberen; og som mottar lyssignaler resulterende fra illumineringen for å estimere formen; hvor lyssignalene inkluderer informasjonen som er relatert til en forandring i den optiske egenskap.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE.
[0010]Det som er formålet med den foreliggende oppfinnelse er særlig angitt og spesielt beskrevet i kravene på slutten av beskrivelsen. Det foregående og andre trekk og fordeler med oppfinnelsen er klart fra den etterfølgende detaljerte beskrivelse sett i sammenheng med de vedlagte tegninger, hvor like elementer har samme nummerering, hvor:
[0011]Fig. 1 illustrerer en typisk utførelsesform av et "optical shape sensing system" (OSSS) som er konfigurert til å estimere en form;
[0012]fig. 2A, 2B og 2C er samlet omtalt som fig. 2, og viser aspekter av en optisk fiber med en serie av fiber Bragg giftere anvendt i OSSS; og
[0013]fig. 3 viser et eksempel på en metode for å estimere en form.
DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
[0014]Det er omtalt utførelsesformer på teknikker for å bestemme en forandring i form eller en deformasjon av en komponent uten at det kreves at et formføle-system skal være kontinuerlig og fast festet til komponenten. Det vil si at formføle-systemet krever ikke at belastningen som oppleves av en komponent og som bevirker at dens form forandres også oppleves av formfølesystemet.
[0015]Teknikkene som inkluderer apparat og metode, krever et formfølesystem basert på optisk reflektometri. Formfølesystemet inkluderer en optisk fiber som en formsensor. For å føle en form, inkluderer den optiske fiberen en lysledende kjerne som kan ha en rekke fiber Bragg giftere (FBG'er). Den optiske fiberen har et generelt sirkulært formet tverrsnitt med en geometrisk midtlinje slik at når den optiske fiberen bøyes vil den delen av fiberen som er inne i bøyningen oppleve kompresjon og den delen av fiberen som er utenfor bøyningen vil oppleve strekk. Foråt FBG'ene skal oppleve kompresjon og strekk, er den lysledende kjernen forskjøvet fra midten av fiberen.
[0016]I en utførelsesform er den lysledende kjernen anbrakt i en spiralform omkring midtlinjen av den optiske fiberen og med FBG'ene som opplever kompresjon eller strekk i umiddelbar nærhet av bøyningen. Således kan midtlinjen av fiberen visualiseres som den formen som føles.
[0017]Før teknikkene omtales mere detaljert, skal bestemte definisjoner presen-teres. Betegnelsen "Fiber Bragg Grating" (FBG) vedrører en optisk fiber med en periodisk variasjon i brytningsindeksen til fiberkjernen som resulterer i et bølge-lengdespesifikt dielektrisk speil. FBG virker som en bølgelengdespesifikk reflektor som har en refleksjonsfrekvens eller bølgelengde. Når FBG gjennomgår kompresjon eller spenning, vil den periodiske variasjon til brytningsindeksforandringer føre til et skifte i refleksjonsbølgelengden. Skiftet kan deretter korreleres til en spesifikk bøyning som oppleves av den optiske fiberen. Følgelig kan en sum av de spesifikke bøyninger som oppleves av den optiske fiberen være korrelert med en forandring i form som oppleves av den optiske fiberen. Betegnelsen "nominell reflek-sjonsbølgelengde" relaterer til bølgelengden hvorved hvert FBG er utformet til å reflektere lys som gjenkjenner at produksjonsdefekter kan bevirke at den reelle bølgelengde varierer noe fra designbølgelengden. Betegnelsen "kjerne" relaterer til en lysledende vei i en optisk fiber. Betegnelsen "forskjøvet" relaterer til at den lysledende kjernen ikke er anbrakt på en midtlinje av den optiske fiberen. Betegnelsen "ikke-stivt" relaterer til den formfølende optiske fiberen som er festet til en komponent slik at en belastning som oppleves av komponenten ikke forstyrrer den formfølende optiske fiberen.
[0018]Det vises nå til figur 1. Figur 1 illustrerer et eksempel på en utførelsesform av et optisk formfølesystem 10 (OSSS 10) som er konfigurert til å føle en form av et foringsrør 14 som bekler innvendig et borehull 2 som penetrerer jorden 3. For-ingsrøret 14 anvendes generelt for hydrokarbonproduksjonsformål, men kan representere hvilken som helst innretning, struktur eller geologisk trekk som kan føles med hensyn til form ved OSSS 10. OSSS 10 inkluderer en optisk fiber 4 med en serie 5 av FBG'er 6 hvor hver FBG 6 har samme nominelle refleksjonsbølge-lengde. Serien 5 av FBG'ene 6 er anbrakt mot den distale enden av optiske fiberen 4 med hensyn til en referansereflektor 7. Referansereflektoren 7 er konfigurert til å danne et optisk interferometrisk hulrom, slik som et Fabry-Perot hulrom, med hvert FBG 6 i serien 5. Ved at referansereflektoren 7 må passere og reflektere lys, er referansereflektoren 7 en delreflektor. I andre utførelsesformer, vil referansereflektoren 7 ikke være nødvendig.
[0019]Under fortsatt henvisning til fig. 1, er den optiske fiber 4 koplet til forings-røret 14 på en ikke-rigid måte langs romlige intervaller ved anvendelse avfeste-anordninger 8, som i en utførelsesform kan være festestropper. Festeanordningene 8 er konfigurert for å feste den optiske fiberen 4 til foringsrøret 14 slik at den optiske fiberen 4 antar formen av foringsrøret 14. Festeanordningene 8 må imidlertid ikke være konfigurert for å overføre en belastning opplevd av forings-røret 14 til den optiske fiberen 4 fordi formen av selve den optiske fiberen 4 måles. Dersom formen av den optiske fiberen 4 ikke forandrer seg da vil FBG'ene 6 ikke oppheve en forandring i kompresjon eller strekk fra når den optiske fiberen 4 ble festet til foringsrøret 14. Følgelig indikerer FBG'ene 6 som opplever en forandring av kompresjon eller strekk at formen av den optiske fiberen 4 har forandret seg fra når den optiske fiberen ble festet til foringsrøret 14.
[0020]Fremdeles med henvisning til fig. 1, inkluderer OSSS 10 en optisk interrogator 9. Den optiske interrogator 9 er konfigurert for å oppnå formfølingsdata fra hvert individuelle FBG 6 i den optiske fiberen 4. For å oppnå dataene, inkluderer den optiske interrogator 9 en lyskilde 11 slik som en avstembar laser og en foto-detektor 12. Lyskilden 11 er konfigurert for å illuminere den optiske fiberen 4 med bølgelengder av lys sveipt omkring den nominelle refleksjonsbølgelengden X.
[0021]I en teknikk omtalt som "Optical Frequency Domain Reflectometry", vil de
sveipte bølgelengdene av lys som illuminerer den optiske fiberen 4 danne et inter-ferrogram fra de forskjellige interferenser av lys fra de forskjellige optiske interfero-metriske hulrom. Interferogrammet er en registrering av lysinterferenser hvor hver lysinterferens har en refleksjonsbølgelengde og en størrelse av det reflekterte lys. Fotodetektoren 12 er konfigurert til å motta og måle lyset reflektert fra den optiske fiberen 4 ved forskjellige bølgelengder og assosierte størrelser for å danne interferogrammet. Interferogrammet kan dannes ved den optiske interrogator 9 eller et dataprosesseringssystem 13 koplet til den optiske interrogatoren 9.
[0022]Fra interferogrammet, kan formålingsdata fra hvert FBG 6 oppnås. Generelt er en interferens assosiert med hvert individuelle FBG 6. Bølgelengden av inter- ferensen identifiserer det individuelle FBG 6 og størrelsen av bølgelengden av det reflekterte lys ved bølgelengden er form-målingsdataene.
[0023]I en utførelsesform, når alle interferenser er mottatt, transformeres inter-ferensene til et romlig frekvensdomene ved å anvende en "Fast Fourier Transform". I det romlige frekvensdomenet, er hvert FBG 6 assosiert med en frekvens som er anvendt for å lokalisere dette FBG 6 langs den optiske fiberen 4 (dvs. i en avstand innen den optiske fiberen 4). Generelt, når avstand fra referansereflektoren 7 til ett FBG 6 øker, vil frekvensen som identifiserer dette FBG 6 også øke.
[0024]I en annen utførelsesform kan form-målingsdata oppnås fra hvert FBG 6 i serien 5 ved å anvende en teknikk omtalt som "Optical Time Domain Reflectometry". Ved denne teknikk, injiseres en rekke lysimpulser inn i den optiske fiberen 4. Som et resultat av de injiserte impulsene, reflekteres lys fra hvert av FBG'ene 6 og blir mottatt av den optiske interrogatoren 9. Styrken av returimpulsene måles og integreres som en funksjonstid. Fra denne beregning, blir en registrering av styrken av returimpulsene versus lengden langs den optiske fiberen dannet. Styrken av returimpulsene inkluderer form-målingsdata fra hvert av FBG'ene 6 og lengden identifiserer hvert FBG 6.
[0025]Når føledata er oppnådd fra den lysledende kjernen 21 av den optiske fiberen 4, kan dataene samles eller integreres for å estimere formen av den optiske fiberen 4.
[0026]Det vises nå til figur 2. Figur 2 avbilder aspekter av den optiske fiberen 4. Med henvisning til figur 2A, er et langsgående sideriss av den optiske fiberen 4 vist. Den optiske fiberen 4 har en midtlinje 20 omkring hvilken den optiske fiberen er konfigurert til å bøye seg. Forskjøvet fra midtlinjen 20 er en lysledende kjerne 21. Den lysledende kjernen 21 inkluderer serien 5 av FBG'ene 6. Generelt er den lysledende kjernen 21 dannet ved å dope den optiske fiberen 4 med et material eller materialer som reflekter og leder lys langs kjernen 21.1 utførelsesformen i figur 2, er kjernen 21 plassert inne i den optiske fiberen 4 for å danne en spiral omkring midtlinjen 20. Under henvisning til figur 2B, er et tverrsnitt av den optiske fiberen 4 vist som avbilder forskyvningen av kjernen 21 fra midtlinjen 20. Den prikkede linjen er et endesnitt av banen til kjernen 21. Figur 2C illustrerer en bøyning i den optiske fiberen 4. Bøyningen bringer minst ett FBG 6 som er inne i bøyningen til kompresjon og minst ett FBG 6 som er utenfor bøyningen til strekk. Følgelig, ved å sammenstille formføledataene fra hvert av FBG'ene 6 i seriene 5, kan formen av den optiske fiberen 4 estimeres.
[0027]Generelt kan oppløsningen eller sensitiviteten av OSSS 10 økes ved å øke antall viklinger av kjernen 21 per enhetslengde av den optiske fiberen 4.1 tillegg kan oppløsningen eller sensitiviteten forandres ved å forandre den ytre diameteren av den optiske fiberen 4 og/eller lokaliseringen av kjernen 21 inne i den optiske fiberen 4.
[0028]Mens utførelsesformen i fig. 2 avbilder den optiske fiberen 4 med en lysledende kjerne 21, kan en eller flere ytterligere lysledende kjerner 21, som er forskjøvet fra midtlinjen 20, også være inkludert i den optiske fiberen 4.1 utførelsesformer som har mer enn en lysledende kjerne 21, kan kjernene 21 anvendes for å tilveiebringe overtallige målinger for å validere formføledataene.
[0029]Mens utførelsesformen i figur 2 avbilder kjernen 21 med en spiralform, er spiralformen et ikke-begrensende eksempel på en hvilken som helst form som kan ha minst ett FBG 6 i kompresjon inne i en bøyning av den optiske fiberen 4 og/ eller minst ett FBG 6 i strekk utenfor bøyningen. I ett eksempel kan kjernen 21 krysse midtlinjen 20 i ett punkt, fortsette mot utsiden av den optiske fiberen og deretter snu og krysse midtlinjen 20 i et annet punkt. Således kan kjernen 21 krysse midtlinjen 20 i en rekke punkter som er i avstand fra hverandre.
[0030]I en utførelsesform kan spiralformen av kjernen 21 som avbildet i fig. 2 produseres ved å rotere en enkeltkjerne eller multikjerne preform som er for-skjøvet fra midtlinjen 20 i løpet av online-fabrikasjon av den optiske fiberen 4.
[0031]I utførelsesformen som omtalt ovenfor, inkluderer kjernen 21 som er for-skjøvet fra midtlinjen 20 serien av FBG'er 6 som tilveiebringer en optisk egenskap som forandres med en forandring av formen av den optiske fiberen 4.1 en annen utførelsesform, kan kjernen 21 mens den fremdeles er forskjøvet fra midtlinjen 20 inkludere kontinuerlige periodiske forandringer i brytningsindeksen (dvs. en kontinuerlig serie av giftere uten periodisk gap) i stedet for serien 5 av FBG'er 6.1 en annen utførelsesform vil kjernen 21, mens den fremdeles er forskjøvet fra midtlinjen 20, ikke inkludere noen giftere. I denne utførelsesform vil teknikkene være avhengig av kjernen 21 som opplever kompresjon inne i en bøyning eller strekk utenfor en bøyning for å tilveiebringe forandringen i en optisk egenskap (f.eks. brytningsindeks) som skyldes en forandring i formen av den optiske fiberen 4. Formføledata kan oppnås fra kjernen 21 uten gittere ved å anvende "optical frequency domain reflectometry" for å detektere og måle Rayleigh spredning eller ved å detektere og måle Brillouin spredning.
[0032]Fig. 3 viser et eksempel på en metode 30 for å estimere en form. Metoden 30 krever (trinn 31) illuminering av den optiske fiberen 4. Videre krever metoden 30 (trinn 32) mottak av lyssignaler resulterende fra illumineringen for å estimere formen. I en utførelsesform inkluderer den optiske fiberen 4 serien 5 av FBG'ene 6 og lyssignalene inkluderer lysinterferenser resulterende fra illumineringen av FBG'ene 6. Lysinterferensene inkluderer informasjon relatert til en forandring i for-delingen av gittere i FBG'ene 6 som skyldes minst en kompresjon og strekk av FBG'ene 6 resulterende fra en forandring i formen av den optiske fiberen 4.
[0033]Til støtte for læren heri, kan en rekke analysekomponenter anvendes som inkluderer et digitalt og/eller et analogt system. Den optiske interrogatoren 9 eller prosesseringssystemet 13 kan f.eks. inkludere det digitale og/eller analoge systemet. Systemet kan ha komponenter slik som en prosessor, lagringsmedier, minne, input, output, kommunikasjonslink (kablet, trådløs, "pulsed mud", optisk eller andre), brukergrensesnitt (slik som et tastatur, mus, skjerm eller printer), soft-wareprogrammer, signalprosessorer (digital eller analog) og andre slike komponenter (slik som resistorer, kondensatorer, induktorer og andre) for å sørge for drift og analyse av apparater og metoder som angitt heri på en rekke forskjellige måter som er vel forstått innen teknikkens stand. Det er ansett at disse lærer kan være, men behøver ikke være, implementert sammen med et sett av datamaskin-utførbare instruksjoner som er lagret på et datamaskinlesbart medium som inkluderer minne (ROM, RAM), optisk (CD-ROM) eller magnetisk, (disketter, harddisker), eller en hvilken som helst annen type som ved bruk bevirker at en datamaskin implementerer metoden ifølge oppfinnelsen. Disse instruksjoner kan sørge for utstyrsoperasjon, kontroll, datasamling og analyse og andre funksjoner som anses relevante av en systemdesigner, eier, bruker eller annet personell, i tillegg til funksjonene beskrevet i denne beskrivelse.
[0034]Videre kan forskjellige andre komponenter være inkludert og påkalles for å sørge for aspektet av læren heri. En strømforsyning (f.eks. minst en av en genera-tor, en ekstern strømtilførsel og et batteri), magnet, elektromagnet, sensor, elektrode, sender, mottaker, transceiver, antenne, kontroller, optisk kobling, optisk enhet, elektrisk enhet eller elektromekanisk enhet kan f.eks. være inkludert til støtte for de forskjellige aspekter som omtalt heri eller til støtte for andre funksjoner som ligger utenfor denne beskrivelse.
[0035]Elementer av utførelsesformene er blitt innført med enten artikkelen "en" eller "et". Artiklene skal bety at der er ett eller flere av elementene. Betegnelsen "inkluderer" og "har" skal være inklusive slik at der kan være ytterligere elementer annet enn de elementene som angitt. Forbindelsen "eller" når anvendt med en liste av minst to uttrykk skal bety et hvilket som helst uttrykk eller kombinasjon av uttrykk. Betegnelsene "første" og "andre" er anvendt for å skjelne elementer og skal ikke anvendes for å angi en spesiell rekkefølge.
[0036] Det vil bli forstått at forskjellige komponenter eller teknologier kan tilveiebringe visse nødvendige eller fordelaktige funksjonaliteter eller trekk. Følgelig kan disse funksjoner og trekk være nødvendige for å understøtte de vedlagte krav og variasjoner derav, og skal anses å være iboende inkludert som en del av læren heri og som en del av den oppfinnelse som er beskrevet heri.
[0037]Mens oppfinnelsen har blitt beskrevet under henvisning til de spesifikke ut-førelsesformer, vil det forstås at forskjellige forandringer kan gjøres og ekvivalent-er kan erstatte elementer derav uten av man avviker fra oppfinnelsesrammen. I tillegg vil man forstå at en rekke modifikasjoner kan gjennomføres for å tilpasse et spesielt instrument, situasjon eller material til læren ifølge oppfinnelsen uten at man avviker fra dens vesentlige ramme. Det skal derfor forstås at oppfinnelsen ikke skal være begrenset til den spesielle utførelsesform som er angitt som den særlige utførelsesform som er vurdert for å gjennomføre denne oppfinnelse, men at oppfinnelsen vil inkludere alle utførelsesformer som faller innenfor rammen til de vedlagte kravene.

Claims (21)

1. Apparat for å estimere en form,karakterisert vedat apparatet omfatter: en optisk fiber som er konfigurert til å være tilpasset formen og som omfatter en første kjerne forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen, hvor den første kjernen omfatter en optisk egenskap som er konfigurert til forandring som følge av en forandring av formen av den optiske fiberen, hvor en forandring i den optiske egenskap anvendes for å estimere formen.
2. Apparat ifølge krav 1, hvor den første kjernen er spiralformet omkring midtlinjen.
3. Apparat ifølge krav 1, hvor den første kjernen krysser midtlinjen ved en rekke punkter som er separert fra hverandre.
4. Apparat ifølge krav 1, som ytterligere omfatter en optisk interrogator konfigurert til å oppnå formføledata fra den første kjernen ved minst en detekterende Rayleigh spredning med "Optical Frequency Domain Reflectometry" (OFDR) og detekterende Brillouin spredning.
5. Apparat ifølge krav 1, hvor den første kjerne videre omfatter en rekke Fiber Bragg Gittere (FBG'er), hvor den optiske fiber er konfigurert til bøyning for å bringe minst ett av FBG'ene til en av kompresjon inne i bøyningen og strekk utenfor bøyningen, hvor en forandring i FBG'ene som skyldes den i det minste ene av kompresjon og strekk anvendes for å estimere formen.
6. Apparat ifølge krav 5, hvor den optiske fiber videre omfatter en andre kjerne forskjøvet fra midtlinjen, hvor den andre kjerne omfatter en annen serie av FBG'er, hvor den optiske fiber er konfigurert til bøyning for å bringe minst ett av FBG'ene til en av kompresjon inne i bøyningen og til strekk utenfor bøyningen, hvor en forandring i FBG'ene som skyldes den i det minste ene av kompresjon og strekk anvendes for å estimere formen.
7. Apparat ifølge krav 6, hvor formføledata fra FBG'ene til den andre kjernen anvendes for å validere formføledata fra FBG'ene til den første kjernen.
8. Apparat ifølge krav 5, hvor formføledata fra hvert av FBG'ene er oppnådd ved å anvende minst en av "Optical Frequency Domain Reflectometry" (OFDR) og "Optical Time Domain Reflectometry" (OTDR) ved å anvende en lyskilde som er konfigurert til å illuminere den optiske fiberen over et område av bølgelengder.
9. Apparat ifølge krav 5, hvor apparatet videre omfatter: en referansereflektor i optisk kommunikasjon med den optiske fiberen i en ende av serien av FBG'er og konfigurert for å danne optiske hulrom med hvert av FBG'ene i serien; og en optisk interrogator konfigurert for å illuminere den optiske fiberen og for å motta lysinterferenser som resulterer fra illumineringen; hvor lysinterferensene som resulterer fra de optiske hulrom anvendes for å oppnå formføledata fra hvert FBG for å estimere formen.
10. Apparat ifølge krav 9, hvor FBG'ene omfatter en nominell refleksjonsbølge-lengde.
11. Apparat ifølge krav 11, hvor den optiske interrogator er ytterligere konfigurert for å illuminere den optiske fiberen med lys ved å sveipe gjennom et område av bølgelengder som omfatter den nominelle refleksjonsbølgelengden.
12. Apparat ifølge krav 1, som videre omfatter innretninger som er konfigurert til å feste den optiske fiberen til en komponent ved romlige intervaller for å estimere en form av komponenten.
13. Apparat ifølge krav 1, hvor den optiske fiberen er konfigurert til å være anbrakt i et borehull som penetrerer jorden.
14. Fremgangsmåte for å estimere en form,karakterisert vedat den omfatter: å illuminere en optisk fiber som er konfigurert til å konformere formen og omfattende en første kjerne forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen, hvor den første kjernen omfatter en optisk egenskap som er konfigurert til forandring som følge av en forandring av formen av den optiske fiber; og motta lyssignaler resulterende fra illumineringen for å estimere formen; hvor lyssignalene omfatter informasjon relatert til en forandring i den optiske egenskap.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, som videre omfatter å anbringe den optiske fiberen i et borehull som penetrerer jorden.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 14, som videre omfatter å feste av den optiske fiber til en komponent ved romlige intervaller.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 14, hvor den første kjerne videre omfatter en serie av fiber Bragg gittere (FBG'er), hvor den optiske fiber er konfigurert til bøy-ning for å bringe minst ett av FBG'ene i en av kompresjon inne i bøyningen og strekk utenfor bøyningen, hvor en forandring i FBG'ene som skyldes den i det minste ene av kompresjon og strekk anvendes for å estimere formen.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, hvor lyssignalene omfatter lysinterferenser som resulterer fra optiske hulrom dannet mellom en referansereflektor og hvert av FBG'ene.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, som videre omfatter å transformere data fra lysinterferenser med en "Fast Fourier Transform" til et romlig frekvensdomene.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 14, som videre omfatter å validere første form-føledata fra den første kjernen med andre formføledata fra en andre kjerne i den optiske fiber, hvor den andre kjernen er forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen.
21. Ikke- transitorisk datamaskinlesbart medium,karakterisert vedat det omfatter datamaskinutførbare instruksjoner som å estimere en form ved å implementere en metode som omfatter: å illuminere en optisk fiber som er konfigurert til å tilpasse til formen og omfattende en første kjerne forskjøvet fra en midtlinje av den optiske fiberen, hvor den første kjernen omfatter en optisk egenskap som er konfigurert til forandring som følge av en forandring av formen av den optiske fiberen; og motta lyssignaler resulterende fra illumineringen for å estimere formen; hvor lyssignalene omfatter informasjon relatert til en forandring i den optiske egenskap.
NO20120427A 2009-11-06 2012-04-11 Rotert enkelt- eller flerleder optisk fiber NO20120427A1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/613,881 US8265431B2 (en) 2009-11-06 2009-11-06 Rotated single or multicore optical fiber
PCT/US2010/055288 WO2011056862A2 (en) 2009-11-06 2010-11-03 Rotated single or multicore optical fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20120427A1 true NO20120427A1 (no) 2012-05-31

Family

ID=43970718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20120427A NO20120427A1 (no) 2009-11-06 2012-04-11 Rotert enkelt- eller flerleder optisk fiber

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8265431B2 (no)
AU (1) AU2010315302A1 (no)
BR (1) BR112012010789A2 (no)
CA (1) CA2779003A1 (no)
GB (1) GB2487163A (no)
NO (1) NO20120427A1 (no)
WO (1) WO2011056862A2 (no)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8773650B2 (en) 2009-09-18 2014-07-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Optical position and/or shape sensing
US8208767B2 (en) * 2009-11-10 2012-06-26 Baker Hughes Incorporated Sensor array configuration for extending useful sensing length of a swept-wavelength interferometry based system
US8531655B2 (en) * 2010-09-17 2013-09-10 Luna Innovations Incorporated Compensating for non-ideal multi-core optical fiber structure
US8614795B2 (en) * 2011-07-21 2013-12-24 Baker Hughes Incorporated System and method of distributed fiber optic sensing including integrated reference path
US20130094798A1 (en) * 2011-10-12 2013-04-18 Baker Hughes Incorporated Monitoring Structural Shape or Deformations with Helical-Core Optical Fiber
CN103957792B (zh) * 2011-10-20 2017-05-03 皇家飞利浦有限公司 用于内脏器官的实时机械功能评估的形状感测装置
US20130188168A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Arthur H. Hartog Fiber optic formation dimensional change monitoring
US9857249B2 (en) * 2013-03-15 2018-01-02 Transocean Sedco Forex Ventures Limited Tensioner load measurement system
MX369861B (es) 2013-08-20 2019-11-25 Halliburton Energy Services Inc Collar de optimizacion de perforacion en el interior del pozo con fibra optica.
FR3017155B1 (fr) * 2014-02-05 2016-02-26 Total Sa Procede de suivi d'une intervention dans un puits d'exploitation de fluide menage dans le sous-sol, et dispositif d'intervention associe
US9927286B2 (en) 2014-12-15 2018-03-27 Schlumberger Technology Corporation Seismic sensing with optical fiber
US10072497B2 (en) 2014-12-15 2018-09-11 Schlumberger Technology Corporation Downhole acoustic wave sensing with optical fiber
US9448312B1 (en) * 2015-03-11 2016-09-20 Baker Hughes Incorporated Downhole fiber optic sensors with downhole optical interrogator
US10551168B2 (en) 2015-06-16 2020-02-04 Karlsruher Institut Fur Technologie Deformation device, including an optical waveguide and method for measuring deformation of a tubular structure at multiple measuring points
US10145681B2 (en) 2016-07-19 2018-12-04 Corning Incorporated Brillouin-based distributed bend fiber sensor and method for using same
JP6360929B1 (ja) 2017-02-15 2018-07-18 株式会社フジクラ 光ファイバセンサ
US10162107B2 (en) 2017-02-16 2018-12-25 Institut National D'optique Multicore optical fiber for multipoint distributed sensing and probing
US10337918B1 (en) * 2018-02-20 2019-07-02 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Spectrometer with fiber bragg grating
US11391603B2 (en) 2018-07-17 2022-07-19 Fujikura Ltd. Multi-core optical fiber and method for manufacturing multi-core optical fiber
JP7208397B2 (ja) * 2018-12-04 2023-01-18 オーエフエス ファイテル,エルエルシー オフセットコア光ファイバを用いた高分解能分布センサ
WO2021154794A1 (en) 2020-01-28 2021-08-05 Mason Bettenga Systems and methods for aligning surgical devices
CN111610628A (zh) * 2020-06-04 2020-09-01 杭州菲柏斯科技有限公司 单光纤扫描器

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4308045A (en) * 1978-03-10 1981-12-29 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method for fabricating optical fibers with enhanced mode coupling
JPS5540483A (en) 1978-09-15 1980-03-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Production of bundle fiber
US4295738A (en) * 1979-08-30 1981-10-20 United Technologies Corporation Fiber optic strain sensor
GB2071644B (en) 1980-02-22 1984-03-14 Sumitomo Electric Industries Radiation resistant optical fibres and a process for the production thereof
DE3016104A1 (de) * 1980-04-25 1981-10-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Sensorvorrichtung mit einer als empfindliches element dienenden lichtleitfaser
US4473273A (en) 1981-09-04 1984-09-25 Trw Inc. High bandwidth fiber and method of forming the same by preform rotation during drawing
JPS6246934A (ja) 1985-08-22 1987-02-28 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> フツ化物ガラスフアイバ用母材の製造方法及び装置
EP0247322A3 (de) 1986-05-27 1989-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Vorform zum Ziehen von optischen Glasfasern
JPS6436134A (en) 1987-07-31 1989-02-07 Nec Corp Transmission power amplifying circuit
JPH01201045A (ja) 1988-02-05 1989-08-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 酸化ゲルマニウム系光ファイバおよびその作製方法
CA2051305C (en) 1990-10-25 1999-03-30 Toshihiro Mikami Optical fiber soot synthesis apparatus
US5160521A (en) 1991-06-21 1992-11-03 Tran Danh C Method for making optical fiber preforms
US5285518A (en) 1992-03-13 1994-02-08 Rutgers University Fluoride glasses and methods for making optical fibers from the glasses
US5796903A (en) 1992-07-06 1998-08-18 Infrared Fiber Systems, Inc. Heavy metal-oxide glass optical fibers for use in laser medical surgery and process of making
CA2099942C (en) 1992-07-09 2004-10-26 Sumio Hoshino Method and apparatus for drawing glass preform for optical fiber
JPH06136134A (ja) 1992-10-21 1994-05-17 Toyobo Co Ltd 導電性重合体
IT1267418B1 (it) 1994-03-16 1997-02-05 Cselt Centro Studi Lab Telecom Procedimento per la realizzazione di fibre ottiche monomodo in vetro fluorurato.
JP3491644B2 (ja) 1994-08-26 2004-01-26 住友電気工業株式会社 光ファイバの製造方法
FR2726547B1 (fr) 1994-11-08 1997-01-03 Alcatel Fibres Optiques Dispositif de soutien d'une preforme, installation de fabrication ou de recharge d'une preforme, pourvue d'un tel dispositif, procedes mis en oeuvre dans une telle installation, preforme realisee selon de tels procedes
US5560759A (en) 1994-11-14 1996-10-01 Lucent Technologies Inc. Core insertion method for making optical fiber preforms and optical fibers fabricated therefrom
US5708752A (en) 1995-07-14 1998-01-13 Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha Fluoride optical fiber for high power laser transmission
WO1997008791A1 (en) * 1995-08-31 1997-03-06 Sdl, Inc. Optical fibre for improved power coupling
JP3622816B2 (ja) 1996-12-27 2005-02-23 富士通株式会社 光増幅用ファイバ及びその製造方法
US5850497A (en) 1997-04-15 1998-12-15 Lucent Technologies Inc. Method for stretching refractory bodies
US6256090B1 (en) 1997-07-31 2001-07-03 University Of Maryland Method and apparatus for determining the shape of a flexible body
JPH11314924A (ja) 1998-03-02 1999-11-16 Hoya Corp カルコゲナイドガラスからなる光学部材及びガラスファイバの製造方法、光学部材、ファイバ並びに光増幅器
AU2002227157A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-24 Corning Incorporated Method and apparatus for continuously manufacturing optical preform and fiber
US6813403B2 (en) * 2002-03-14 2004-11-02 Fiber Optic Systems Technology, Inc. Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis
US6821917B2 (en) 2002-06-14 2004-11-23 The University Of Southampton Tellurite glass and applications thereof
US20040107734A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-10 Paresh Kenkare Systems and methods for fabricating optical fiber preforms
US6888623B2 (en) * 2003-02-26 2005-05-03 Dynamic Technology, Inc. Fiber optic sensor for precision 3-D position measurement
US7781724B2 (en) * 2004-07-16 2010-08-24 Luna Innovations Incorporated Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto
EP1635034B1 (en) 2004-08-27 2009-06-03 Schlumberger Holdings Limited Pipeline bend radius and shape sensor and measurement apparatus
US7930065B2 (en) * 2005-12-30 2011-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Robotic surgery system including position sensors using fiber bragg gratings
US20070201793A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Charles Askins Multi-core optical fiber and method of making and using same
US7317849B1 (en) * 2006-06-08 2008-01-08 Institut National D'optique Optical fiber sensor and method
US7324714B1 (en) * 2007-04-11 2008-01-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multicore fiber curvature sensor
US20090116000A1 (en) 2007-11-01 2009-05-07 Jason Kiddy Fiber optic shape determination system
US7720322B2 (en) * 2008-06-30 2010-05-18 Intuitive Surgical, Inc. Fiber optic shape sensor
US8773650B2 (en) * 2009-09-18 2014-07-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Optical position and/or shape sensing
US20130094798A1 (en) * 2011-10-12 2013-04-18 Baker Hughes Incorporated Monitoring Structural Shape or Deformations with Helical-Core Optical Fiber

Also Published As

Publication number Publication date
US20110110620A1 (en) 2011-05-12
BR112012010789A2 (pt) 2016-03-29
US8630515B2 (en) 2014-01-14
US8265431B2 (en) 2012-09-11
GB2487163A (en) 2012-07-11
US20120314988A1 (en) 2012-12-13
WO2011056862A2 (en) 2011-05-12
GB201206727D0 (en) 2012-05-30
WO2011056862A3 (en) 2011-10-20
CA2779003A1 (en) 2011-05-12
AU2010315302A1 (en) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20120427A1 (no) Rotert enkelt- eller flerleder optisk fiber
US11624870B2 (en) Redundant core in multicore optical fiber for safety
CA2849317C (en) Monitoring structural shape or deformations with helical-core optical fiber
US20240003765A1 (en) Method and system for detecting dynamic strain
US10472947B2 (en) Deformation measurement method and apparatus
US8989527B2 (en) Method and system for determining the location of a fiber optic channel along the length of a fiber optic cable
US20110110621A1 (en) Novel sensor array configuration for extending useful sensing length of a swept-wavelength interferometry based system
US20120176250A1 (en) System and method for integrated downhole sensing and optical fiber monitoring
RU2014141622A (ru) Оптическая система измерения для определения положения и/или формы связанного объекта
NO345765B1 (no) Anordning og framgangsmåte for distribuert fiberoptisk avføling av miljøparametere med integrert referansevei
NO345351B1 (no) Anordning og fremgangsmåte for å måle distribuerte miljøparametere i et brønnborehull
NO345326B1 (no) Overvåkning av vibrasjon i en komponent i en brønnboring ved hjelp av fiberoptiske følere
WO2016100370A1 (en) Dual-ended distributed temperature sensor with temperature sensor array
EP2565370A1 (en) Subsea pipe monitoring system
NO342867B1 (no) Direktekoblet Bragg-fibergitter-vibrering egnet for overvåkning av fôringsrør i brønner
CA2938958C (en) Fiber optic shape sensing system using anchoring points

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application