NO325106B1 - Anordning og fremgangsmate for a bestemme lengden av en kabel i en bronn ved bruk av optiske fibre - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen henføres til området armerte kabler som benyttes til elektrisk logging av olje- og gassbrønner, til overvåking av lengden av slike kabler og til måling av temperatur og krefter som påvirker kablene. I en spesiell utførelse er den foreliggende oppfinnelsen rettet mot et overvåkingssystem med en eller flere optiske fibre med en eller flere ""Bragg fibergittere<11> (Et Bragg-gitter implementert i en optisk fiber).

Vaiere for logging med elektriske kabler bærer instrumenter, inn i borehull, som genererer signaler relatert til fysiske egenskaper til de geologiske formasjonene ved et flertall av dybder innenfor borehullet. Instrumentene blir normalt trukket ut av borehullet ved å rulle loggevaieren på en vinsj eller lignende innrullingsanordning mens det gjøres en registrering av signalene som er generert av instrumentene, og dermed blir en registrering av målingen utført.

I visse tidligere kjente systemer blir målinger av dybden til et instrument i et borehull gjort ved å benytte et kalibrert hjul plassert i friksjonskontakt med en kabel. Det kalibrerte hjulet går rundt samsvarende med mengden av lineær bevegelse til kabelen gjennom hjulet mens kabelen beveges inn eller ut av borehullet av vinsjen. I et aspekt er et flertall av magnetiske markører spredt i avstand av hverandre på en kabel. Hjulet kan bære koblet på en roterende måte til en mekanisk teller som er kalibrert til å indikere lengden av kabel som passerer hjulet, eller hjulet kan være koblet til en koder tilkoblet en teller eller datamaskin, for elektronisk å indikerer lengden av kabel som passerer hjulet. Slike hjul kan nøyaktig bestemme den totale lengden av kabel som har passert hjulet inn i borehullet, men den virkelige dybden til instrumentene i borehullet vil kanskje ikke samsvare eksakt med den totale lengden av kabel som passerer hjulet, da kabelen blir gjenstand for strekk når strekk-kraften varierer.

Både temperatur og vekt påvirker strekket på kabler. Den totale vekten av en kabel som er plassert innenfor et borehull kan være så mye som 227 kg for hver 3 00 meter med kabel, og instrumentet kan selv ha en betydelig vekt når det blir plassert inn i borehullet, noe som kan variere avhengig av hvor mye av instrumentvolumet som er innelukket luftrom og tettheten til en væske i borehullet. Målingene utført av instrumentet kan ha blitt gjort ved dybder med så mye som et avvik på 6 meter eller mer fra dybden indikert av det kalibrerte hjulet på grunn av at strekkspenningen gir strekk i kabelen mens instrumentene blir trukket ut av borehullet.

Den minst forutsigbare parameteren som påvirker kabel-strekket er friksjon, som kan øke strekket på kabelen mens den blir ført inn eller ut av borehullet på grunn av at veggoverflaten til borehullet har en ukjent grad av ruhet og siden de geologiske formasjonene som borehullet trenger i gjennom har ukjente friksjonskoeffisienter. Boreslam eller væske i borehullet kan ha varierende viskositet ved forskjellige dybder innenfor et spesielt borehull, noe som gjør bestemmelse av friksjonseffekter enda vanskeligere.

US-patent nr. 4,803,479, tilhørende Graebner m.fl. viser en dybdemålingsmetode for å kompensere for mengden av strekk i kabelen som inkluderer å gjøre en måling av et faseskift til et elektrisk signal som blir sendt gjennom hele kabelen og returnert til utstyr ved jordens overflate, hvor faseskiftmålingene blir relatert til faseskiftene til det samme elektriske signalet som blir sendt gjennom en referansekabel plassert ved jordens overflate og som har en konstant lengde. I metoden til patentet tilhørende Graebner er faseskiftet til et elektrisk signal med konstant frekvens bare avhengig av endring i overføringstiden til signalet, slik at faseskiftene samsvarer til en endring i lengden av de elektriske lederne i kabelen. En begrensing i metoden til <1>479-patentet til Graebner m.fl. er at endringene i lengdene til de elektriske lederne i kabelen ikke trenger å samsvare eksakt med endringen til lengden av kabelen.

US-patent nr. 4.996.419 beskriver en anordning for å detektere mekaniske påkjenninger i et flertall atskilte posisjoner langs en optisk fiber. Anordningen omfatter en langstrakt optisk fiber med en bølgeleder-kjerne og et flertall separate Bragg-gitre som er atskilt i lengderetningen og har i det vesentlige identisk initiell periodisitet. Påkjenninger i lengderetningen påføres den optiske fiberen på slik måte at deres størrelse på hvert sted er avhengig av hvor meget størrelsen av vedkommende påkjenning som opptrer på vedkommende sted, avviker fra sin opprinnelige verdi, med tilhørende endring i periodisitet. Lyspulser sendes inn i kjernen for å forplante seg i lengderetningen og for retur fra hvilket som helst av gitrene som oppviser detekterbart lysekko på en sentral bølgelengde som bestemmes av den øyeblikkelige verdi av periodisiteten for vedkommende gitter, når bølgelengden av det lyset som når vedkommende gitter i det minste momentant faller sammen med den sentrale bølgelengden.

Elektriske loggekabler omfatter typisk et flertall av isolerte elektriske ledere dekket av stålarmeringstråder i spiralform. En loggekabel omfatter typisk syv ledere, der seks av lederne er viklet i spiralform rundt den syvende lederen. Når en slik kabel med flertallige ledere strekkes blir noe av strekket tatt opp gjennom en ""motvikling<1>' av de spiralviklede lederne, slik at kabellengden øker mer enn lengden av de spiralviklede lederne øker. En annen begrensing i metoden gitt i '479-patentet til Graebner m.fl. er at endringsforholdet i kabellengde til faseskiftet til det elektriske signalet, kalt skaleringsfaktoren, må være bestemt for hver spesielle kabel siden overføringsegenskapene til det elektriske signalet kan varierer noe for forskjellige kabler. Enda en begrensing i metoden gitt i '479-patentet til Graebner m.fl. er behovet for å benytte ledende midler i tillegg ved jordens overflate for å tilføre en fasereferanse med fast lengde for sammenligning av faseendringer i loggekabelen. En kabel med stor lengde som skal brukes som en referanse med fast lengde kan ' oppta en signifikant lagringsplass, noe som kan være upraktisk.

Ofte blir mindre lengder på 30 til 100 meter kuttet av enden til en spesiell kabel, som blir senket inn i borehullet, ved den enden av kabelen som blir slitt eller skadet. Med andre ord blir kabelen kuttet for å kunne hente et instrument.som har kjørt seg fast i borehullet og kabelen blir senere satt sammen ved spleising. Når en kabel er kuttet må kanskje skaleringsfaktoren igjen bli bestemt ved å påføre en kjent mengde strekk på kabelen og så måle faseskiftet som oppstår ved det kjente strekket. Det er vanskelig å rekalibrere skaleringsfaktoren ved plasseringen av borehullet siden utstyr som trenges for å påføre et kjent strekk på kabelen typisk bare er plassert på spesialiserte fasiliteter.

Systemet til US-patentet 4,803,479 er ikke tilstrekkelig også i det at nøyaktigheten til målingene av faseskift minsker hurtig ved økning i frekvensen av lengdeendringer i kabelen. Større frekvensendringer i mengden av kabelstrekk kan bli forårsaket av ^stick-slip'' (feste-løsne) bevegelser til loggeverktøyet, når kombinasjonen av gravitasjon og friksjon i borehullet momentant blir større enn den oppovervendte trekk-kraften til loggekabelen for så plutselig å bli frigjort i en fjærlignende bevegelse når friksjonskraften blir overgått av den oppovervendte strekk-kraften når den er oppbygd tilstrekkelig.

US-patent nr. 3,490,149, tilhørende Bowers, viser en fremgangsmåte for å bestemme dybden av loggeverktøy i et borehull. Systemet omfatter et akselerometer for å måle akselerasjonen til loggeverktøy langs aksen til borehullet. Akselerasjonsmålingene til loggeverktøyene langs borehullet blir dobbeltintegrert for å bestemme endringene i aksiell posisjon til loggeverktøyene. Endringen i aksiell posisjon bestemt fra de dobbelt-integrerte akselerasjonsmålingene blir benyttet for å justere den målte posisjonen til verktøyet slik det er bestemt av målinger på mengden av kabel som har passert en anordning for måling av mengden av kabel senket inn i borehullet. En ulempe ved systemet er at de dobbelt-integrerte akselerasjonsmålingene typisk må bli bånd-begrenset av et filter for å fjerne DC-signaler og svært lavfrekvent AC-signaler fra akselerometeret for å korrigere for ^drift i nullreferansen'<1> (også kjent innen faget som biasfeil). Om akselerasjonen til verktøyet blir mindre enn en grensefrekvens til filteret kan lave frekvenser på verktøyet, som kan være forårsaket av krefter som friksjon som endrer strekk-kraften og derfor lengden av kabelen, ikke bli detektert. Systemet er derfor bare brukbart for å korrigere dybdemålinger for høyere frekvensakselerasjoner av loggeverktøyene.

US-patent nr. 4,545,242, tilhørende Chan, viser en forbedring av fremgangsmåten gitt i <1>149-patentet tilhørende Bowers. Systemet inkluderer tilbakekoblede forsterkere for å undertrykke et feilsignal generert i prosessen for å integrere akselerometermålingene, for igjen å bestemme den virkelige posisjonen til logge-verktøyene i borehullet. Dette systemet har en begrensing i at den hovedsakelig ikke har systemrespons under den nedre grensefrekvensen til et filter for utsignalet til akselerometrene. Systemene gitt i '149-patentet til Bowers og <1>242-patentet til Chan, er ikke i stand til å gi nøyaktig dybdeinformasjon i tilfellet av at den elektriske kabelen er ^"strukket<11> ved frekvenser under grensen til filteret på utgangen til akselerometeret. Fremgangsmåter som omfatter å ""lese11 magnetiske markører har flere ulemper; 1) skarpheten til de magnetiske markørene svekkes ved bruk og tid, og derfor blir også den nøyaktigheten i posisjonen til markørene også svekket; 2) Markørene trenger periodisk å bli magnetisert siden de mister magnetisk effekt ved bruk og tid; 3) Lengden av kabel mellom de magnetiske markørene, som blir antatt å være konstant, er bare omtrentlig konstant og kabelen strekkes ved bruk, og derfor vil lengden mellom markørene øke; og 4) ""Slipp" skjer ved hjul som måler friksjon (eller at hjulet glir mot kabelen), spesielt ved-våte vaiere og/eller vaiere som er dekket med boreslam mens de kommer ut av et borehull.

Forskjellige kjente armerte elektriske kabler har en eller flere isolerte elektriske ledere som blir benyttet for å tilføre elektrisk kraft til brønnloggeinstrumenter og for å overføre signaler fra instrumentene til utstyr ved jordens overflate for å behandle signalene. Disse kablene har stålarmeringstråder viklet i spiralform rundt de elektriske lederne for å tilføre vridningsmotstand, strekkstyrke og slitasjemotstand.

Et flertall av tidligere kjente brønnloggingskabler har optiske fibre og bruker optisk telemetri ved høye frekvenser og ved dataoverføringsrater høyere enn tilsvarende med elektrisk signaloverføring.

Tidligere kjente kabler har optiske fibre innelukket i en ståltube. En annen tidligere kjent kombinasjon av fiberoptiske og elektriske loggekabler har en optisk fiber innelukket i en ståltube i sentrum av en brønnloggekabel og med ledere plassert på den ytre siden av en sentral tube som inneholder den optiske fiberen og som er konstruert av kobberdekket stålvaier. En annen type av tidligere kjent teknikk med kombinasjon av fiberoptisk og elektrisk brønnloggekabel har en plastdekket optisk fiber i stedet for en eller flere elektriske ledere. En tidligere kjent kombinasjon av fiberoptisk og elektrisk brønnloggekabler inkluderer en optisk fiber innelukket i en metalltube omringet av viklede kobberfibre for å lede elektrisk kraft og elektriske signaler.

US-patent nr. 5,495,547, som tilhører oppfinneren av foreliggende oppfinnelse, viser en kombinasjon av fiberoptiske og elektrisk ledere i en brønnloggekabel. Dette patentet diskuterer problemer assosiert med tidligere kjente kabler slik diskutert over og patentet er fullt ut innkorporert heri for alle formål. Som vist i figur IA viser US-patent 5,495,547, i visse utførelser, en brønnloggekabel som inkluderer første elementer, som er en kobberkledd stålvaier omringet av kobberfibre og dekt av et elektrisk isolerende materiale, og i det minste et andre element som inkluderer i det minste en optisk fiber innelukket i en metalltube, der kobberfibre omringer tuben og er dekt av et elektrisk isolerende materiale. De første elementene og i det minste ett av de andre elementene er arrangert i en sentral bunt. Det andre elementet er plassert i bunten slik at den spiralt er viklet rundt en sentral akse av bunten. Bunten er omringet av armerte variere viklet i spiralform rundt de ytre sidene av bunten.

Et tverrsnitt av en slik tidligere kjent brønnloggekabel 10 er vist i figur IA og beskrevet i US-patent 5,495,547. Deler av kabelen 10 er vist i figurene IB og 1C. Kabelen

10 inkluderer syv plastisolerte lederelementer plassert i en sentral bunt 15 som har et hovedsakelig regulær sekskantet mønster, hvori seks av elementene omringer det syvende elementet. Første elementer 16 er, i en utførelse, isolerte elektriske lederelementer som inkluderer en kobberdekket stålvaier som har en diameter på rundt 0.69 mm og som er omringet av ni kobbervaiere som hver har en diameter på rundt 0,33 mm. De første elementene 16 inkluderer en ytre isolerende hylse som er sammensatt av et varme- og fuktighets-motstandsdyktig plastisk materiale, slik som polypropylen eller etylen-tetrafluoretylene koplymer (""ETFE<11>) som blir solgt under varemerket ""TEFZEL" som er et varemerke til E.I. du Pont de Nemours & Co. De andre elementene 18 inkluderer hver, blant annet, en optisk fiber plassert innenfor en tube av rustfritt stål. Kabelen 10 inkluderer to symetrisk plasserte andre elementer 18 som kan være plassert ved en eller alle av de seks ytre plasserte lokasjonene på det regulære sekskantede mønsteret formet av de syv elementene.

Tomrom innenfor den sekskantede strukturen til de syv elementene 16, 18 er, i en utførelse, fylt med et fyllmateriale 17 som er et plastikkmateriale slik som neoprene eller ETFE. Fyllet 17 sikrer den relative posisjonen til de syv elementene 16, 18, innenfor kabelen 10. Elementene 16, 18, og fyllet 17, er dekt med spiralviklede galvaniserte stålarmeringsvaiere, formet til en indre armert tube. Den indre armerte tuben 14 er selv dekket med spiralviklete galvaniserte stålarmerte vaiere formet til en ytre armeringstube. Den indre armeringstuben 14 og den ytre armeringstuben 12 er konstruert for å tilføre signifikant strekkstyrke og slitasjemotstand for kabelen 10. I en utførelse er kabelen 10 tenkt benyttet i et kjemisk fiendtlig miljø slik som i et borehull som har signifikante mengder av hydrogensulfid, og armeringsvaierne 12, 14 blir alternativt sammensatt av en koboltnikkel-legering slik som en identifisert av industrikoden MP-35N.

En av de andre elementene 18 er vist i større detalj i figur lb og består av en optisk fiber 22 innelukket i en metalltube 24 sammensatt av rustfritt stål for å tilføre korrosjonsmotstand. Tuben 24 har, i en utførelse, en ytre diameter på 0,8 mm og en indre diameter på 0,56 mm. Tuben 24 tilfører slitasje- og bøyningsbeskyttelse av den optiske fiberen 22, og beskytter kabelen mot væsker i borehullet. Tuben 24 kan være kobberdekket for å redusere dens elektriske resistans og omringet av tolv kobber-vaierfiber vist ved henvisningen 26. Vaierfibrene 26 kan hver ha en diameter på 0,245 mm. Kombinasjonen av tuben 24 og fibrene 26 git en leder som har en elektrisk resistans som er mindre enn 10 Ohm per 300 meter lengde. Tuben 24 og kobberfibrene 26 er videre dekket med plastisoleringen 2 0 sammensatt av et varmeresistant plastisk materiale slik som ETFE, eller polypropylene. Den ytre diameteren til isoleringen 20 til det andre elementet 18 er hovedsakelig den samme som den ytre diameteren til isoleringen til det første elementet 16, slik at det sekskantede mønsteret til de syv elementene slik det er vist i tverrsnittet i figur IA hovedsakelig er symetrisk, til tross for den relative posisjonen til det andre elementet 18 innenfor det sekskantede mønsteret til bunten 15. De andre elementene 18 kan være plassert ved enhver eller alle av de seks ytre posisjonene til den sekskantede strukturen slik det er vist i figur IA. Det andre elementet 18, i en utførelse, kan være plassert i en ytre plassering på den sekskantede strukturen til bunten 15 på grunn av at elementene 16, 18, i de ytre plasseringene er spiralviklet rundt elementet i den sentrale posisjonen. Av grunner som lateral reduksjon i stigningsdiameter med aksiell strekk, motvikling av det spiralformede laget og lengre sammenlagt lengde til den spiralviklede ytre elementene relativt til lengden av det sentrale elementet 18, påtrykkes de ytre plasserte elementene 16, 18, redusert aksiell strekk relatert til den aksielle forlengelse av kabelen, og reduserer på den måten muligheten for aksielt strekkinduserte feil på tuben 24 og fiberen 22. De andre elementene 18, i en utførelse, blir plassert ved to ytre plasseringer motsatt av hver andre i det sekskantede mønsteret.

Figur 1C viser et tverrsnitt av det første elementet 16 i større detalj. Det første elementet 16 har, i en utførelse, en stålvaier 28 dekket eller plattert med metallisk kobber slik at den har en ytre diameter på rundt 0,66 mm, for på den måten å redusere den elektriske resistansen til vaieren 28. Den kobberdekkede vaieren 28 er videre omringet av ni kobberfibre, vist generelt ved henvisningen 30 og har en ytre diameter på 0,31 mm. Kombinasjonen av stålvaieren 28 og kobberfibrene 3 0 har en elektrisk resistans på mindre enn 7 ohm per 300 meter lengde. Fibrene 30 er dekt med et elektrisk isolerende materiale 32 slik som polypropylen eller PTFE. De andre elementene 18 er konstruert slik at kombinasjonen av tuben 24 og vaierfibrene 26 har en ytre diameter som tillater isolasjonsmaterialet å tilføre det andre elementet 18 hovedsakelig den samme elektriske kapasitansen per enhet lengde som det første elementet 16. Den sammensatte kabelen vil hovedsakelig ha de samme elektriske kraft- og signaloverførings-egenskaper som andre kabler lagd i henhold til kjent teknikk.

US-patent nr. 5,541,587, som tilhører oppfinneren av foreliggende oppfinnelse, og som fullt er inntatt som referanse for alle formål, viser et system for å bestemme dybden til et loggeverktøy festet til en kabel som strekker seg inn i et borehull som trenger gjennom geologiske formasjoner. En spesiell utførelse av systemet inkluderer en krets for generering av en måling av faseskiftet til et elektrisk sinussignal overført gjennom kabelen hvor faseskiftet i signalet samsvarer til lengden av kabelen. Systemet omfatter også et akselerometer plassert innenfor verktøyet og elektrisk tilkoblet et båndpassfilter. En dobbeltintegrator er koblet til båndpassfilteret. Den dobble integratoren beregner posisjonen til verktøyet langs borehullet. Faseskiftmålingen passerer gjennom et lavpassfilter. Lavpassfilteret og båndpassfilteret omfatter i det minste en grad av båndpassoverlapping. Utgangen fra integratoren blir benyttet for å generere en skaleringsfaktor som er tilført den filtrerte målingen av faseskiftet. Den skalerte faseskiftmålingen blir ledet til en dybde-datamaskin som et signal generert av en dybdekoder og de integrerte akselerometermålingene. Dybdekodersignalet samsvarer til mengden av kabel som befinner seg i borehullet. Dybdedatamaskinen beregner dybden av verktøyet i borehullet ved å summere de skalerte faseskiftmålingene, de integrerte akselseromterer-målingene og koder målingene.

Figurene 2A og 2B viser en tidligere kjent kabel vist i US patent 5,541,587. Kabelen er en typisk brønnloggekabel med flertallige ledere der dens ytre omfatter spiralviklede armeringsvaiere lagd av f.eks. stål. Elektriske ledere innen armeringsvaierne inkluderer en sentral leder og ytre spiralviklede ledere. Den sentrale lederen er hovedsakelig tilliggende med lengden av kabelen og er hovedsakelig strukket langs aksen med kabelen gjennom dens hele lengde.

Det har lenge vært et behov for et overvåkingssystem for brønnloggekabler som nøyaktig indikerer kabellengde, strekk på en kabel og/eller temperatur ved lokasjonen på kabelen.

Den foreliggende oppfinnelsen går ut på løsninger for nøyaktig å bestemme lengden av en kabel eller vaier i et borehull for derigjennom å bestemme lokasjonen til et instrument på kabelen i brønnhullet og, dermed, lokasjonen der instrumentet blir aktivert for å ta opp målinger. Anordningen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er nærmere angitt i patentkravene. Som det fremgår av disse inngår det i løsningene bruk av ett eller flere 11Bragg-fibergittere1' .

Flere fordeler blir oppnådd ved bruk av ""Bragg-fibergitter11 . Gitteret er en permanent del av vaieren, det vil si at det ikke er så enkelt å fjerne som magnetiske markører, og det trenger ikke å bli ""oppfrisket<1>' slik som magnetiske markører. Distansen mellom to gitter kan enkelt bestemmes i virkelig tid med passende instrumenter. Gitteret tilfører to funksjoner; måling av temperatur og strekk. Bytte mellom magnetisk måling med akustisk måling og bruk av dopplereffekt fører til mye mer nøyaktige målinger. Gitter kan bli tilført på eller formet i en optisk fiber i et svært kontrollert og nøyaktig miljø.

I en utførelse benyttet for å separere strekkfrie temperaturmålinger, blir to optiske fibre benyttet, hver med et flertall av separerte gittre. En av fibrene er plassert løst innvendig i et metallrør (f.eks. stål eller rustfritt stål) f.eks. i stedet for en av de ytre lederne i en kabel (for eksempel i, men ikke begrenset til, en kabel slik som i figur IA eller figur 2A). De andre fibrene er plassert i stedet for kabelens sentrale leder (for eksempel i, men ikke begrenset til en kabel som i figurene IA eller 2A).

Anordningen og fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er svært nyttige i forskjellige situasjoner. Når et loggeverktøy og/eller andre nedihulls anordninger blir transportert med et borerør (borerørs-logging), eller via mekaniske nedihulls fremdrifts-systemer som brønntraktorer eller ""crawlers'1 , bidrar den foreliggende oppfinnelsens egenskaper til med å bestemme lokale linjestrekker med bestemmelsen og lokaliseringen av nøkkelseter; bestemmelsen av effektiv strekkstyrke i seksjoner med høy vinkel og/eller horisontale seksjoner ved utkjøring fra den horisontale seksjonen eller ut av hullet; og i bestemmelsen av effektiv linjematningsrate ved kjøring inn i og/eller gjennom horisontale seksjoner for å forhindre fastkjøring og/eller ""bird nesting<1>'. Kontroll av forankringslinjer blir muliggjort hvor lokal strekkbestemmelse hjelper i bestemmelsen av den effektive lengden og forankringskarakteristikken til, i sjøbunnen begravde, forankringskabler/-kjettinger eller kombina-sjoner; i bestemmelsen av netto drakraft på kombinasjonen anker og kjetting; og den nøyaktige bestemmelse og lokaliseringen av strekkeffekter for tilbakekobling for et strekkmålingssystem. For strekkben- og sjøbunns-applikasjoner med strekkfortøyning, tilfører den foreliggende oppfinnelsen mulighet å separere last og strekkeffekter som er indusert av bevegelser fra overflatebølger fra last og strekkeffekter indusert av strømmer ved havbunnen.

En av hensiktene til i det minste visse foretrukne utførelser av den foreliggende oppfinnelsen er derfor å tilføre nye, unike, nyttige, ikke-innlysende og effektive løsninger for brønnloggekabler som har optiske fibre med ett eller flere Bragg-fibergittere for å bestemme lengden til en kabel i et brønnhull, lokal temperatur i et borehull, og strekk på et element i et borehull.

I det følgende blir det gitt en mer detaljert beskrivelse og forklaring av oppfinnelsen under henvisning til tegningene, som viser: Figur IA er et tverrsnitt av en tidligere velkjent

loggekabel.

Figur IB og 1C er tverrsnitt av deler til kabelen i figur

IA.

Figur 2A er et tverrsnitt av en tidligere kjent

brønnloggekabel.

Figur 2B er et delvis sideriss av kabelen i figur 2A. Figur 3A er et skjematisk sideriss av et system i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 3B er en skjematisk figur av en fremgangsmåte for signalbehandling som er nyttig med systemet i figur 3A. Figur 3C er en skjematisk figur av en fremgangsmåte for signalbehandling som er nyttig med systemet i figur 3A. Figur 3D er et skjematisk sideriss av et system med optisk fiber i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 4 er et tverrsnitt av en brønnloggekabel i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 5 er et tverrsnitt av en del av en brønnloggekabel i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 6 er en grafisk representasjon av et utsignal fra et filter som er benyttet i et system og en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 3A illustrerer et system S i henhold til den foreliggende oppfinnelsen som har en vaierlinje W med en optisk fiber 0 men innebygde Bragg-fibergittere (""FBG's - fra eng: Figer Bragg Gratings) ved spesifiserte intervaller (f.eks. mellom rundt 1 og rundt 20 eller flere meter fra hverandre) innkapslet i et tett silicon/teflon ""Tefzel -buffer og med et ytre lag av stålarmeringsvaiere lik ""steel-light'<1->kablene lagd av Rochester Co. Et enslig fiberelement er, i en utførelse, plassert i senteret av vaieren (f.eks. i stede for senterledere til vaierene vist i figurene IA og 2A). Vaieren strekker seg fra jordens overflate E inn i et forsterket sementert brønnhull L.

Hver FBG i fiberen har en unik Bragg-bølgelengde (f.eks. enhver passende bølgelengde og som, i visse foretrukne utførelser, strekker seg fra 780 til 1650 nanometer) som har verdier som er tilstrekkelig separert fra bølge-lengdene til de andre FBG'ene for å muliggjøre deteksjon. Den fiberoptiske fiberen er tilkoblet en signalkopler, f.eks. en 2:l-kopler C (f.eks. en 50/50 FO 3662 anordning fra Litton Polyscientific Co.). Signalkopleren er sammenkoblet via en isolator I til en bredbåndskilde f.eks. som, men ikke begrenset til, en lyskilde eller en justerbar laser B som kan sende signaler i et relativt stort spektrum av bølgelengder, f.eks. enhver passende bølgelengde, og i visse foretrukne utførelser, men ikke begrenset til, mellom 780 nanometer og 1650 nanometer.

Et detektorsystem D i kommunikasjon med fiberoptikken O, via kopleren C, detekterer; signaler reflektert fra FBG'en; og måler bølgelengdeawiket fra en FBG's Bragg-bølgelengde .

For å muliggjøre en separat strekkfri måling av

temperatur ved lokasjonen til en FBG, blir optiske fibre (eller i det minste en optisk fiber) med FBG'er plassert løst på innsiden av en tube T av rustfritt stål i stedet for en annen ytre leder i vaieren (Se f.eks. figur 3D).

Tuben T av rustfritt stål er viklet med kobberfibre D slik at den også kan bli benyttet som en leder. Flere ledere kan bli byttet ut på samme måte.

Figur 3C viser et system 2 00 som måler strekk og temperatur på et flertall av måter med en kabel eller kabler i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Systemet 2 00 har en datamaskin 210 sammenkoblet med de forskjellige undersystemer og som, via linje 212, styrer en optisk svitsj 202, f.eks. en 3x1 modell SR 1212 fra JDS-Fitel Co. De reflekterte returnerte signalene fra fiberoptikken med FBG's i borehullet blir sendt gjennom en fiber 250 til svitsjen 202. For måling av avviket, på grunn av kabelstrekk, i Bragg-bølgelengden til et Bragg-gitter på en optisk fiber, inkluderer det underordnede systemet bruken av et Fabry-Perot filter 204. Dette underordnede systemet er spesielt tilpasset for å håndtere en konstant skift i Bragg-bølgelengde. Det underordnede systemet med et interferometer 206 måler dynamiske skift i Bragg-bølgelengde og er spesielt tilpasset for å måle slike skift som blir indusert av et akustisk signal, f.eks. som overført av en akustisk sender A i figur 3A. Det underordnede systemet med en signaltopp-detektor 254 måler ankomsttiden til signalet og er derfor spesielt tilpasset for å måle kabellengden, altså lengden fra overflaten til en spesiell FBG på kabelen. Slik det er vist i figur 3B kan signaltopp-detektoren 254 bli plassert mellom Fabry-Perot filteret og signalblånderen. Via en linje 214 styrer datamaskinen 210 en bølgeformsgenerator 216 som produserer et

rampesignal som skal blandes med et signal fra et Fabry-Perot filter 204 med en signalblander 218 for overføring til Fabry-Perot filteret 204 etter summasjon med et blandesignal (oscillerende signal) av en summasjons-

anordning 224. Et høyfrekvent blandesignal blir produsert av en anordning 226. En optisk fiber 228 sammenkobler Fabry-Perot filteret 204 og en mottaker (eller detektor) 230 som konverterer det optiske signalet til et elektrisk signal. En linje 232 sammenkobler mottakeren 230 med signalblanderen 218. Ved å summere blandesignalet med skannebølgens rampeform blir deteksjon av endringen i bølgelengde i FGB'en muliggjort. Et blandet elektrisk signal fra blanderen 218 blir overført til et lavpassfilter 234 som skiller signalene og sender et derivat-signal i en linje 236 til en nullpunktsdetektor 240 som behandler derivatsignalet fra filteret 234. Nullpunktsdetektoren definerer signalets bølgelengde og bestemmer, ved hjelp av den kjente Bragg-bølgelengden, avviket fra Bragg-bølgelengden. Et elektrisk signal fra nullpunktsdetektoren som er representativt for et avvik fra en Bragg-bølgelengde av en FBG, og indikerende på f.eks. forlengelse av en brønnkabel, blir sendt til datamaskinen 210 gjennom linjen 242. En signalblander 218 multipliser-er signalet.

Med svitsjen 2 02 i den passende posisjonen blir reflekterte retursignaler fra FGB'ene i brønnen matet gjennom fiberen 222 til en mottaker 252 (slik som mottakeren 230), som igjen endrer signalet fra optisk til elektrisk og så sender et elektrisk signal til en signaltoppdetektor 254 gjennom linjen 256.

Signaltoppdetektoren 254 bestemmer om nok lysenergi blir reflektert tilbake. Om så er tilfelle sender signaltoppdetektoren 254 et signal til datamaskinen 210 som indikerer at en refleksjon er tilstede. Datamaskinen benytter signalet til å beregne ankomsttiden, f.eks. en tid t som et signal bruker for å gå til en FBG og så komme tilbake til en sensor, altså en dekning av en kjent enveisdistanse d hvor d=t/2c, der t er den toveis reisetiden.

Fiberen 223 leder reflektert lys fra brønnhullets FBG'er, når svitsjen 2 02 er i den riktige posisjonen, til et interferometer 206 via en optisk kobler 260. Interferometeret overfører innkommende lys gjennom filteret 223 til et utsendt lys i en optisk fiber 264. Det utsendte lyset har en fase som indikerer bølgelengden til det innkommende lyset. En kopler 262 tilkobler interferometeret til den optiske fiberen 264, som selv er tilkoblet en fasedetektor 266 som transformerer fasen til det utsendte lyssignalet om til et elektrisk signal som indikerer det innkommende lysets bølgelengde. Dette signalet blir så sendt til datamaskinen 210 i linjen 268 og datamaskinen 210 beregner det dynamiske skiftet i bølgelengde. Et tidsportsignal fra datamaskinen 210 blir sendt gjennom en linje 270 til fasedetektoren 266. Tidsportsignalet kommanderer fasedetektoren 266 til å arbeide på signaler fra et valgt sett av FBG'er. Dette begrenser antallet av FBG'er slik at tilstrekkelig tid er tilgjengelig for beregning og deteksjon.

Tre forskjellige målinger blir derfor multiplekset i tid av den fiberoptiske svitsjen 202 (f.eks. en Dicon Co. Optisk svitsj) slik som mellom de optiske fibrene 221, 222 og 223. Alternativt kan svitsjen bli eliminert og alle tre fibrene tilkoblet fiberen 250 samtidig. Det første målingsskjemaet bruker det justerbare Fabry-Perot fiberfilteret 2 04 og det passer til måling av strekk og temperatur i hver FBG i en optisk fiber i henhold til den foreliggende oppfinnelsen (beskrevet i detalj under). Det andre måleskjemaet benytter det ubalanserte asymmetriske interferometeret 2 06 og passer til måling av et dynamisk skift i bølgelengde, slik det er beskrevet under. Det tredje målingsskjemaet, beskrevet i detalj under, benytter signaltidsinformasjonen for å måle lengden fra begynnelsen av vaieren ved overflaten av brønnhullet til hver FBG. Dermed kan den totale lengden av vaier som er plassert inn i brønnhullet bli beregnet ved å kombinere disse målingene.

Lokal temperatur- og strekkmåling

En fremgangsmåte for måling av lokal temperatur og strekk i henhold til den foreliggende oppfinnelsen benytter de genererte data beslektete til avviket fra Bragg-bølgelengden for hver av de forskjellige FBG'ene og gir både statiske og dynamiske stress som blir påtrykt hver FBG. Målingene inkluderer strekk og temperatur. Over-flatedetektorsystemet (figurene 3A og 3B) benytter reflekterte returer fra FBG'ene overført via linjen 250 og Fabry-Perot-filteret 202. Utgangen til filteret 202 blir differensiert av lavpassfilteret 234 for å gi en bølgeform slik det er vist i figur 6. Dette differensi-erte signalet blir matet inn i nullpunktsdetektoren 246, som beregner avviket fra de individuelle bragg-bølgelengdene for hver FBG, som igjen indikerer strekk på et spesielt Bragg-fibergitter. En utvidelse av dette systemet til også å benytte tidsdelt multipleksing for et stort antall av FBG'er er også innen formålet for denne oppfinnelsen.

Siden temperatur og strekk påvirker en FBG på omtrentlig samme måte, og for å skille mellom disse to målinger, er en tilleggsmåling nødvendig. En tilleggsfiber med innebygde FBG'er viklet i spiralform og innkapslet løst (altså last- og strekkfritt og isolert fra strekk på kabelen) i en tube av rustfritt stål (se figur 3D) erstatter en av en kabels ytre ledere (f.eks. se de ytre ledere i kablene i figurene IA, 2A og 4).

Som vist i figur 4 har en vaier 100 et flertall av stålarmerte vaiere 104, et indre dekke 106 (f.eks. men ikke begrenset til ledende høytemperatur-tape); et flertall av stålarmerte vaiere 108; et indre materiale 110 (f.eks. et Tefzel-materiale) som inneholder kobberledere 112; en rustfri ståltube 118 omringet av kobberledere 113 og optiske fibre 12 0 med FBG'er plassert adskilt fra hverandre langs fiberens lengde. For å muliggjøre nøyaktig sammenligning mellom temperaturen til to fibre 12 0 og 12 6 blir vaieren 100 konstruert, i en utførelse, slik at FBG'en 127 til den sentrale fiberen 126 og FBG'en 129 i den ytre fiberen 120 er plassert hovedsakelig i den samme aksielle posisjon i forhold til vaieren (se f.eks. figur 3D). Avstanden 130 kan bli fylt med bomullsribber med isolering rundt.

Overflatesystemet til figur 3A kan bli benyttet for den sentrale fiberen. Et overflatesystem i tillegg for den ytre fiberen er det samme, men bare Fabry-Perot-filteret blir benyttet. Liggevinkelen til den ytre lederen er stor nok, og den indre diameteren til den rustfrie ståltuben er stor nok, slik at fibrene 120 holdes løst innenfor tubene, altså at fibrene påvirkes av lite eller ikke noe strekk. For eksempel, når liggevinkelen til den ytre lederen er 2 0°; den indre diameteren til den rustfrie ståltuben er 0,58 mm, den ytre diameteren av fiberen er 0.075 mm, ligger senteret av den rustfrie ståltuben med en radius (distanse) av 2,53 mm fra senteret til vaieren 100. Vaieren 100 er foretrukket gitt et tillatt strekk på opptil 0,95% uten å strekke fibrene 120 (antar da at fibrene 12 0 effektivt holdes ved senter av ståltuben når den rustfrie ståltuben er under strekkfrie forhold ved romtemperatur). I den løse tilstanden er målingene fra FBG'ene på fiberen 120 benyttet til å måle temperatur alene. Disse temperaturmålingene blir så benyttet i lag med målinger fra FBG'ene i den sentrale fiberen for å finne lokalt strekk i vaieren, beregnet gjennom kjente metoder (f.eks. som i ""Fiber optic Bragg grating sensors," Morey m.fl, SPIE Vol. 1169, Fiber Optic Laser Sensors VII, 1989, sidene 98-107, og ""3M Fiber Bragg Gratings Application Note, " Februar 1996) . Denne metoden gir den lokale strekken på vaierkabelen og temperaturen som påvirker vaieren. Slike målinger har ikke vært mulig med kabler med magnetiske markører.

Figur 5 viser en tidligere kjent sentral fiberkomponent 150 lignende det sentrale elementfiberen 126 i figur 4, men med en ytre hylse av Kynar-material 152 som omringer glass/epoxy 154 som selv omringer en indre hylse 156. Den indre hylsen 156 inneholder tre fiberoptiske fibrer 160 hver med et flertall av adskilte FBG'er. Fibrene 160 er plassert i en mengde på en plate, f.eks. silicon RTV 164. Når hylsen 152 består av et fast materiale, f.eks. fast Kynar-materiale, blir den sentrale fiberen vernet fra borehullstrykk.

Eksempel: Strekk og temperaturmålinger

Effekten av temperatur og strekk på Bragg-bølgelengdeskiftet er modellert i notatet; vv3m Fiber Bragg Gratings Application Note" (sitert over) gjennom en ligning på dens side 2.

En 3M fiber har de følgende typiske verdier:

hvor AT er i °C. Disse verdiene kunne også bli bestemt eksperimentelt for en vilkårlig fiber med en FBG.

Antar at første FBG i ytre lag (lik fiberen 120 fra figur 4) måler en AXb=1.22 nm ved A,b=1552 nm (A,b er målt ved overflatetemperatur på 25°) . Siden 8=0, er det for denne fiberen:

For en andre FBG i sentral del (f.eks. fiber 126 i figur 4) ved den samme posisjon som den ovennevnte FBG, måles en AA,b=4 . 9 nm,

De ovennevnte målinger indikerer derfor, ved posisjonen til FBG' en, en borehullstemperatur på 2 5°C + 125°C = 150 °C, og et vaierstrekk på 0.3 %.

Va i e r1engdemå1ing

En akustisk sender A (se figur 3A) er plassert ved jordens overflate E over brønnhullet L. Mens vaieren W passerer denne senderen blir det akustiske signalet fra den akustiske senderen A målt av en passerende FBG. Ved å benytte dopplereffekten blir det eksakte tidspunktet når en FBG passerer over senderen beregnet. Når FBG'en er over senderen, men beveger seg mot senderen, blir den målte akustiske frekvensen litt høyere enn den sendte. Når FBG'en er lavere enn senderen, men beveger seg vekk fra senderen, blir den målte frekvensen litt lavere enn den sendte. I en utførelse, for å øke effektiv akustisk energioverføring fra den akustiske senderen til FBG'en, blir et medium mellom den akustiske senderen A og vaieren W erstattet med et fast materiale med et hull for brønnhullet gjennom hvilket vaieren glir mens den går inn i brønnhullet L.

En FBG er i stand til å måle trykkforandringer i brønnhullet gjennom akselerasjonen avgitt av den akustiske senderen A. Denne endringen i trykk oversettes til en dynamisk endring i avviket til Fabry-Perot-lysbølgelengden i den reflekterte returen fra en FBG. Selv om målingsskjemaet, som bruker det som er beskrevet over, også gir en dynamisk endring i bølgelengde er skjemaet som blir beskrevet under også passende for å måle det dynamiske skiftet i bølgelengde. Dette måleskjemaet bruker det asymmetriske interferometeret 2 06 som oversetter det dynamiske skiftet i bølgelengde til faseendringer som, i sin tur, oversettes til et akustisk signal som identifiserer den spesifikke FBG'en som går inn i eller forlater brønnhullet L. Et tids-portsignal fra datamaskinen 210 blir videre benyttet for å begrense målingene til en FBG ad gangen. En tidligere kjent posisjon av vaieren sammen med retningen til dens bevegelse gjør det mulig for datamaskinen 210 å vite hvilken FBG som neste gang går inn i brønnhullet 1, og muliggjør dermed at tidsportsignalet kan bli beregnet. Alternativt velger datamaskinen en søkemodus hvor målinger blir gjort på et undersett av sannsynlige FBG'er som går inn i eller forlater borehullet. Undersettet av FBG'er inneholder fra en til alle av FBG'ene i vaieren W. I visse utførelser blir søkemodusen benyttet bare av og til siden det tar relativt mer tid å hente inn mer enn en måling. I en utførelse i hvilken en sentral fiber ikke er plassert inn i en løs tube vil dens FBG plukke opp mer akustisk energi og blir derfor benyttet i dette måleskjemaet. Igjen involverer denne målingen også å sende en puls fra en bredbåndskilde B inn i den sentrale fiberen. Etter identifiseringen av den spesielle FBG'en som har passert over det akustiske bølgefeltet blir reisetiden fra FBG'en beregnet, f.eks. av en høyhastig-hetsklokke, ikke vist, i datamaskinen 210. Denne reisetiden sammen med kjennskap om den totale lengden til vaieren gir lengden av vaieren på innsiden av brønnhullet etter den riktige temperaturkorreksjonen. Denne reisetiden blir målt av et annet måleskjema. I dette skjemaet blir pulser sendt fra en bredbåndskilde B. Pulsbredden er tilstrekkelig smal til å skille de reflekterte returnerende signalene fra andre FBG'er. For eksempel, med et 25 meters skille mellom tilliggende FBG'er, er den maksimale pulsbredden (25)(2)(n)/c = 250 ns, hvor n er brytningsindeks og er lik 1.5 (for illustrasjonsformål) og c er hastigheten av lys i tomrom. I praksis blir en puls med en bredde mye smalere enn den maksimale verdien på 250 nanosekunder sendt.

For å måle den totale lengden av vaieren W blir en FBG plassert ved enden av vaieren eller innen et torpedo-/kabel-hode. Signaltiden for denne siste FBG'en gir den totale lengden av vaieren. Alternativt blir den tidligere kjente metoden OTDR (^Optical Time Domain Reflecto-meter" , Optisk Tidsplan Reflektometer) for å måle refleksjonen fra brutt terminering (f.eks. brudd i en fiber) ved torpedo-/kabel-hodet benyttet for å finne den totale lengden av vaieren.

Eksempel: Måling av vaierlengde

En tid t2 er den toveis reisetiden fra overflate-enden av en fiber (f.eks. fiberen 126 i figur 4) til borehulls-enden av fiberen. La tiden ti være den toveis reisetiden fra overflateenden av fiberen til en FBG som akkurat beveges over en akustisk signalgenerator (som i systemet i figur 3A). Anta at t2 blir målt til å være 32.08 us og ti blir målt til å være 2.90 us. Derfor blir den totale reisetiden for den delen av vaieren som er plassert inn i brønnhullet t2 - ti = 29.18 us. La L være denne lengden av vaieren som er plassert inn i borehullet. La LO være den totale lengden av vaieren (som inkluderer overflate-delen).

Siden temperaturen påvirker brytningsindeksen blir denne temperatureffekten korrigert ved beregningen av vaierlengde ved å bruke den målte toveis reisetiden. La T2 = 150°C være temperaturen som er målt av FBG ved borehulIsenden, og Tl = 25°C være overflatetemperaturen. Brytningsindeksen ved borehullets ende er

hvor n0 = 1.45 er brytningsindeksen ved Tl = 25°C ved overflaten. for fiberen er 1.0-10"<5> °C-1. Derfor, For å forenkle for illustrasjonsformål, er det videre antatt at den geotermiske temperaturgradienten variere lineært med dybden, og at brønnhullet er vertikalt. Nå kan det bli vist at hvor c = 2.9979-10<8> m/s er hastigheten til lys i tomrom og na er gjennomsnittsbrytningsindeksen til fiberen innenfor borehullet. Gjennomsnittet blir derfor, fra ligningen for t2 - ti ;

Derfor er enden av vaieren ved en dybde på 3014.6 meter målt fra overflateposisjonen til den akustiske generatoren.

Den totale lengden av vaieren, ved denne tilstanden under last, er

Den geotermiske temperaturgradienten bidrar til en forskjell på 0.0625% i L. Denne forskjellen er ekvivalent med en lengde på 1.9 meter.

Claims (14)

1. Kabelanordning med en kabel (W) for brønnoperasjoner, med en første og en annen ende som er adskilt fra hverandre, karakterisert ved at kabelanordningen (S) omfatter: en første optisk fiber (0) anbrakt i et første metallrør (T) som strekker seg fra den første enden til den andre enden av kabelen (W), i det minste et Bragg-gitter (FBG) koblet til den første optiske fiberen (0) nær den andre enden av kabelen (W), en lyskilde (B) ved overflaten for å sende lys ved valgte bølgelengder inn i den første optiske fiberen (0), en detektor for å detektere lys reflektert fra den nevnte i det minste ene Bragg-gitteret, og en prosessor for på grunnlag av det reflekterte lyset å bestemme en gangtid for lyset mellom detektoren og det nevnte i det minste ene Bragg-gitteret og dermed bestemme lengden av kabelen i brønnen.

2. Anordning ifølge krav 1, der nevnte Bragg-gitter omfatter et flertall adskilte Bragg-gittere i den minst ene optiske fiber (0).

3. Anordning ifølge krav 2 videre omfattende en akustisk sender (A) innrettet til å påtrykke akustiske bølger på hvert Bragg-gitter som passerer forbi en valgt posisjon ved overflaten, for å bestemme lengden av kabelen som føres ned i brønnen.

4. Anordning ifølge krav 1 videre omfattende en annen optisk fiber (126) med et flertall Bragg-gittere (127,129), der den andre optiske fiberen er løst anbrakt i et annet metallrør (T) slik at den er fri for strekk fra kabelen (W), og der en detektor er innrettet til å detektere lysrefleksjoner fra Bragg-gitterne i den andre optiske fiberen som respons på lys innført i den andre optiske fiberen, for å bestemme en bølgelengde-forskyvning i lyset som følge av endringer i temperatur.

5. Anordning ifølge krav 1 videre omfattende et flertall armeringsvaiere eller -tråder (104) omkring kabelen (W).

6. Anordning ifølge krav 1, videre omfattende et flertall kobbertråder (113) omkring metallrøret (T) som strekker seg fra den første enden til den andre enden av kabelen.

7. Anordning ifølge krav 1, der den første optiske fiberen er innrettet til å strekkes sammen med kabelen.

8. Anordning ifølge krav 4, videre omfattende et isolasjonsmateriale mellom den første optiske fiberen og den andre optiske fiberen.

9. Anordning ifølge krav 1, videre omfattende i det minste en ledertråd (112,113) i kabelen (W) og forløpende fra den første enden til den andre enden av kabelen.

10. Fremgangsmåte for å bestemme lengden av en kabel i en brønn, omfattende følgende trinn: å kjøre en kabel (W) inn i brønnen (L) som strekker seg inn i jorden fra en posisjon ved overflaten, der kabelen (W) har adskilte første og andre ender, et hult metallrør (T), en første optisk fiber (0) anbrakt i metallrøret (T) og forløpende i dette fra den første enden til den andre enden av kabelen (W), hvilken første optiske fiber (0) omfatter i det minste et Bragg-gitter, å sende et signal med akustiske signalsendemidler (A) til det minst ene Bragg-gitter, å motta et reflektert signal fra det minst ene Bragg-gitter med en mottakerinnretning (200), og å prosessere det mottatte signal for å bestemme en gangtid for de reflekterte signalene og på det grunnlag å bestemme lengden av kabelen i brønnen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, der det nevnte Bragg-gitteret (127,129) er i det minste to Bragg-gittere som omfatter et første Bragg-gitter og et andre Bragg-gitter nedenfor og adskilt med en distanse d fra det første Bragg-gitteret og der en akustisk sender (A) er plassert i nær kabelen, idet et akustisk signal sendes til og avføles av et Bragg-gitter som passerer den akustiske senderen (A), og hvert gitter har en identifiserende Bragg-fiberbølgelengde, hvor fremgangsmåten videre omfatter følgende trinn: å sende et akustisk signal til det første Bragg-gitteret ved en kjent lokasjon med hensyn på den akustiske senderen og å måle eller avføle Bragg-fiberbølgelengden for på den måten å identifisere det første Bragg-gitteret, og å beregne distansen fra den akustiske senderen til det andre Bragg-gitteret basert på distansen d og den kjente lokasjonen av det første Bragg-gitteret.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, der det nevnte gitteret er et flertall adskilte Bragg-gittere og der et siste Bragg-gitter i den minst ene optiske fiberen er plassert ved en laveste ende i kabelen, og hvor fremgangsmåten videre omfatter følgende trinn: å sende et signal fra en bredbåndskilde (B) ned inn i den minst ene optiske fiberen til det siste Bragg-gitteret, med en sensor ved en kjent distanse fra det siste Bragg-gitteret å måle eller avføle et retursignal fra det siste Bragg-gitteret til sensoren og en gangtid for retursignalet fra det siste Bragg-gitteret til sensoren, og å beregne lengden av kabelen fra sensoren til det siste Bragg-gitteret.

13. Fremgangsmåte følge krav 10, hvor det minst ene Bragg-gitteret har en identifiserende Bragg-fiberbølgelengde, og hvor fremgangsmåten videre omfatter følgende trinn: å sende et spørresignal fra en signalsender ned til det minst ene Bragg-gitteret, å motta med en mottagerinnretning et reflektert signal fra det minst ene Bragg-gitteret, og å beregne en forskjell mellom bølgelengden til det reflekterte signalet og Bragg-fiberbølgelengden for å bestemme et avvik fra Bragg-fiberbølgelengden som indikerer en strekkpåkjenning på det minst ene Bragg-gitteret.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor det minst ene Bragg-gitteret har en unik bølgelengde, og hvor fremgangsmåten videre omfatter følgende trinn: å kjøre kabelen og Bragg-gitterne til en kjent lokasjon ned i brønnhullet, ved den kjente lokasjonen, å måle bølgelengden til Bragg-gitteret, å beregne en endring i bølgelengde mellom den unike bølgelengden til Bragg-fibergitteret og bølgelengden målt ved den kjente lokasjonen nede i brønnhullet, og å benytte den beregnede endringen i bølgelengde for å bestemme temperaturen ved den kjente lokasjonen nede i brønnhullet.