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光纤传感在石油工业的应用

光纤传感在石油工业的应用. 2012 年 7 月. 无锡联河光子技术有限公司. 目录. 一、无锡联河光子技术有限公司简介 二、光纤传感技术 三、石油工业应用. 无锡联河光子技术有限公司简介. 无锡联河光子技术有限公司简介. 上海交通大学无锡研究院光纤传感技术研究中心的依托公司 由中央“千人计划”专家 何祖源教授 为核心的团队创立 强大的技术团队 多年的经验积累 上海交通大学和无锡市政府的支持 公司的业务方向 ： 各类光纤传感器件与系统的开发、相关的解决方案及系统集成 主要产品 ： 光纤光栅传感器和传感网络、光纤反射仪、光纤干涉仪、光纤分布式传感系统等

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光纤传感在石油工业的应用

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Presentation Transcript

  1. 光纤传感在石油工业的应用 2012年7月 无锡联河光子技术有限公司

  2. 目录 一、无锡联河光子技术有限公司简介 二、光纤传感技术 三、石油工业应用

  3. 无锡联河光子技术有限公司简介 无锡联河光子技术有限公司简介 • 上海交通大学无锡研究院光纤传感技术研究中心的依托公司 • 由中央“千人计划”专家何祖源教授为核心的团队创立 • 强大的技术团队 • 多年的经验积累 • 上海交通大学和无锡市政府的支持 • 公司的业务方向：各类光纤传感器件与系统的开发、相关的解决方案及系统集成 • 主要产品：光纤光栅传感器和传感网络、光纤反射仪、光纤干涉仪、光纤分布式传感系统等 • 应用行业：电信、电力、石油、铁路、安防等行业

  4. 无锡联河光子技术有限公司简介

  5. 光纤传感技术 光纤传感技术 • 利用光导纤维的传光特性，把被测量转换为光特性(强度、相位、偏振态、频率、波长)改变的传感器 • 光散射：当光波射入介质（光纤）时，若介质中存在某些不均匀性（如电场、相位、粒子数密度n、声速v等）使光波的传播发生变化，产生光散射。通过检测这些散射光可以用来测量相应的物理量，如温度、压力、电流等 图1 光纤中光散射示意图

  6. 入射光频率：v 后向瑞利散射光频率:v 应用技术：OTDR 后向布利渊散射光频率：v+10GHz左右OTDR 应用技术：BOTDR 后向拉曼散射光频率：v+10THz左右 应用技术：ROTDR 光波频率 无锡联河光子技术有限公司简介 光散射

  7. 光纤传感技术 光纤传感技术特点 • 光纤本身就是传感器 • 可以用来测量多种物理量，比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等。 • 只要光纤部署到的地方，就可以进行相关的信息采集。 • 相对于传统电子传感器，光纤传感器具有体积小，重量轻，灵敏度高、抗电磁干扰强、可靠性好、定位精度高、能在恶劣环境下进行非接触式、非破坏性以及远距离测量等优势，特别是适合于分布式、网络式测量， • 应用：适用于智能电网的电力装置（电力电缆、高压电力设备）电流及温度监测，电力、公路、铁路、地铁隧道火灾监测，石化管道泄漏监测、油管温度监测、电信光纤故障检测、国防边境越境监测等工业实时监控领域

  8. 光纤传感技术 DTS 技术原理 “光缆就是传感器 ” 标准通信光纤 背向散射光提供了每1m的测量 1m 光脉冲 T9,995 T9,996 T9,997 T9,998 T9,999 完全沿着光纤的测量: 10km 光纤 = 10,000 传感器

  9. 光纤传感技术 DTS 性能指标 • 多模光纤或单模光纤 • 测量距离达40km • 温度分辨率: 0.05℃ • 温度精度: 0.5℃ • 空间分别率：1m

  10. 石油工业应用 光纤传感在石油工业的应用 Downhole Instrumentation Comparison:Electronic vs. Fiber Optic • Electronic ICs • Solder joints • Batteries • Multi-components • Insulation materials • Moving parts • Passive • No electronics • Low part count • No moving parts

  11. 石油工业应用 Proven Field Use of FBGs: Downhole P/T Sensors >150 Source: Weatherford

  12. 石油工业应用 FO Sensing Installations • Optical deployments in the Oil & Gas industry to 12/2006: • 750+ fixed installations (~70% DTS for thermal operations) • 5,100+ retrievable/temporary installations • Weatherford: • 120+ fixed systems installed to-date (since 1993) • single cable multiple sensing systems (P/T, DTS, Flow Meters, etc.) • Schlumberger: • 530+ fixed installations (Thermal operations 400+ permanent wells) • 100+ temporary • 100+ DTS cable for conventional oil, some with Electrical P gauges • Halliburton: • 100+ fixed installations (85-90% DTS for thermal operations) • 5000+ temporary installations

  13. 石油工业应用 Commercial Evolution:Investments, Mergers & Acquisitions

  14. Seismic Offshore Wells Land Wells Pipelines Seismic Refineries • Downhole Seismic • MultiPoint Temp (MPT) • Borehole Pressure (BHP) • Sand Detection • MultiPoint Temp (MPT) • Perimeter Security • Leak Detection • Inventory Monitoring • Leak Detection • Perimeter Security • Seismic Streamers • Ocean Bottom Cables • MultiPoint Temp (MPT) • Borehole Pressure (BHP) • Sand Detection • Strain Sensing 石油工业应用 The Instrumented Oilfield Picture courtesy of Sabeus Sensor Systems

  15. 石油工业应用 Downhole Applications:Well Monitoring

  16. 石油工业应用 FO Distributed Temperature Sensing:

  17. 石油工业应用 Pipeline Leak Detection Fiber cable

  18. 石油工业应用 储油监测 测温光缆 油罐监测 DTS 监控主机

  19. 携手共赢，谢谢！ 谢峰：xf@sjtuwi.org.cn， 13916602185

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