光纤EFPIFBG传感测井系统关键技术研究

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1、大连理工大学博士学位论文光纤EFPI/FBG传感测井系统关键技术研究姓名：王琦申请学位级别：博士专业：光学工程指导教师：于清旭20091201光纤EFPI／FBG传感测井系统关键技术研究调分辨率为O．63pm，对应温度分辨率为0．065℃。由于该系统采用的波长扫描环形腔掺铒光纤激光器具有毫瓦量级的输出功率，对于远距离传感应用具有极好的适应能力。由于该系统采用的波长扫描环形腔掺铒光纤激光器的波长扫描范围达到100nln以上，使得该查询仪在解调光纤EFPI传感器时更为精确，对FBG传感器解调具有更大的波分复用能力。针对高温高压长期实时测井应用，对光纤压力／温度传感器系统的若干

2、技术问题做了详细的分析并给出相应的解决方案。油气井下压力、温度是油井生产过程监控的重要参数指标。本文通过对光纤EFPI压力传感器的优化设计，并且建立合理的数学模型，利用FBG温度传感器对其进行温度补偿，消除了光纤EFPI压力传感器的温度交叉敏感性。在25℃"-300℃温度变化范围内，在压力测量量程0'-"72MPa范围内最大偏差小于满量程的±0．025％。在压力测量量程0～102MPa范围内，其压力测量分辨率达到为1．1kPa。该测井系统已成功应用于辽河油田高温稠油井的长期温度／压力实时监测，并且即将应用于中海油海上油井的温度／压力监测。关键词：光纤非本征型法布里一珀罗传

3、感器；掺铒超荧光光纤光源；宽带可调谐环形腔掺铒光纤激光器；光纤传感查询仪；光纤高温高压传感测井系统大连理工大学博士学位论文StudyonKeyTechnologiesofFiberEFPUFBGSensingSystemforOilWellLoggingAbstractOilasastrategicnon．renewableresourceisparticularlyimportantintheworld．Lowreservoirrecoveryisthecoreproblemthatoilindustryfaced．111isislargelyduetothelimit

4、edavailabilityofinformationconcerningreservoirsandwelloperation．Real—time，on—linemeasurememandmonitoringofsomekeyphysicalparametersaSwellastheirtemporalandspatialvariationsinreservoirsandwellsiSthereforevitallyimportant．However．aseriesofextremelyharshenvironment，suchaShightemperature，high

5、pressure，strongchemicalcorrosionandstrongelectromagneticinterferenceputsforwardhigherrequirementsforthesensoruseddownhole．Inaddition，thedeepwellexplorationsignaltransmissionandtheabilitytoreal．timemeasurementofoilwellalealsoveryimportant．Inthiscase．thetraditionalelectronicssensorsarenotab

6、letofullymeettheneedsoftheoilwelllogging．Theopticalfibersensorbasedonwavelengthdemodulationsuch硒fiberextrinsicFabry—Perotinterferometric(EFPI)sensorandfiberBragggrating(FBG)，晰mmeritsofwavelengthcoded，immunitytoelectromagneticinterference，lowdriftandhighprecision,hasbeenattractingmoreandmo

7、reattention．Opticalfibersensorsystemconsistsofthreeparts：sensorprobe，signaltransmissionfiberandwavelengthinterrogator．Inthisdissertation，accordingtohightemperatureandhighpressurewellloggingapplication，detailed，systematicandintensivelystudyofsomekeytechnologiesoffibe