光学感测的方法及装置与流程

技术特征：
1.一种装置，所述装置包括：分布式声学传感器系统，其具有沿着待被监测的管道部署的光纤电缆，所述分布式声学传感器系统接收来自沿着光纤的反向散射光并且确定沿着所述管道从其入射的声信号；其中，所述光纤电缆沿着所述管道部署，使得在所述管道的至少一部分处所述光纤电缆卷绕所述管道，从而提高所述分布式声学传感器系统在所述至少一部分中的空间分辨率。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光纤电缆螺旋卷绕所述管道的至少一部分。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述光纤电缆被夹到在卷绕的光纤电缆的至少一部分之间的所述管道上。4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述光纤电缆在被所述光纤电缆的非卷绕部分连接的在所述非卷绕部分之间的多个部分处卷绕所述管道。5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述分布式声学传感器系统还包括干涉仪，所述干涉仪被布置成接收来自沿着所述光纤的所述反向散射光，所述干涉仪包括至少两个光路，在所述至少两个光路之间存在光路长度差，所述反向散射光在所述干涉仪中进行干涉以产生干涉分量，所述分布式声学传感器系统还包括用于测量所述干涉分量的多个光电探测器和被布置成从所述干涉分量确定光学相位角数据的处理器。6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述分布式声学传感器系统还包括干涉仪，所述干涉仪被布置成接收来自沿着所述光纤的反射光，所述干涉仪包括至少两个光路，在所述至少两个光路之间存在光路长度差，所述反射光在所述干涉仪中进行干涉以产生干涉分量，所述分布式声学传感器系统还包括用于测量所述干涉分量的多个光电探测器和被布置成从所述干涉分量确定光学相位角数据的处理器。7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述分布式声学传感器系统被布置成监测所述管道中的流体流。8.根据权利要求7所述的装置，其中，监测所述流体流包括：a)跟踪漩涡引起的压力波；和/或b)跟踪沿着所述管道产生并传播的声波。9.根据权利要求7或8所述的装置，其中，监测所述流体流还包括确定在流体流的一个或两个方向上的声速。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所确定的声速被用于确定流体成分。11.根据权利要求9或10所述的装置，其中，所确定的声速被用于确定沿着所述管道的流量分布。12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其中，监测所述流体流还包括跟踪产生于所述流体流内部的漩涡以确定流速。13.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述分布式声学传感器系统被用于：a)井内穿孔区监测；或b)在油井或气井或流线中的出砂监测。14.一种分布式声学感测方法，包括：使用具有沿着待被监测的管道部署的光纤电缆的分布式声学传感器系统来确定沿着所述管道入射的声信号，所述分布式声学传感器系统接收来自沿着光纤的反向散射光；
其中，所述光纤电缆沿着所述管道部署，使得在所述管道的至少一部分处所述光纤电缆卷绕所述管道，从而提高所述分布式声学传感器系统在所述至少一部分中的空间分辨率。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述光纤电缆螺旋卷绕所述管道的至少一部分。16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述光纤电缆被夹到在卷绕的光纤电缆的至少一部分之间的所述管道上。17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述光纤电缆在被所述光纤电缆的非卷绕部分连接的在所述非卷绕部分之间的多个部分处卷绕所述管道。18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述分布式声学传感器系统还包括干涉仪，所述干涉仪被布置成接收来自沿着所述光纤的所述反向散射光，所述干涉仪包括至少两个光路，在所述至少两个光路之间存在光路长度差，所述反向散射光在所述干涉仪中进行干涉以产生干涉分量，所述分布式声学传感器系统还包括用于测量所述干涉分量的多个光电探测器和被布置成从所述干涉分量确定光学相位角数据的处理器。19.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述分布式声学传感器系统还包括干涉仪，所述干涉仪被布置成接收来自沿着所述光纤的反射光，所述干涉仪包括至少两个光路，在所述至少两个光路之间存在光路长度差，所述反射光在所述干涉仪中进行干涉以产生干涉分量，所述分布式声学传感器系统还包括用于测量所述干涉分量的多个光电探测器和被布置成从所述干涉分量确定光学相位角数据的处理器。20.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括监测所述管道中的流体流。21.根据权利要求20所述的方法，其中，监测所述流体流包括：a)跟踪漩涡引起的压力波；和/或b)跟踪沿着所述管道产生并传播的声波。22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，监测所述流体流还包括确定在流体流的一个或两个方向上的声速。23.根据权利要求22所述的方法，其中，所确定的声速被用于确定流体成分。24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，所确定的声速被用于确定沿着所述管道的流量分布。25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法，其中，监测所述流体流还包括跟踪产生于所述流体流内部的漩涡以确定流速。26.根据权利要求14至25中任一项所述的方法，其中，所述分布式声学感测方法被用于：a)井内穿孔区监测；或b)在油井或气井或流线中的出砂监测。

技术总结
本申请涉及光学感测的方法及装置。本发明提供了用于快速定量测量沿着一段光纤传输、反射和/或散射的光场的扰动的新颖的装置及方法。本发明可以用于点传感器以及分布式传感器或两者的结合。特别地，这种技术可以应用于分布式传感器，同时显著地提高速度和灵敏度以允许检测沿一段光纤的任何地方的声波扰动，同时达到良好的空间分辨率。本发明在较广范围的声学感测和成像应用中提供了独特的优势。典型的用途是用于监测油井和气井，以用于诸如分布式流量计量和/或成像；地震成像，监测长电缆和管道；在大型容器内部成像以及安全应用。在大型容器内部成像以及安全应用。在大型容器内部成像以及安全应用。


技术研发人员：马哈茂德
受保护的技术使用者：希里克萨有限公司
技术研发日：2010.05.27
技术公布日：2022/6/28