分布式光纖拉曼溫度傳感器應(yīng)用領(lǐng)域介紹

分布式光纖拉曼溫度傳感器應(yīng)用領(lǐng)域介紹邊坡穩(wěn)定性實時監(jiān)測近年來我國的山體自然滑坡事故頻發(fā)，對國家及社會造成重大影響。隨著新高速、高鐵建成，各種邊坡的監(jiān)測成了當(dāng)務(wù)之急。我國是一個多山的國家，山地約占全國總面積的2／3，是世界上滑坡頻繁的國家之一?；禄顒优c滑坡體的組成物質(zhì)、力學(xué)性能、形態(tài)、層狀、軟弱面、結(jié)構(gòu)面等因素有關(guān)，機制較為復(fù)雜。邊坡內(nèi)部位移監(jiān)測一直是巖土工程界關(guān)注的重要課題。傳統(tǒng)的移動式、固定式測斜儀、GPS決定位移檢測等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于邊坡內(nèi)部位移的監(jiān)測中，但傳統(tǒng)測斜儀存在較大的不足，如數(shù)據(jù)采集儀器會出現(xiàn)漂移誤差，測斜儀導(dǎo)輪磨損、偏移等會帶來誤差。光纖傳感技術(shù)作為傳感技術(shù)的新階段，它滿足了測量的高精度、遠距離和長期性要求，為解決上述關(guān)鍵問題提供了良好的技術(shù)手段。

系統(tǒng)特點：1.現(xiàn)場無需電源，施工簡單，系統(tǒng)可靠;2.傳感器不受電磁干擾、不受雷電打擊;3.系統(tǒng)耐溫范圍大，適合惡劣環(huán)境;4.光纜既是傳感又是傳輸信號，傳感器可以串接一起，安裝方便。

幾種邊坡測量法的比較測量方法傳感原理抗干擾能力現(xiàn)場供電設(shè)備維護精度長期可靠性價格光纖光柵法光波長絕對測量最強不需要不需要最高10年以上較高電測法電信號相對測量較差需要維護困難一般臨時測試最低GPS法衛(wèi)星通訊較強需要維護困難較低3年以內(nèi)最高圖像法圖像設(shè)備差需要需要底2-3年中等橋梁健康在線監(jiān)測系統(tǒng)橋梁健康監(jiān)測的基本內(nèi)涵即是通過對橋梁結(jié)構(gòu)狀況的監(jiān)控與評估，為橋梁在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況異常嚴重時發(fā)出預(yù)警信號，為橋梁的維護維修和管理決策提供依據(jù)與指導(dǎo)。然而，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測不僅是為了結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控和評估，其信息反饋于結(jié)構(gòu)設(shè)計的更深遠的意義在于，結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與相應(yīng)的規(guī)范標準等可能得到改進。同時，橋梁健康監(jiān)測得到是數(shù)據(jù)還可以用為橋梁設(shè)計的提供反思，為橋梁研究提供“現(xiàn)場實驗室”。玨光橋梁健康在線監(jiān)測系統(tǒng)主要采用光纖光柵傳感器作為支撐傳感器件,光纖傳感器可以波分復(fù)用，串聯(lián)連接，減少布線，同時采用自主研發(fā)的MEMS式加速度計等作為物聯(lián)網(wǎng)感知層，系統(tǒng)可靠性高、施工簡單、防雷擊等優(yōu)點，可長期在線運行。采用阿里云作為數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)可靠、系統(tǒng)可擴展性強。針對不同的客戶系統(tǒng)，可靈活組合。對于業(yè)主單位的一群組橋梁，可實現(xiàn)統(tǒng)一軟件管理。

橋梁健康在線監(jiān)測系統(tǒng)框圖成功案例1.嘉善七星大橋健康檢查系統(tǒng)2.杭州京江大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測內(nèi)容傳感器及型號布設(shè)方法和目的混凝土結(jié)構(gòu)受力與變形JPFBGS-200,埋入式應(yīng)變計JPFBGS-110，表面式應(yīng)變計JPFBGS-300；銅片表面式應(yīng)變計橋墩、橋樁、橫梁及橋面等混凝土結(jié)構(gòu)澆筑時，截斷主筋安裝鋼筋應(yīng)力計,綁扎埋入式混凝土應(yīng)變計,成型結(jié)構(gòu)可表面安裝表面應(yīng)變計,進行結(jié)構(gòu)體受力和變形監(jiān)測。鋼結(jié)構(gòu)變化JPFBGS-100；鋼表面應(yīng)變計在鋼結(jié)構(gòu)體上焊接FBG應(yīng)變片,監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)體的受力及變形。橋梁結(jié)構(gòu)振動JPSC-100AMEMS加速度計；JPDAQ-1000；多功能數(shù)據(jù)采集儀將MEMS加速度傳感器安裝梁、橋面等下面,監(jiān)測此類結(jié)構(gòu)體振動頻率、振幅及最大加速度等。裂紋及接縫寬度監(jiān)測JPFBGD-300；裂縫計利用小量程位移傳感器可對裂縫寬度高精監(jiān)測。橋梁擾度JPFBGD-200；靜力水準儀安裝于橋擾度最大處和另外一個參考點，用通液管連接在一起，測量靜力水準儀液位的變化環(huán)境變量JPFBGT-300；溫度傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器等測環(huán)境溫度和結(jié)構(gòu)本身溫度、環(huán)境濕度等安裝在橋面上,監(jiān)測橋面過風(fēng)荷載。結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測光纖傳感系統(tǒng)(光纖光柵方案)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)主要用來監(jiān)測和評估建筑物的安全，如機場、體育館、大橋、隧道等，測量其位移、應(yīng)變、振動等力學(xué)參數(shù)的變化，定期歷史數(shù)據(jù)、設(shè)定測點報警閾值等。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)一般分成數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理與分析兩大子系統(tǒng)，現(xiàn)場只作數(shù)據(jù)測量，數(shù)據(jù)管理和分析一般在遠程機房進行，這可有效避免現(xiàn)場測量環(huán)境惡劣的問題。數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)由傳感器子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)有機組成；數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)包括監(jiān)測數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析處理子系統(tǒng)。玨光科技可根據(jù)工程的實際需要，定制適合于工程特點的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)可根據(jù)本公司已有產(chǎn)品進行定制：光纖傳感系統(tǒng)采用玨光琥珀系列光纖光柵解調(diào)儀，結(jié)合玨光纖光柵溫度計、光纖光柵應(yīng)變計、光纖光柵滲壓/壓力計、光纖加速度計等組成系統(tǒng)。本方案適用的場合：機場體育館大橋隧道城市軌道交通（地鐵）玨光的解決方案如下：1.采用的設(shè)備玨光琥珀?（Copal）網(wǎng)絡(luò)一體機一臺玨光琥珀?（Copal）FBGS玨光纖光柵溫度計、光纖光柵應(yīng)變計、光纖光柵滲壓/壓力計、光纖加速度計等（視工程的具體情況而定）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防火墻等視頻監(jiān)控系統(tǒng)（根據(jù)實際需求而定）光纖接線盒、分路器等若干個多芯無金屬光纜

2.采用的軟件架構(gòu)采用微軟的Sliverlight作為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的架構(gòu)采用微軟的SQL服務(wù)器作為數(shù)據(jù)服務(wù)器

3.工程實施的詳細辦法

如圖所示，系統(tǒng)以玨光琥珀系列光纖光柵解調(diào)儀為核心，由光纖接線盒和光纖分路器配合構(gòu)架，系統(tǒng)采用3G/GPRS或其他網(wǎng)絡(luò)方式和數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)子系統(tǒng)由防火墻、路由器和服務(wù)器組成。光纖分路器可以將多個光纖光柵傳感器匯集到一個光柵上，而各傳感器之間彼此互不影響。與光纖光柵串接的情況相比，通過分路器連接的光纖光柵，可以避免在某個光纖光柵斷接時，連接在該光纖光柵傳感器后面的傳感器也與系統(tǒng)相斷接，因而有效提高了系統(tǒng)的可靠性；分路器的采用是有限制的，因為每次分光，光強就會減少一半，太多的分光，就會導(dǎo)致光強變?nèi)酰还饫w光柵的埋設(shè)可根據(jù)工程實際需要實施。玨光琥珀系列光纖光柵解調(diào)儀的獨特網(wǎng)絡(luò)配置功能大大提高了監(jiān)測效率，系統(tǒng)管理人員可通過遠程控制系統(tǒng)隨時改變系統(tǒng)的設(shè)置。此外，我們也提供利用非光纖傳感器的解決方案：由一臺類似的光纖光柵解調(diào)儀利用3G/GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)中。典型案例與業(yè)績諸永高速公路隧道工程；溫嶺市石塘跨海大橋監(jiān)控；電力開關(guān)柜在線測溫報警系統(tǒng)（光纖光柵方案）

在大電流情況下，高壓開關(guān)柜的動、靜觸點及電氣設(shè)備的連接頭是最易出故障的薄弱環(huán)節(jié)，這些連接點如果接觸不良，就會嚴重發(fā)熱，其結(jié)果是加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進一步增大，形成惡性循環(huán)；發(fā)展到一定階段后，則會造成嚴重的故障，破壞供電的安全可靠。動靜觸點接頭、高壓電纜接頭、連接器導(dǎo)體部分接觸不良引起異常過熱，加速絕緣老化導(dǎo)致?lián)舸?，這是高壓開關(guān)柜的主要故障形式。

電力工業(yè)中的設(shè)備大多處在強電磁場中，一般電器類傳感器無法使用。高壓開關(guān)的在線監(jiān)測，高壓變壓器繞組、發(fā)電機定子等地方的溫度和位移等參數(shù)的實時檢測都需要絕緣性能好、體積小的傳感器，而光纖光柵具有的抗電磁干擾和獨特的安全性能恰恰能滿足在這種環(huán)境條件下的使用。采用光纖光柵溫度傳感器可以將其直接粘貼在接頭等易發(fā)熱部位上，實時監(jiān)測測點溫度的變化，從而實現(xiàn)故障的早期預(yù)測和報警。當(dāng)故障發(fā)生時，它能提供報警并迅速準確確定故障點位置，并按相應(yīng)預(yù)案采取安全處理措施。

玨光科技的解決方案如下：1.采用的設(shè)備

玨光琥珀?（Copal）網(wǎng)絡(luò)一體機一臺玨光琥珀?（Copal）FBGS絕緣光纖光柵傳感器若干個（視開關(guān)柜數(shù)目而定）光纖分路器（1×6，1×2）若干個多芯無金屬光纜數(shù)據(jù)服務(wù)器（可選）2.工程實施的詳細辦法

如圖所示，每個開關(guān)柜需要檢測的點，都需要安裝光纖光柵傳感器，一般我們采用單端的光纖光柵傳感器，通過一個1×6的光分路器和一個1×2的光分路器將光纖光柵傳感器12個探頭匯聚在多芯光纜的一根光纖里，這主要也是因為玨光琥珀系列光纖光柵解調(diào)儀每通道最多可接20個傳感器，而有多個開關(guān)柜就可重復(fù)這樣的單元。考慮到系統(tǒng)往往是集成到電力系統(tǒng)的消防系統(tǒng)中，玨光琥珀系列光纖光柵解調(diào)儀提供相應(yīng)的軟硬件接口，以實現(xiàn)聲光報警；同時也可選用數(shù)據(jù)服務(wù)器輸出測溫數(shù)據(jù)，作為歷史記錄。3.不同實際情況的可能調(diào)整如果需要增加短信報警功能，玨光琥珀系列光纖光柵解調(diào)儀也可提供相應(yīng)功能；不同的電力開關(guān)柜系統(tǒng)可能有不同的需求，我們可以考慮增加新的功能以滿足實際需求。

系統(tǒng)特點無電監(jiān)測、安全性好;光纖光柵溫度傳感器本征絕緣、監(jiān)測現(xiàn)場無需供電，安全可靠；測量準確、穩(wěn)定性好;測溫準確性達到±0.5℃；不受電磁干擾，傳感器無零漂移，長期使用無需校正；實時在線、24小時守護；全天候值守，杜絕人為疏忽；擴展性強：系統(tǒng)可以采用單通道至24通道，可最多測量432個點，可方便和電力內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，現(xiàn)已支持IEC60870-5-104規(guī)范；測量速度快，采用同步掃描、并行探測技術(shù)，數(shù)秒鐘內(nèi)可以完成溫度數(shù)據(jù)采集與傳輸；可實現(xiàn)溫升速率的測量，為溫度監(jiān)測提供強有力的技術(shù)支持；遠程傳輸，距離可達數(shù)公里至數(shù)十公里，易于組網(wǎng)。

系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容序號監(jiān)測項目安裝位置1開關(guān)柜動靜觸頭上、下ABC三項靜觸頭銅排2母線接頭接頭部位3電纜接頭接頭部位4易過熱點易過熱點部位

采用光纖測溫的必要性

提高設(shè)備安全保障，及時、持續(xù)、準確反映設(shè)備運行狀態(tài)下的健康程度，降低設(shè)備事故率，符合“無人職守變電站”目標；提供運行設(shè)備的在線監(jiān)測，降低人力成本，自動化程度高，減少停電檢修的盲目性，為設(shè)備維護提供科學(xué)的依據(jù)，符合設(shè)備“狀態(tài)檢修”目標；在電力系統(tǒng)向著500kV及以上超高壓、大容量發(fā)展中，絕緣、實時、在線的監(jiān)測手段具有重要的意義，使得監(jiān)測無盲區(qū)，符合電力發(fā)展趨勢；在事故醞釀期發(fā)現(xiàn)隱患并及時報警，防患于未然，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益；中高壓開關(guān)柜目前都為密封狀態(tài)，運行狀態(tài)下進行人工巡檢幾乎不可能，因此，柜內(nèi)設(shè)備的運行狀態(tài)的信息就成為監(jiān)測盲區(qū)；紅外測溫在開關(guān)柜運行狀態(tài)下無法獲得內(nèi)部設(shè)備的溫度信息，不能及時發(fā)現(xiàn)故障并預(yù)警，造成損失。

技術(shù)比較

紅外測溫光纖光柵測溫非接觸式測溫接觸式測溫，溫度真實可靠所測為柜體溫度，無法測得內(nèi)部觸點溫度所測溫度為內(nèi)部各觸點、連接點溫度人工巡檢形式，人為誤差大，現(xiàn)場操作頻繁全自動、每時每刻在線監(jiān)控若需要監(jiān)控多面開關(guān)柜，則需要多臺設(shè)備或不同時間監(jiān)控分布式監(jiān)控、一套設(shè)備可實現(xiàn)64面開關(guān)柜的同時監(jiān)控自動化程度低，無法接入DCS，ESC，SIS，MIS等系統(tǒng)自動化程度高，可接入DCS，ESC，SIS，MIS等系統(tǒng)

系統(tǒng)性能指標測溫范圍-40℃-120℃測溫精度±0.5℃測溫分辨率0.1℃響應(yīng)時間50s報警觸發(fā)條件溫度超過75℃（可設(shè)定）溫升速度超過8℃/Min超過區(qū)域平均溫度傳輸光纖類型單模絕緣耐高溫光纖感溫傳感器接口FC/APC通訊接口以太網(wǎng)，RS232，GPRS短信報警內(nèi)置可選模塊地?zé)犭姀S地?zé)犭姀S歷來僅限于構(gòu)造板塊的邊緣，但在增強型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）的最新進展中它展示了可以開拓更大地域范圍的能力。EGS井在這些擴展領(lǐng)域上往往比傳統(tǒng)的井更為復(fù)雜，因此需要更多的主動監(jiān)測。行業(yè)專家們一致認為改善地下可視化對于成功和可靠的開發(fā)EGS是至關(guān)重要的。基于光纖的分布式溫度傳感（DTS）技術(shù)，使壓裂作業(yè)和生產(chǎn)期間實時地可視化地下裂縫分布成為現(xiàn)實。DTS技術(shù)已被證明在石油和天然氣行業(yè)中對其地下監(jiān)測極具價值。自20世紀90年代中期以來，DTS系統(tǒng)已被廣泛使用。地?zé)峋牡叵聴l件與SAGD井非常相似。玨光科技的分布式溫度傳感（DTS）系統(tǒng)可以滿足各種地?zé)釕?yīng)用的監(jiān)測。以下是一些DTS數(shù)據(jù)可視化地下條件的途徑：通過測量分布式溫度及某些點的壓力，估算一個新井的生產(chǎn)潛力。通過對多口井的測試運行壓力積聚與壓力監(jiān)測,確定不同井之間的連接。在裂縫的激勵和壓裂過程中，監(jiān)視壓裂裂縫的發(fā)展。在壓裂過程或結(jié)束后，監(jiān)控化學(xué)注射。監(jiān)控化學(xué)藥品清洗出鉆井過程中產(chǎn)生的泥餅。監(jiān)視注水過程，DTS會追蹤和重點顯示哪個區(qū)域或裂層注入了液體。監(jiān)視生產(chǎn)井，以確定哪些區(qū)域和裂層產(chǎn)生了液體。檢測短路，從而規(guī)劃備用方案及計劃。監(jiān)視套管和油管泄漏，避免污染地下水和地下蓄水層。另外可以附加DTS通道/傳感光纜，還可監(jiān)視表面管道，以最小的額外成本獲取更多的收獲。安裝DTS在現(xiàn)場的另外一個好處是，它也可以被其他應(yīng)用程序共享——如功率熱點檢測和過熱條件下的電纜監(jiān)測，并最大限度地監(jiān)測電路的可用容量，同時最大限度地減少電纜損壞的風(fēng)險。管線監(jiān)測

玨光科技提供先進的分布式溫度傳感（DTS）解決方案，在確保管道流量的密封性和管理上存在很大的優(yōu)勢。它的快速測量少量泄漏和監(jiān)測沿著整根管道溫度變化的能力，為短期或長期的管線監(jiān)測提供了靈活可靠的解決方案。對于天然氣管道、加壓氣體逸出，系統(tǒng)可準確測量由于焦耳-湯姆遜冷卻效應(yīng)造成的在氣體逸出位置附近的溫度變化。可監(jiān)測的加壓氣體如液化石油氣（LPG），液化天然氣（LNG），氨，乙烯等。

當(dāng)管線中承載著重油、多相物、熔化物、熱水以及蒸汽時，管道密封性的監(jiān)測也非常重要，對于局部溫度上升的監(jiān)測，就可準確定位發(fā)生泄漏的位置。

目前市場上有很多種牢固的光纜可滿足多種特定項目的安裝要求。不銹鋼管或鋼絲鎧裝（SWA）的光纜可提供優(yōu)良的機械、化學(xué)和防潮保護，同時確保良好的熱傳導(dǎo)。不同類型的光纜可以滿足-196℃～+700℃范圍的溫度監(jiān)測。

公司豐富的產(chǎn)品線可滿足多種項目的應(yīng)用需求，適應(yīng)各種工作溫度范圍。便捷多樣的安裝方式使產(chǎn)品具有最大的適用性，同時具備可靠的機械保護。玨光科技可以提供多方面的支持，提供客戶的DTS解決方案的設(shè)計和安裝的技術(shù)服務(wù)。典型的光纜部署技術(shù)包括預(yù)制含光纖的電纜，或在以前安裝的專用導(dǎo)管旁拉光纜安裝于靠近管道表面。這樣的布設(shè)可確保真實再現(xiàn)管道熱分布，不受管道外部的影響。

下圖為一個典型LNG廠區(qū)儲油罐和輸氣管道在線監(jiān)測的系統(tǒng)架構(gòu)圖，用于監(jiān)測儲油罐泄漏的光纜是安裝于儲油罐雙層壁的中間，該光纜不僅可用來監(jiān)測油罐的泄漏，也可以用來監(jiān)測油罐的降溫過程。用于監(jiān)測儲油罐散熱情況的光纜安裝在混泥土板基上；用于監(jiān)測管道的光纜沿著管道布設(shè)。

LNG、LPG儲油罐及輸油、氣管道溫度監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖

事件發(fā)生與數(shù)據(jù)的關(guān)系

玨光科技的光纖分布式溫度傳感（DTS）在水合物管線的產(chǎn)生管理中也有明顯的優(yōu)勢，它可為最大程度節(jié)省化學(xué)注射液，監(jiān)測加熱控制和絕緣的密封性等提供一種經(jīng)濟實惠、成熟可靠的解決方案。此外，DTS系統(tǒng)非常適合于其他分布式溫度維護，熱分布管理，乙二醇注入和水合物控制。因此，DTS系統(tǒng)部署在加熱管道上，可提供：1.獲取帶有位置信息的溫度數(shù)據(jù)，以便確定當(dāng)?shù)鼗顒邮录拇_定溫度，而不需要先前性能特征2.供熱系統(tǒng)的優(yōu)化和控制數(shù)據(jù)3.最大限度地減少昂貴的清管和化學(xué)注射過程4.識別和跟蹤不斷發(fā)展的、潛在的不良溫度事件5.監(jiān)測管線的結(jié)構(gòu)，加熱和保溫密封性的溫度數(shù)據(jù)6.描述可能水合物的形成區(qū)域的溫度異常的精確識別智能電網(wǎng)分布式溫度傳感系統(tǒng)（DTS）在電力上，主要用于以下幾個方面：電力線隧道地下電纜海底電纜變電站設(shè)備高架電線

利用DTS技術(shù)監(jiān)視電力傳輸和分配，通過增加電路的容量降低成本，避免電纜線的損壞，保存最佳的電路負載延長電纜線壽命，可通過實時的分布式溫度監(jiān)視來實現(xiàn)：電纜線上的小熱點確定負載優(yōu)化超熱容量地最大化運行線路終身的電纜保護，監(jiān)視電纜的老化檢驗數(shù)學(xué)模型早期診斷連接點的壞損加劇故障點的檢驗和定位隧道電纜管線的的火災(zāi)報警DTS技術(shù)被認為是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，它可以讓用戶在熱量限制范圍內(nèi)最大能力的利用載流監(jiān)視電路的健康狀況，同時利用實際的環(huán)境熱條件優(yōu)化電路的載流量。DTS系統(tǒng)可用來監(jiān)視多條輸電線，采集和記錄溫度的改變過程，通過結(jié)合實際的熱數(shù)據(jù)和電纜的分級，操作者可以最大地利用負載能力，將電纜過熱的風(fēng)險降到最低，電纜過熱會導(dǎo)致電纜壽命的減少，甚至造成電纜報廢。油氣井及油藏的監(jiān)測玨光科技翡翠?系列作為分布式溫度傳感（DTS）系列產(chǎn)品，它廣泛應(yīng)用于不同分布式溫度的測量，提供實時溫度數(shù)據(jù)、可視化顯示被測場景的溫度分布。在石油、天然氣及水庫大壩等監(jiān)控場合中，它主要應(yīng)用于以下幾個方面:優(yōu)化油井的產(chǎn)量和壽命定位水和蒸汽的泄漏提供優(yōu)化的區(qū)域分布和流量的配置優(yōu)化注入式油井對于多區(qū)域充水的完井，建立注入?yún)?shù)故障診斷定位管子和設(shè)備的泄漏感知管子內(nèi)流體的流速確定不同區(qū)域之間是否存在交叉流動監(jiān)視智能完井在完井中，確保井下的流量控制，監(jiān)視氣舉閥門的位置監(jiān)控蒸汽流和SAG-D的效率確認蒸汽腔體的擴大和位置監(jiān)控油井中噴油的強度實時監(jiān)控確認井下作業(yè)的效率監(jiān)控蒸汽注入的情況監(jiān)控水泥固化過程，確認水泥的表面有無裂縫優(yōu)化氣蒸汽和氣舉閥門的動作及注入點的運行情況監(jiān)測ESP（電子安全泵）的液位和操作溫度地層沉降監(jiān)測改善油藏的激勵和補救措施在壓裂處理中，實時觀察壓裂裂縫高度增長監(jiān)視多個階段的酸處理過程

實時熱監(jiān)測，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析提供作業(yè)者更好的井下條件的可視化，減少不確定性和加速業(yè)務(wù)決策。通過捕捉關(guān)鍵的熱事件發(fā)生時間，DTS系統(tǒng)有助于消除用于記錄的風(fēng)險和人工干預(yù)的成本。DTS系統(tǒng)還可以與BHP/BHT的單點測量的光纖傳感器集成，從而降低成本，減少對井筒中的多個系統(tǒng)和光纜的需求。利用光纖技術(shù)測量井下溫度

通過下入井筒內(nèi)的一束光纖發(fā)出的光脈沖，可以了解井下溫度的分布情況。通過分布式溫度傳感技術(shù)，現(xiàn)在油井已經(jīng)實現(xiàn)這種功能，光纖技術(shù)正成為生產(chǎn)監(jiān)測與診斷的前沿技術(shù)。溫度是許多井下作業(yè)的一個重要因素，因此，長期以來，作業(yè)者一直采用熱學(xué)測量法監(jiān)測生產(chǎn)井動態(tài)。事實上，自20世紀30年代以來，工程人員便利用井筒溫度數(shù)據(jù)來推算流量貢獻、評價注水剖面，分析壓裂作業(yè)的有效性、確定套管外的水泥頂面以及識別層間竄流等。多年來，隨著其他一系列先進測井儀器的問世，這些更為新穎的測量方法使得這一最基本的測量方法黯然失色。然而，光纖技術(shù)的發(fā)展重新激發(fā)了人們對溫度測量的興趣。自第一次作為一種數(shù)據(jù)指令的傳感方法應(yīng)用于油田作業(yè)以來，光纖已逐步發(fā)展成為一種常用井下傳感器。上世紀80年代以來，光纖領(lǐng)域的研究人員開發(fā)出一種沿光纖測量溫度的方法，它不需要運動機件或井下電子設(shè)備，分布式溫度傳感技術(shù)（DTS）僅依靠一束激光和一束連續(xù)的光纖便可以收集溫度空間分布數(shù)據(jù)。與電纜測井作業(yè)中溫度數(shù)據(jù)記錄形式不同，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)可十分靈敏地測量井筒溫度，作業(yè)者可在一定的時間間隔內(nèi)獲得井耐每米（3.3英尺）的溫度數(shù)據(jù)。DTS系統(tǒng)的這一均勻取樣特性使其可以精確測量溫度變化的時間與位置，從而可使作業(yè)者更好地了解井內(nèi)的變化情況。地?zé)崽荻绕町?dāng)DTS系統(tǒng)最初下入井時，根據(jù)深度、溫度變化規(guī)律，地學(xué)家利用DTS系統(tǒng)的溫度測量結(jié)果來確定油井的地?zé)崽荻取１M管溫度梯度可用于以下測井資料的校正，但這并不是大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家所關(guān)注的焦點。他們更關(guān)注偏離熱梯度的情況，利用這些偏差，地學(xué)家可以推斷油藏流體的一些特征。油井的溫度剖面會隨著流體的注入和采出而發(fā)生改變。受到流體注入或采出的時間、速度、地層滲透率以及流體和巖層的熱特征的影響，各地層間溫度變化的幅度各不相同。DTS系統(tǒng)可監(jiān)控溫度隨時間的變化情況，以探測熱平衡紊亂的發(fā)生。雖然注入或采出作業(yè)最初可將不同溫度的流體引入至井筒內(nèi)，但流體的流動卻導(dǎo)致了其他顯著的熱變化。焦耳-湯姆孫可用于解釋熱變化的原因，這些變化與流體從油藏進入井筒時所產(chǎn)生的壓降直接相關(guān)。此類溫度變化會發(fā)生在流體流入井筒時，且通常會發(fā)生較大的壓降；該變化也會發(fā)生在流體向上流出井筒時，而此時的壓力通常會緩慢地下降，如下圖所示。壓力的下降會導(dǎo)致液體或氣體的體積發(fā)生變化，溫度也會隨之發(fā)生變化。由于這一現(xiàn)象的存在，通常當(dāng)油或水進入井筒時，溫度會升高，而當(dāng)氣體進入井筒時，溫度就會下降。因此可利用先進的節(jié)點壓力與有限元熱模擬工具（如THERMA分析軟件---適合于裝有分布式溫度傳感系統(tǒng)的郵井），來模擬地?zé)崽荻群徒苟?湯姆孫效應(yīng)。自噴氣井實例可以通過分析DTS測量結(jié)果推斷出以上信息（上圖）。在25銷售內(nèi)采集的3次測量數(shù)據(jù)可用于比較多完井層段的溫度變化情況。比較結(jié)果顯示，一些層段（包括在月2680米處最多的層段）為出行溫度變化，因此說明這些層段是非生產(chǎn)層段。在南中國海馬來西亞半島的某海上油井中，分布式溫度傳感技術(shù)被用來診斷產(chǎn)量下降的原因。當(dāng)Talisman馬來西亞有限公司發(fā)現(xiàn)BungaRaya油田中某油井出現(xiàn)生產(chǎn)問題時，便利用化學(xué)處理方法清除鉆井液殘留的乳裝液和聚合物。經(jīng)過處理后，該油井（割縫襯管裸眼完井）的產(chǎn)量即刻從200桶/日增加到2200桶/日（32立方米/日到350立方米/日）。然后在處理后的5小時內(nèi)產(chǎn)量急劇下降，并最終穩(wěn)定在處理前的產(chǎn)量水平。Talisman公司的工程師懷疑在關(guān)井的過程中，當(dāng)拆卸處理設(shè)備時，在井筒中產(chǎn)生了乳狀液和瀝青質(zhì)。作業(yè)者需要掌握更多有關(guān)油井底層特征和井眼軌跡的信息，了解處理后產(chǎn)量下降的原因，并確定乳狀也和瀝青質(zhì)產(chǎn)生的位置和原因。而如何清除這些乳狀液和瀝青質(zhì)并防止再次出現(xiàn)是另一個需要關(guān)注的問題。Talisman公司委托斯倫貝謝實現(xiàn)一次洗井計劃。通過將連續(xù)油管（CT）下入井中，作業(yè)者獲得了ACTiveDTS溫度剖面,此次測量中，作業(yè)者在ACTive工具前端獲得單點溫度數(shù)據(jù)并通過CT內(nèi)下入光纖測的光纖分布溫度的溫度數(shù)據(jù)。利用最新獲得的數(shù)據(jù)，工程師選擇了采集有代表性井底油氣樣本的最佳位置，并因此確定了最佳處理層段。DTS數(shù)據(jù)顯示整個層段的溫度都有所下降，但井端部溫度最低（上圖），溫度數(shù)據(jù)和ACTive壓力傳感數(shù)據(jù)都表明，在這一產(chǎn)量下降的生產(chǎn)井中，鄰近的注水井壓力不足是導(dǎo)致氣頂膨脹的原因。氣定膨脹導(dǎo)致氣體從井端部溢出，這是井溫度下降的原因，而這又會進而限制液體產(chǎn)出。產(chǎn)出的氣體與油和水混合產(chǎn)生了粘性乳狀也，再最終影響了該井的產(chǎn)量。未來的發(fā)展隨著DTS技術(shù)的不斷發(fā)展，作業(yè)者可采用永久式或臨時井下溫度傳感系統(tǒng)。作為永久式組件安裝在完井系統(tǒng)中時，DTS監(jiān)測系統(tǒng)可提供有價值的實時溫度數(shù)據(jù)，作業(yè)者可跟進這些數(shù)據(jù)對產(chǎn)量的改變迅速做出反應(yīng)，在修井或其它井下作業(yè)中，可利用鋼絲繩將DTS系統(tǒng)下至井筒內(nèi)火下入連續(xù)油管中，在作業(yè)結(jié)束后再降光纖從井中收回。一根細柔性鋼管包裹并保護著光纖，使得玻璃纖維可沿著井眼規(guī)矩曲折前進。地學(xué)家可利用光纖的這一特性精確定位并繪制出井下熱事件的位置。這些數(shù)據(jù)本身具有很重要的價值。然而，通過一定事件內(nèi)，進行一系列溫度測量，地學(xué)家可繪制出三維圖，在時間和空間上監(jiān)測熱事件的進展。同時還可利用一些專用程序載入做溫度軌跡，評估油井動態(tài)。在生產(chǎn)、注入和酸化增產(chǎn)作業(yè)中，將DTS數(shù)據(jù)看做是一連串的軌跡，便可獲得基于時間的油井動態(tài)參數(shù)。光纖技術(shù)的發(fā)展也有助于擴大DTS技術(shù)的應(yīng)用范圍，現(xiàn)在稠油熱菜井中，分布式溫度傳感系統(tǒng)也可以使用了，這些井（即所謂的蒸氣輔助重力泄油（SAGD）井）需要采用特別的光纜，因為稠油井中存在著含氫層段，大多數(shù)光纖暴露其中會受到侵蝕。典型的高溫SAGD井會加快此種侵蝕的速度，而造成的損害最終會阻礙激光脈沖的傳播。WellWatcherWriteBlue光纖技術(shù)的開發(fā)解決了這個難題，使得DTS系統(tǒng)能更好地耐受高溫環(huán)境和抵抗氫侵蝕。作業(yè)者利用這些永久式光纖系統(tǒng)采集的井下數(shù)據(jù)，可評估SAGD蒸汽腔的動態(tài)，從而更好地了解蒸汽注入過程。這一技術(shù)能延長油井的壽命，并可提高油氣最終彩收率。實時熱監(jiān)測，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析，使用戶能夠識別并預(yù)測任意數(shù)量的不良條件。請看以下典型熱事件在光纖安裝方面，如果光纖已經(jīng)集成于電力電纜本身，這樣就很容易利用光纖進行監(jiān)測了，這種情況多為新鋪設(shè)的光纜；如果不是這種情況，那也完全可以安全地在電纜外加裝光纖。石化儲油罐火災(zāi)報警系統(tǒng)方案（分布式測溫系統(tǒng)）眾所周知，油罐是儲油的重要設(shè)備，遍布全國大大小小的石化企業(yè)也都廣泛使用油罐儲存原油或成品油。因此，罐區(qū)內(nèi)油罐的液位、溫度、壓力等參數(shù)的準確性與可靠性至關(guān)重要。此外，在油罐區(qū)還存在著可燃氣體等危險源，這些危險源是導(dǎo)致重大危險事故發(fā)生的重要客觀因素。近年來，石油化工企業(yè)不斷發(fā)生大型爆炸事故，不僅造成重大的人員、財產(chǎn)損失，也嚴重破壞了我國化工生產(chǎn)系統(tǒng)的安全。怎樣防患于未然？將危險隱患排除在初始階段是油罐安全的關(guān)鍵。我們知道，燃燒是一種伴隨發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)過程，原油和成品油燃燒初期最顯著特征就是釋放能量使環(huán)境溫度升高，因此油庫火災(zāi)信號探測主要將溫度檢測作為火災(zāi)探測對象。利用分布式光纖溫度探測系統(tǒng)監(jiān)測油庫火災(zāi)信號具有本質(zhì)優(yōu)勢，玨光翡翠系列分布式溫度傳感系統(tǒng)是油罐安全的最佳選擇。玨光翡翠系列油庫儲油罐火災(zāi)報警系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢：分布式線型光纖感溫火災(zāi)報警系統(tǒng)(DTS)可以連續(xù)監(jiān)測到沿著探測光纜數(shù)公里的測量信息，因此特別適合用于油罐的火災(zāi)安全預(yù)警?？闺姶鸥蓴_。由于探測光纜本身由石英材料組成，完全電絕緣，同時溫度信號以光纖為載體進行傳遞，本身安全可靠，不受任何外界電磁環(huán)境干擾。有效防雷。雷電經(jīng)常破壞大量的電測傳感器，近年油庫區(qū)由于雷電引發(fā)的火災(zāi)時有發(fā)生，嚴重威脅著油庫的安全。光纖傳感器由于完全電絕緣，可以有效抵抗高電壓和高電流的沖擊。分布式線型光纖感溫火災(zāi)報警系統(tǒng)（DTS）具有快速準確定位功能，能夠準確快速地將引起火災(zāi)點進行定位。玨光的解決方案如下：1.采用的設(shè)備玨光翡翠?（Emerald）分布式溫度傳感主機玨光翡翠?（Emerald）系列多模絕緣光纖網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防火墻等視頻監(jiān)控系統(tǒng)（根據(jù)實際需求而定）光纖接線盒、分路器等若干個2.工程實施的可能辦法及可靠性考慮考慮到系統(tǒng)是采用分布式的測量，如果發(fā)生光纖斷裂就無法持續(xù)測量溫度，所以系統(tǒng)設(shè)計必須具有冗余性以避免因為光纖的某個部位斷裂而導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法運行，通常有以下幾種方案可供參考：在多個油罐同時監(jiān)控的情況下，在光纖的布線上可以采用光纖接線盒將每個油罐的傳感光纖匯集到一根光纜上進行傳輸，再將光纜連接到玨光翡翠?（Emerald）分布式溫度傳感主機的多路輸出上。工程中，玨光翡翠?（Emerald）分布式溫度傳感主機也可以安裝于現(xiàn)場，數(shù)據(jù)采用GPRS模塊進行傳輸，數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)可以獨立工作。冗余感溫光纖但不冗余測溫主機從性價比看，這是一個很好的選擇，特別適合于油罐相對較少的場合。玨光翡翠?（Emerald）分布式溫度傳感系統(tǒng)具有多個通道，即使一根光纖發(fā)生斷裂，系統(tǒng)同樣能夠正常測溫；同時，光纖發(fā)生斷裂時系統(tǒng)也會自動報警。冗余測溫主機但不冗余感溫光纖考慮到測溫主機的可靠性，可以采用冗余測溫主機但不冗余感溫光纖的方法；完全獨立的兩套系統(tǒng)可以有效避免測溫主機出現(xiàn)故障時引發(fā)整套系統(tǒng)的崩潰。同時冗余感溫光纖和感溫主機這是最好的解決方法，可以全方位保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。隧道光纖感溫火災(zāi)報警和滲漏探測系統(tǒng)（分布式測溫系統(tǒng)）在公路高速發(fā)展的今天，隧道越來越多的被用于路程的開發(fā)與應(yīng)用，而隧道的安全也成了公路建設(shè)不可忽視的重要問題，隧道安全主要表現(xiàn)在隧道火災(zāi)、隧道滲漏等幾個方面。隧道火災(zāi)的主要特點有：消防撲救難度大。隧道是封閉的狹長空間,發(fā)生火災(zāi)后煙氣大且不易散發(fā),隧道越長煙氣則越難以排除；火災(zāi)時火勢集中,溫度高,輻射熱強,消防人員不易接近起火部位,滅火范圍受到限制,從而給消防撲救帶來巨大的困難。火災(zāi)蔓延速度快。在隧道內(nèi)行駛的車輛往往攜帶有一定數(shù)量的燃料(易燃液體或可燃氣體),起火后會猛烈燃燒，以致發(fā)生爆炸；同時,裝有大量可燃貨物的載重汽車也會加劇燃燒