用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2018.03.009

山东科学 ›› 2018, Vol. 31 ›› Issue (3): 55-60.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2018.03.009

用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计

李三喜¹，马龙²*，吕京生²，张发祥²，刘小会² ，赵庆超²，李惠² ，王昌²

1．中海石油（中国）有限公司，上海 200030；2.齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院激光研究所，山东济南 250014

收稿日期:2017-11-02 出版日期:2018-06-20 发布日期:2018-06-20
作者简介:李三喜（1964—），男，工程师，研究方向为油气田开发。
基金资助:
国家自然科学基金（61605102）；山东省科技发展计划（2014GGX103005）；山东省科技重大专项（2015JMRH0319）；山东省科学院青年科学基金（2016QN002）

Design of high precision fiber Bragg grating temperature sensor for rapid measurement of oil well temperature profile

LI San-xi 1 , MA Long 2*, LÜ Jing-sheng 2 , ZHANG Fa-xiang 2 , LIU Xiao-hui 2, ZHAO Qing-chao 2 ,LI Hui 2 , WANG Chang 2

1. CNOOC (China) Co., Ltd., Shanghai 200030, China;2 Laser Institute of Shandong Academy of Sciences,Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences),Jinan 250014,China

Received:2017-11-02 Online:2018-06-20 Published:2018-06-20

摘要/Abstract

摘要：

为实现对油井温度剖面的高精度快速测量，设计了一种游走式高精度光纤光栅温度传感器，采用超细不锈钢管进行耐压封装，进行了温度响应速度的理论仿真，并分析了井下高压对测量精度的影响。对直径1.2 mm的传感器采用商用高精度解调仪进行解调后进行了测试。结果表明，设计的光纤光栅温度传感器的分辨率为0.01 ℃，测温线性范围到达175 ℃，响应速度小于108 ms，耐压可达100 MPa，能够满足油井温度剖面快速测量的需要。

关键词: 光纤光栅, 温度剖面, 油田测温, 快速测量

Abstract:

Aiming at the high precision and rapid measurement of the downhole temperature profile, a new kind of walking highprecision fiber grating temperature sensor was designed in this paper. The ultrafine stainless steel tube was used for pressure encapsulation. The theoretical simulation of the temperature response speed was carried out, and the impact of the downhole high pressure on the measurement accuracy was analyzed. The sensor with a diameter of 1.2 mm was demodulated by commercial highprecision demodulator. The results show that the resolution of the FBG temperature sensor is better than 0.01 ^oC, the linear range of the temperature reaches 175 ^oC, the response time is less than 108 ms, and the resistance to pressure is up to 100 MPa. This sensor can meet the needs of rapid measurement of the oil well temperature profile.

Key words: oilfield temperature measurement, temperature profile, rapid measurement, fiber grating

中图分类号:

TE132

李三喜，马龙，吕京生，张发祥，刘小会,赵庆超，李惠,王昌 . 用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计[J]. 山东科学, 2018, 31(3): 55-60.

LI San-xi,MA Long, Lü Jing-sheng,ZHANG Fa-xiang,LIU Xiao-hui, ZHAO Qing-chao,LI Hui,WANG Chang . Design of high precision fiber Bragg grating temperature sensor for rapid measurement of oil well temperature profile[J]. SHANDONG SCIENCE, 2018, 31(3): 55-60.

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用于油井温度剖面快速测量的高精度光纤光栅温度传感器设计

Design of high precision fiber Bragg grating temperature sensor for rapid measurement of oil well temperature profile

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