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基于光纤传感的井下套管阀压力检测技术的研究

更新时间：2020-03-26 11:26:07 大小：2M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：光纤传感 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

综述了国内外井下套管阀阀底压力检测的发展现状,研究分析了现有压力检测设备即电子式压力传感器和机械式压力传感器的优缺点,结合井下压力检测时的特殊环境和压力特点,提出了基于光纤声光调制的套管阀阀底压力检测的方案,该系统融合了光纤传感技术、光电转换技术、信号电路处理技术和基于Labview的上位机显示技术。该测量系统可满足井下温度125?,测量长度1500m,压力测量范围10~35MPa。

  设计弹性管作为敏感元件,将测量光纤缠绕在弹性管上,通过光的相位调制原理对光进行调制;设计了测量系统的结构,包括测试短节、测量光纤、传输光纤和光电转换、信号处理及界面显示;针对设计的元件分析了压力的变化引起的光纤结构的变化,进而引起光的变化,通过光电转换和电路处理引起的电压的变化,最终建立了数学模型,确定了电压与相位的对应关系,从而得到了井下压力值。为了消除温度的干扰,设计了DTS光纤温度传感器。

  针对井下特殊环境,对测量系统的硬件进行了设计,选用STC12C5410AD系列单片机实现高速采集和A/D转换,ZY_WHAD-3W系列电源模块为整个电路供电,光学系统的设计包括光源、声光调制器和光电探测器的研究,显示模块为基于Labview的显示系统。软件设计包括采集程序和A/D转换程序的设计,显示系统后面板的设计以及温度和其他补偿的程序设计。

  最后,完成了井下套管阀光纤传感系统的设计,并对整套系统进行了试验,初步完成了实验室的数据采集和分析,同时分析了不确定度来源,并计算了测量结果的相对不确定度和扩展不确定度,最终得到合成测量不确定度为0.2381％,扩展不确定度为0.4762%。

  该测量系统的设计将对今后油井下套管阀关闭时压力的测量或者井下压力测量提供一种新的方法。

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