螺旋结构光缆在分布式地震检波系统中的实验研究

发布时间：2017-12-06 18:18

  本文关键词：螺旋结构光缆在分布式地震检波系统中的实验研究

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【摘要】：随着我国对油气资源需求的不断增加,对油气资源的勘探、开发力度逐渐加大,在实际勘探过程中我国同国外存在较大的技术差距。近年来随着光纤传感技术的发展,其在油气勘探领域的应用也引起了广泛的关注。光纤传感技术以光纤作为传输与传感介质,抗电磁干扰能力强、体积小、重量轻、耐腐蚀、耐高温,能适应地震勘探的恶劣工作环境。基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)技术的分布式地震检波系统,其不仅具有抗电磁干扰、抗腐蚀等优点,还拥有灵敏度高、长距离连续分布式测量等重要特征。相比于传统的检波方式光纤分布式地震检波系统可以完成光纤链路上成千上万点的同时采集,而传统的检波系统要通过多个检波器的级联,与多次检波器的提升才能完成完整数据的采集。同时光纤分布式地震检波系统有着可调节的空间分辨率,即地震勘探中的通道密度可以根据应用需要自行设置。这使得其在油气勘探方面具有广阔的应用空间。将分布式检波系统成功的应用于油气勘探有望对传统勘探技术实现一种突破,对我国的石油勘探和开采也将有重大的意义。本文针对分布式地震检波系统的系统特性和工程应用两个方面展开研究,主要完成以下工作：1)从光纤瑞利散射现象和Φ-OTDR技术原理两方面阐述了光纤分布式地震检波系统的传感理论,继而对光纤分布式地震检波系统的主要性能指标进行了分析,最后针对系统的设计探讨了光学系统、光源线宽、频漂以及光电探测方式等因素对系统性能的影响。2)介绍了常用光缆结构与分类,进而通过对光缆结构的研究与应用需求的结合,提出了一种螺旋光缆结构,通过理论分析确定光纤最佳螺旋角度为33°,在此基础上进行了螺旋结构光缆的模拟实验,实验中发现螺旋光缆相对于传统直缆,对信号具有更好的响应灵敏度,最后针对光缆实际应用提出了铺设建议。3)对光学系统进行了搭建调试与优化,开展了针对地震检波实验测试,对构建的系统性能进行了评估,实验中发现光纤分布式地震检波系统与传统检波器信号在频域和时域上有较好的一致性。在此基础上进行了井下地震检波现场实验与地面地震检波现场实验,对比传统电子检波器与光纤检波器数据,进一步验证了分布式地震检波系统在地震勘探中应用的可行性。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212;P631.436

【参考文献】

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本文编号：1259518