光纖分布式聲波檢測技術(shù)(DAS)在油氣勘探領(lǐng)域的地面地震波檢測、井中地震波檢測、井中分布式垂直地震剖面(VSP)數(shù)據(jù)獲取、水力壓裂的安全監(jiān)測與改善,長距離油氣管道的安全與泄漏監(jiān)測,周界安防與偵聽、大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。 (1)在石油開采監(jiān)測的應(yīng)用方面。光纖分布式聲波檢測技術(shù)在超高密度地面/井中地震波數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域是一項革命性的新技術(shù)。在實現(xiàn)高效采集的同時,可大大降低生產(chǎn)成本;光纖分布式聲波檢測技術(shù)將部分替代常規(guī)地震波檢測技術(shù);應(yīng)用于地面的分布式高密度地震波采集、井下VSP數(shù)據(jù)采集和改善水力壓裂的監(jiān)測。 (2)在長距離管線安全監(jiān)測的應(yīng)用方面。光纖分布式聲波傳感(DAS)系統(tǒng)可用于長距離石油管道、市政地下綜合管線、地埋輸電線纜等的入侵監(jiān)測。該系統(tǒng)可以檢測,定位并區(qū)分第三方入侵事件,提供長距離、無源、實時、在線、智能的管線監(jiān)測技術(shù)。 (3)在油氣管線泄漏監(jiān)測的應(yīng)用方面。光纖分布式聲波檢測技術(shù)可用于石油、天然氣等管道泄漏檢測。結(jié)合光纖分布式測溫技術(shù)可以對泄露事件進行快速檢測和定位。通過檢測滲漏口湍流產(chǎn)生的聲波信號,該信號會產(chǎn)生在管道內(nèi)長距離相對低損耗的連續(xù)負(fù)壓力波。光纖DAS系統(tǒng)可以沿整個管道探測到負(fù)壓波,并對泄漏事故的進行準(zhǔn)確定位(10米范圍內(nèi))。 (4)在礦井人員定位監(jiān)測的應(yīng)用方面。礦井下易發(fā)生爆炸、透水、冒頂?shù)戎卮笫鹿剩WC井下人員的安全極其重要。礦井人員定位系統(tǒng)對下井人員的自動跟蹤定位、災(zāi)后急救、日常管理等有著非常重要的意義。光纖DAS系統(tǒng)可以有效克服現(xiàn)有井下無線人員定位系統(tǒng)的不足,并大大簡化現(xiàn)有井下綜合管理系統(tǒng)的復(fù)雜性,實現(xiàn)日常和應(yīng)急狀態(tài)下的井下無盲區(qū)的人員、車輛等定位,為井下作業(yè)綜合管理提供有力支撐,同時探測光纜本征無源,特別適用于井下易燃易爆和強電磁干擾環(huán)境。 (5)在偵聽和周界安防領(lǐng)域的應(yīng)用方面。光纖DAS技術(shù)具有遠程(>10KM)監(jiān)聽和還原振動和聲波信號的功能,可以用于對監(jiān)獄、使館等重要區(qū)域的遠程偵聽,以及對機場、國境線、軍用通信光纜、軍事基地等大型重要設(shè)施的長距離周界埋地防護。 (6)在鐵路安全監(jiān)測的應(yīng)用方面。光纖DAS技術(shù)可能取代現(xiàn)有的許多軌道傳感器,實現(xiàn)列車準(zhǔn)確的月臺公告,車輪滾壓和其他車輪/鐵路故障判斷,鐵軌盜竊、破壞和恐怖攻擊,周圍巖石和樹木墜入以及實時列車跟蹤等問題,從而保障鐵路網(wǎng)絡(luò)的安全運行和大大降低鐵路網(wǎng)的維護成本。 (7)在大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的應(yīng)用方面。光纖分布式聲波檢測技術(shù)可實現(xiàn)從次聲波到超聲頻率范圍內(nèi)的彈性振動波測量,同時可以實現(xiàn)對探測光纜布設(shè)區(qū)域內(nèi)的高密度采樣,由于光纖材料質(zhì)量輕、耐腐蝕,抗電磁干擾,因此可以直接埋設(shè)于復(fù)合材料內(nèi)部,實現(xiàn)對飛機、火箭、空間站等大型裝備的載荷、健康狀態(tài)、結(jié)構(gòu)疲勞以及材料壽命的領(lǐng)域的監(jiān)測。 (8)在海洋水聽監(jiān)測的應(yīng)用方面。由光纖DAS構(gòu)成的新型光纖水聽系統(tǒng),可實現(xiàn)真正全分布式的水下聲波監(jiān)測,有望取代現(xiàn)有的全光纖水聽器拖曳陣列,形成全光纖輕型潛艇和水面 艦船共形分布式水聽系統(tǒng),有望實現(xiàn)對關(guān)鍵海峽和水域的快速布防。 目前,已經(jīng)完成對地埋石油管道、油井勘探和列車運行監(jiān)測等多項實際工程的成功測試。 光纖分布式聲波檢測系統(tǒng)(DAS)主要三部分:光纖分布式聲波信號分析硬件終端設(shè)備,光纖分布式聲波信號分析軟件,聲波傳感光纜。光纖分布式聲波信號分析硬件終端通過光纖接線器與傳感光纜進行單端連接。光纖聲波信號硬件終端向光纖發(fā)射光脈沖,同時對傳感光纜接收到的聲波信號進行光電探測和采集,最后形成數(shù)字傳感信號,通過光纖傳感分析軟件進行聲源定位與聲源分析。如下圖所示: 主要技術(shù)參數(shù): 1、信號解調(diào)設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo): 測量距離: 0~50公里 響應(yīng)時間: <2s 定位精度: ±2~±20米 響應(yīng)頻率: 0~500KHz 檢測參數(shù): 各種機械振動波、聲波、超聲波、地震波 通信/聯(lián)網(wǎng)接口: 100M以太網(wǎng) 工作溫度: -10℃~+50℃ 電源輸出: AC 100~240V,50~60Hz 二次開發(fā)接口: 提供動態(tài)鏈接庫方便二次開發(fā)和應(yīng)用集成 2、軟件功能和顯示模塊主要包括: 聲波(地震波)信號的時域二維和三維強度分析模塊 聲波(地震波)信號的二維頻率譜檢測和分析模塊
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