本公開屬于鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔領(lǐng)域，特別涉及一種造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)裝置、光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、鹽穴儲(chǔ)氣庫是地下儲(chǔ)氣庫的一種，通過在地下鹽層進(jìn)行造腔可以獲得鹽穴儲(chǔ)氣庫。鹽穴儲(chǔ)氣庫主要采用水溶造腔法進(jìn)行建造。而在進(jìn)行造腔時(shí)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)造腔界面(腔體最頂部的界面，也就是阻溶劑界面)所在的位置深度。

2、相關(guān)技術(shù)中，造腔界面的監(jiān)測(cè)一般使用光纜監(jiān)測(cè)裝置，光纜監(jiān)測(cè)裝置包括一根包含有光纖、導(dǎo)線、電加熱絲的光纜線。其中，為了保護(hù)光纜線，光纜線的最外部設(shè)置一層保護(hù)外鎧。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，將光纜線連接在造腔外管的外管壁上以便跟隨造腔外管伸入到地下鹽層中，然后控制電加熱絲加熱。由于阻溶劑界面以下為鹵水，阻溶劑界面以上為氣體(阻溶劑一般為氮?dú)?。根據(jù)界面處不同物質(zhì)的熱導(dǎo)率和比熱容的不同，這樣電加熱絲在加熱時(shí)，就會(huì)在界面處產(chǎn)生溫度梯度，然后光纖感知環(huán)境的溫度梯度，并引起內(nèi)部光反射的改變而定位界面位置。

3、然而，在造腔過程中，光纜線的保護(hù)外鎧極易因?yàn)橥饬Χ茐模藭r(shí)，鹵水就會(huì)從光纜線的底部的破損位置進(jìn)入到保護(hù)外鎧的內(nèi)部。這樣，電加熱絲在進(jìn)行加熱時(shí)就會(huì)使得電加熱絲發(fā)生短路而不能加熱。并且，鹵水一旦進(jìn)入到光纜線的內(nèi)部，鹵水也會(huì)破壞光纖的外保護(hù)層，損壞內(nèi)部光纖導(dǎo)致其不能產(chǎn)生全反射，這樣就會(huì)使得整根光纜線報(bào)廢，不能繼續(xù)監(jiān)測(cè)界面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供了一種造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)裝置、光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法，可以在光纜線的外鎧的底部發(fā)生破損以后，仍然可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)界面。所述技術(shù)方案如下：

2、本公開實(shí)施例提供了一種造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)裝置，所述光纜監(jiān)測(cè)裝置包括保護(hù)外管、密封組件、加熱組件和光纖；所述光纖位于所述保護(hù)外管內(nèi)；所述密封組件位于所述保護(hù)外管和所述光纖之間，且與所述保護(hù)外管的內(nèi)壁連接，所述密封組件將所述保護(hù)外管和所述光纖之間的空間分隔為至少兩個(gè)密封段，所述至少兩個(gè)密封段沿著所述保護(hù)外管的軸線方向順次布置；所述加熱組件包括至少兩個(gè)加熱單元，所述至少兩個(gè)加熱單元與所述至少兩個(gè)密封段一一對(duì)應(yīng)，所述加熱單元被配置為獨(dú)立的為各自對(duì)應(yīng)的所述密封段和所述保護(hù)外管的頂部之間的部位加熱。

3、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述加熱單元包括電加熱絲和導(dǎo)線，所述電加熱絲的一端與所述導(dǎo)線的一端連接，所述電加熱絲的另一端和所述導(dǎo)線的另一端均位于所述加熱單元對(duì)應(yīng)的所述密封段外和所述保護(hù)外管的頂部之間。

4、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述多個(gè)加熱單元共用一根所述導(dǎo)線。

5、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述密封組件包括多個(gè)密封件，所述多個(gè)密封件沿所述保護(hù)外管的軸線方向間隔布置，且所述密封件與所述保護(hù)外管的內(nèi)壁連接，所述光纖和所述導(dǎo)線均依次密封插接在所述多個(gè)密封件中，所述電加熱絲密封插接在位于對(duì)應(yīng)的所述密封段和所述保護(hù)外管頂部之間的所有的所述密封件中；相鄰兩個(gè)所述密封件之間或者所述保護(hù)外管的底部和距離所述保護(hù)外管的底部最近的所述密封件之間形成所述密封段。

6、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述密封件為板狀樹脂結(jié)構(gòu)件，所述保護(hù)外管為金屬結(jié)構(gòu)件，所述密封件過盈裝配在所述保護(hù)外管的內(nèi)壁中。

7、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述光纖為多根，多根所述光纖平行布置，多根所述光纖分別伸入在各個(gè)所述密封段中且與所述密封組件連接。

8、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述光纜監(jiān)測(cè)裝置還包括填充物，所述填充物位于所述保護(hù)外管內(nèi)，且所述填充物填充在所述加熱組件和所述光纖之間的間隙內(nèi)。

9、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，還提供一種造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括光纜監(jiān)測(cè)裝置和分布式光纖測(cè)溫儀；所述光纜監(jiān)測(cè)裝置為以上所述的光纜監(jiān)測(cè)裝置，所述分布式光纖測(cè)溫儀與所述光纖的一端相連。

10、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，還提供一種造腔界面的監(jiān)測(cè)方法，所述監(jiān)測(cè)方法包括：向造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)裝置中的光纖輸入激光脈沖信號(hào)，所述光纜監(jiān)測(cè)裝置為以上所述的造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)裝置；獲取所述光纖的反射光信號(hào)；根據(jù)所述反射光信號(hào)，確定造腔界面所在的位置。

11、在本公開的又一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述反射光信號(hào)，確定造腔界面所在的位置，包括：根據(jù)所述反射光信號(hào)，得到不同深度所對(duì)應(yīng)的溫度值；將最大溫度差值對(duì)應(yīng)的深度確定為所述造腔界面所在的位置深度，所述最大溫度差值為溫度差值集合中的最大值，所述溫度差值集合包括沿著深度方向，任意相鄰兩個(gè)溫度值之間的差值。

12、本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

13、當(dāng)將本公開實(shí)施例提供的光纜監(jiān)測(cè)裝置使用在造腔過程時(shí)，由于該光纜監(jiān)測(cè)裝置中的密封組件位于保護(hù)外管內(nèi)，且將保護(hù)外管分割為多個(gè)密封段，這樣便可使得密封段之間彼此不連通，且均相對(duì)保護(hù)外管為密封狀態(tài)。所以，即使保護(hù)外管因?yàn)橥饨缫蛩囟蛊淇拷撞康奈恢脫p壞，而位于保護(hù)外管上方的密封段(破損位置以上的所有密封段)依然相對(duì)保護(hù)外管以外為密封狀態(tài)，即保護(hù)外管以外的鹵水并不能進(jìn)入到保護(hù)外管的破損位置以上的所有密封段中。

14、同時(shí)，又因?yàn)榧訜峤M件包括至少兩個(gè)加熱單元，且至少兩個(gè)加熱單元與至少兩個(gè)密封段一一對(duì)應(yīng)，加熱單元被配置為獨(dú)立的為各自對(duì)應(yīng)的密封段和保護(hù)外管的頂部之間的部位加熱，這就使得每個(gè)加熱單元能夠加熱對(duì)應(yīng)的密封段和保護(hù)外管頂部之間的部位。所以，當(dāng)保護(hù)外管因?yàn)橥饨缫蛩囟蛊淇拷撞康奈恢脫p壞時(shí)，位于破損位置以上的加熱單元依然能夠正常工作，這樣便可通過控制破損位置以上加熱單元加熱，以此引起環(huán)境溫度升高。

15、并且，由于光纜監(jiān)測(cè)裝置還包括光纖，這樣便可通過光纖感知因?yàn)榧訜釂卧訜岫鸬沫h(huán)境溫度的變化，進(jìn)而將環(huán)境溫度的變化轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸至位于地面上的分布式光纖測(cè)溫儀中，以此來進(jìn)一步確定界面的位置。

技術(shù)特征：

1.一種造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述光纜監(jiān)測(cè)裝置包括保護(hù)外管(1)、密封組件(2)、加熱組件(3)和光纖(4)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述加熱單元(30)包括電加熱絲(31)和導(dǎo)線(32)，所述電加熱絲(31)的一端與所述導(dǎo)線(32)的一端連接，所述電加熱絲(31)的另一端和所述導(dǎo)線(32)的另一端均位于所述加熱單元(30)對(duì)應(yīng)的所述密封段(11)外和所述保護(hù)外管(1)的頂部之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述多個(gè)加熱單元(30)共用一根所述導(dǎo)線(32)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述密封組件(2)包括多個(gè)密封件(22)，所述多個(gè)密封件(22)沿所述保護(hù)外管(1)的軸線方向間隔布置，且所述密封件(22)與所述保護(hù)外管(1)的內(nèi)壁連接，所述光纖(4)和所述導(dǎo)線(32)均依次密封插接在所述多個(gè)密封件(22)中，所述電加熱絲(31)密封插接在位于對(duì)應(yīng)的所述密封段(11)和所述保護(hù)外管(1)頂部之間的所有的所述密封件(22)中；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述密封件(22)為板狀樹脂結(jié)構(gòu)件，所述保護(hù)外管(1)為金屬結(jié)構(gòu)件，所述密封件(22)過盈裝配在所述保護(hù)外管(1)的內(nèi)壁中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的光纜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述光纖(4)為多根，多根所述光纖(4)平行布置，多根所述光纖(4)分別伸入在各個(gè)所述密封段(11)中且與所述密封組件(2)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的光纜監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述光纜監(jiān)測(cè)裝置還包括填充物(5)，所述填充物(5)位于所述保護(hù)外管(1)內(nèi)，且所述填充物(5)填充在所述加熱組件(3)和所述光纖(4)之間的間隙內(nèi)。

8.一種造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括光纜監(jiān)測(cè)裝置和分布式光纖測(cè)溫儀；

9.一種造腔界面的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述反射光信號(hào)，確定造腔界面所在的位置，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種造腔界面的光纜監(jiān)測(cè)裝置、光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法，屬于鹽穴儲(chǔ)氣庫造腔領(lǐng)域。所述光纜監(jiān)測(cè)裝置包括保護(hù)外管、密封組件、加熱組件和光纖；所述光纖位于所述保護(hù)外管內(nèi)；所述密封組件位于所述保護(hù)外管和所述光纖之間，且與所述保護(hù)外管的內(nèi)壁連接，所述密封組件將所述保護(hù)外管和所述光纖之間的空間分隔為至少兩個(gè)密封段，所述加熱組件包括至少兩個(gè)加熱單元，所述至少兩個(gè)加熱單元與所述至少兩個(gè)密封段一一對(duì)應(yīng)，所述加熱單元被配置為獨(dú)立的為各自對(duì)應(yīng)的所述密封段和所述保護(hù)外管的頂部之間的部位加熱。本公開可以在光纜線的外鎧的底部發(fā)生破損以后，仍然可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)界面。

技術(shù)研發(fā)人員：喬寬,單保東,賈建超,劉亞靜,趙偉森,于青青,王元慶,李彥東,邢紅艷,王開紅,錢學(xué)峰,羅斌,蔣明濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30