基于分布式光纤振动传感器系统识别海底光电复合缆监测

随着科学技术的进步,海洋经济成了各国经济发展的关键发展项目。在此过程当中,海底光缆的应用十分广泛,在海上风电、岛屿开发以及石油平台等多种海上项目都需要海底光缆的应用。海底具有较地底更为复杂的环境,如何保证海底光缆安全运行,实时监测海底光缆动态,定位光缆故障点,成为亟须解决的问题。通过分布式光纤振动传感器,借助Φ-OTDR技术,设计海底光电复合缆的监测系统。最终借助时空谱图进行故障点与非故障点的信号变化表征,实现海底光缆故障点的实时监测与定位。

分布式光纤传感技术在海底管道健康监测中的应用

分布式光纤传感技术由于能够获得被测量信息沿空间和时间上的连续分布 ,非常适用于线形海底管道的健康监测。介绍分布式光纤传感技术及该技术在海底管道健康监测中的应用情况和面临的问题 。

分布式光纤声波传感系统记录的交通噪声的干涉处理分析

分布式光纤声波传感系统(DAS)是近年来迅速发展的高密度、低成本的地震观测设备,已经在基于面波的速度层析反演、反射成像、微地震监测等多个领域显示巨大潜力.本文基于美国加利福尼亚州Garner Valley实验中DAS记录的交通噪声数据,分析交通噪声数据特点,并利用地震干涉方法从交通噪声记录提取出近地表传播的面波信息.结果显示,利用记录时长6 s的DAS记录的车辆噪声数据,可以提取与主动源数据信号信噪比略高、特征一致的面波记录.同时,分析比较了互相关干涉、反褶积干涉和互相干干涉三种方法.结果显示三种方法均能从Garner Valley实验中DAS系统记录的公路噪声中有效提取面波信息,其中的互相干干涉和互相关干涉结果具有较高的高信噪比,互相干干涉和反褶积干涉结果有更优的频带宽度.

光纤干涉式海底地震海啸监测系统的研制与布放

研制了基于光纤干涉技术的海底地震海啸监测系统,并布放在海南省万宁市的国家海洋局乌场海洋环境监测站附近海域。研制的三分量光纤干涉地震计谐振频率大约250 Hz,灵敏度达到57 dB(0 dB代表1 rad/g),工作频率范围0.005~50 Hz,最小可探测振动加速度43.4 ng/√Hz;光纤干涉水位计测量精度达到±1 cm,测量范围0~110 m。系统自2017年10月完成布放,已经连续工作超过4年,并在长期运行过程中记录地震和实时水位数据。从2018年1月到2021年12月,在系统运行期间,东北亚地区发生里氏6.0级以上地震共计60余次,其中39次被系统成功监测,例如,给出了印度尼西亚苏拉威西附近海域发生的里氏6.8级以上地震的详细测量结果。文中报告了与这项工作相关的规划、设计、制造、实验室测试、海上安装、观测、数据采集和分析。介绍了系统布放过程,描述了地震计和水位计的工作原理,给出并分析了典型的地震记录和同期的水位监测记录。

基于BOTDA的分布式光纤在线温度监控技术研究

主要介绍基于BOTDA(Brilouin Optical Time-Domain Analysis)的分布式光纤测温系统应用于高压输电海缆温度在线监控的可行性,简要介绍了该技术的基本原理和特点。应用分布式光纤测温系统对110kV光电复合海缆进行测试,考察了仪器的测温精度、响应时间及运行可靠性等性能,试验结果说明该技术温度误差小、响应时间短、运行可靠且能实现长距离大范围测温,可有效应用于电缆温度在线监控,为实现导体温度的预警和实时计算在安全温度条件下(交联聚乙烯一般90℃)的载流量提供依据。

深海级分布式光纤地震系统的南海海试

分布式光纤声传感(DAS)技术将单根光纤视为传感和传输介质,可实时探测光纤附近的振动/声波信号,具有环境适应性强、长距离、空间连续测量等优势。本文借助海底观测平台,将DAS解调仪与传感光纤一同布放于深海,展开了为期21天的深海原位测试试验。在1423 m的深海环境中,成功实现海底振动传感系统,其平均背景噪声约为0.464 mrad/√Hz。这一结果与实验室测量结果相近。海试的数据采集结果进一步验证了该系统的可行性,通过对不同工作状态(入水、着底、移动和抛载上浮)下采集到的振动信号的时频特性进行了分析,能够清晰识别出各工作状态下的信号特征。该深海级分布式光纤地震系统提供了一种新的工程方案,海底的原位布放可以实现在更远海域和更深海底的分布式光纤地震采集,对海洋地球物理研究具有重要意义。

分布式光纤声波传感系统在西部已开发气田井下断层活动性监测中的试验研究与应用

克拉2气田是塔里木盆地储量最大的整装超高压干气气藏,也是西气东输的主力气田,经过近20年的开发已进入开发中后期,23口生产井中11口井不同程度见水.为查明该气田的水侵运移通道,在一口观察井中下入高灵敏度的分布式光纤声波传感系统,长期监测井下微地震信号.本文介绍了分布式光纤传感系统的仪器选择、监测方案设计和定位算法研究等,通过对井下微地震信号的采集、降噪、滤波、识别和定位等,研究微地震事件集中发生的区域和频率,分析气田断层的活动性与水侵的关系.井下监测和数据分析结果表明,分布式光纤声波传感系统长期监测可以为断层活动性评价提供更丰富的数据,克拉2气田西南方向断层破碎带附近有大量微地震事件,断层的稳定性较差,是导致克拉2气田气井出水的主要原因之一.

基于GIS的复合海缆监测系统设计与实现

海底电缆在远程供电、高压输电、通信、传输信号、保证海上平台正常工作方面起到关键作用。海底电缆一旦发生故障,将对海上钻井平台的生产与通信造成很大的影响。利用地理信息系统(GIS)和布里渊散射原理建立分布式海底电缆监测系统,可以实现故障位置的快速准确定位,同时给出故障电缆周边的相关信息,并给出故障原因和初步处理故障的方案,进而实现海底电缆的实时监控,有益于减少海底电缆故障带来的重大经济损失。