[发明专利]提高分布式测温系统采样率的方法及系统

说明书

本申请提供的提高分布式测温系统采样率的方法及系统中，本申请在修正测温光缆中反斯托克斯光和斯托克斯光衰减系数差及标定损耗系数后，通过对接的1号光开关和2号光开关实现多路延时采集数据的方式，根据奈奎斯特定理，只有当采样频率大于2倍的信号最高频率才能完整的保留原始信号中的信息，若光电探测器的带宽是100MHz，至少需要200MM/s采样率的数据采集卡，而本申请采用多路延时的方法，可以达到(N‑1)*100MM/s的采样率，因此可以实现至少200MM/s的采样率，从而满足奈奎斯特采样定理，能更好的还原信号；因此本发明通过多路延时采集的方式，提高了分布式测温系统采样率，从而提高了系统的空间分辨率。

技术领域

本申请涉及油田测量技术领域，尤其涉及一种提高分布式测温系统采样率的方法及系统。

背景技术

在油田生产过程中，开采出的原油在计量站经计量后先对其进行加热沉降处理，之后经过分离脱水，在含水率达标的情况下被送入至成品油储罐内。由于开采出的原油中包含油、水和泥沙等多种成分，这些成分在沉降沉降罐中逐渐自然分离，形成由上至下油层、乳化层、水层和泥沙层。通过对油水分离界面进行测量，可以掌握原油在储罐内的沉降的情况。

现有储罐油水界面测量目前多是利用原油和水的密度差进行测定，常用的有电容式、电极式、浮球式、超声波探测及油份检测等技术。这些方法在实际应用时都存在一些缺陷：在某些有防爆要求的场合，不能使用需要通电的电容式、电极式检测方法；超声波探测及油分检测方法易受环境温度变化的影响，检测结果偏差较大；浮球式检测方法由于浮球体积较大，既难以对油水界面进行精确定位，也无法实时在线测量。

分布式测温技术利用原油和水的温度差测定分离界面，由于油和水的比热不同，在罐内的温度也不相同，通常水温会比油温高1-2℃，在油水之间乳化层，温度逐渐升高，利用分布式测温技术，测量罐内竖直方向上的温度分布，就可以推算出油层，乳化层和水层的位置分布。测量油水界面高度需要分布式测温系统具有较高的定位精度，系统中，与定位精度相关的变量包括激光器的脉冲宽度，光电探测器(Avalanche Photo Diode，APD)的带宽和系统的采样速率，激光器脉冲宽度越窄，APD的带宽越大，系统采样速率越高，系统的定位精度越高。但是，激光器脉冲变窄和APD带宽增大，都会降低系统的信噪比，因此不能无限制的缩窄脉冲宽度和增加APD的带宽，提高系统的采样速率不会带来信噪比降低的问题，但是高速率的采集卡成本高，研发难度大，因此亟需一种方案来提高分布式测温系统的定位精度进而提高沉降罐油水界面测量精度。

发明内容

本申请提供了一种提高分布式测温系统采样率的方法及系统，以解决在不改变激光器脉冲宽度、APD的带宽系统采样速率的前提下提高分布式测温系统的定位精度的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种提高分布式测温系统采样率的方法，包括：

将测温光纤的首端和尾端分别连接至光开关的第N通道上，根据从测温光纤头部射入时在位置x的反斯托克斯和斯托克斯光的强度，及从测温光纤尾部射入时在位置x的反斯托克斯和斯托克斯光的强度获取每条测温光缆中反斯托克斯光和斯托克斯光衰减系数差；

设定初始损失值Loss、初始损失补偿步长Step以及平均温度最大偏移量绝对值MaxShift，解调得到标定光纤各点温度分布数据，获取标定光纤的起始位置Ps和终止位置Pe之间的平均温度T，根据平均温度T计算温度偏移量Shift，当|Shift|MaxShift结束损耗系数的标定；

将参考光纤的一端与1号光开关连接，标定光纤的一端与2号光开关连接，标定光纤的另一端与测温光纤相连，其中所述1号光开关和所述2号光开关均包含一个输入口和N个输出口，将两个光开关的第1至N-1个输出口配对熔接形成第1至N-1个通道，N≥3；