[发明专利]一种采油管道精确布置光纤光栅传感器的装置

说明书

本发明公开了一种采油管道精确布置光纤光栅传感器的装置，属于管道监测技术领域，包括：定位柔性体和设置于定位柔性体上的收紧箍；定位柔性体上有两个方形通孔，且两方形通孔的中心距离满足分别通过各方形通孔安装的两个光纤光栅传感器在管道上角度呈90°；收紧箍为卡箍结构，其能够确保两个光纤光栅传感器安装在管道的同一圆周截面。通过本发明可以使光纤光栅传感器在造腔管道上方便快捷、精确安装且可以重复使用的装置，实现光纤光栅应变传感器在造腔管道上快速、精确布点，缩短安装周期，提高管柱变形监测精度。

技术领域

本发明属于管道监测技术领域，更具体地，涉及一种采油管道精确布置光纤光栅传感器的装置。

背景技术

地下盐穴储气库通过水溶解盐而形成空穴，用来存储天然气。地下盐穴存在温度变化大、压力高、强电磁干扰等复杂环境问题。在造腔过程中，岩层塌陷、卤水结晶、流速等诸多因素都会导致管道发生变形、断裂等危险情况的发生，从而导致造腔失败，带来财产损失以及安全事故。因此需要对管道进行监测，实时获取管道的弯曲形状，起到监测预警作用。传统的电类传感器不适合在湿度大、强电磁干扰的环境下工作，因此无源的、抗电磁干扰的光纤传感器是在如此复杂环境中实现变形监测的最佳选择。

管道弯曲形状的监测与重建原理是：在管道同一水平截面沿管道方向布置两个光纤光栅应变传感器，两个传感器相对于管道截面的圆心角呈90°，则通过管道弯曲时应变与曲率的线性关系可换算得到该截面处的空间曲率。再基于离散点曲率拟合曲线算法，结合管道不同截面处的空间曲率递推拟合出管道的弯曲形状。相关研究表明，管道弯曲变形的监测精度与传感器安装精度和数量有直接关系，因此需布点位置数量众多且布点位置准确。地下盐穴注腔管道直径大，同一水平截面两个传感器间隔角度难以精确定位，且传感器布置数量需求大，现场安装耗时长，人工成本高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种采油管道精确布置光纤光栅传感器的装置，可以使光纤光栅传感器在造腔管道上方便快捷、精确安装且可以重复使用的装置，实现光纤光栅应变传感器在造腔管道上快速、精确布点，缩短安装周期，提高管柱变形监测精度。解决了光纤光栅应变传感器在地下深层管道上精确位置布置安装的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种采油管道精确布置光纤光栅传感器的装置，包括：定位柔性体和设置于所述定位柔性体上部的收紧箍；

所述定位柔性体上有两个方形通孔，且两方形通孔的中心距离满足分别通过各方形通孔安装的两个光纤光栅传感器在管道上角度呈90°；

所述收紧箍为卡箍结构，其能够确保两个光纤光栅传感器安装在管道的同一圆周截面。

在一些可选的实施方案中，两方形通孔的中心距离L与管道周长的四分之一相等。

在一些可选的实施方案中，所述定位柔性体为弧形。

在一些可选的实施方案中，所述定位柔性体为耐磨型多轴向经编织物增强的橡胶柔性复合材料。

在一些可选的实施方案中，在所述定位柔性体背面，各方形通孔的上下两方各有一个贯通的小型槽。

在一些可选的实施方案中，设置有槽的背面，粘有双面胶，以用于将定位柔性体与管道进行临时粘连。

在一些可选的实施方案中，所述定位柔性体厚度为3mm，各方形通孔长宽比为3：2。

在一些可选的实施方案中，所述收紧箍包括箍体和连接箍体的收紧结构。

在一些可选的实施方案中，所述收紧结构包括：螺钉、螺母及钓台腿，通过调整所述钓台腿收紧所述螺钉，将箍体与管道贴紧，然后用螺母固定。

在一些可选的实施方案中，所述箍体采用镍钛合金薄片。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：