專利名稱：：外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于光纖傳麟
技術(shù)領(lǐng)域：
，具微及到同時區(qū)分測量高溫高壓的光纖光柵傳感器。
背景技術(shù)：
：石油是人^以生存和發(fā)展的重要能源，隨著社會的不斷進步，油氣的科學(xué)開發(fā)顯得日趨重要。減少修井作業(yè)和關(guān)井次數(shù)，乃至減少原油的泄漏，以增加原油累計產(chǎn)量，這就需要利用先進的科學(xué)技術(shù)對油氣井下的壓力和溫度實施長期跟蹤監(jiān)測，隨時進行狀態(tài)分析，提高石油及油氣的采出率，是提高原油開采經(jīng)濟效益的重要途徑。因此，用于遠距離監(jiān)測油氣井下溫度和壓強，實施鄉(xiāng)巨離長期監(jiān)控，是目前國內(nèi)外普遍關(guān)注和研究的熱點課題之一，許多研究者正致力于研制用于井下監(jiān)測高溫高壓傳感系統(tǒng)。傳統(tǒng)的方法多采用電測方法，易受井下高溫環(huán)境和電磁干擾等條件的限制?，F(xiàn)有的光纖光柵，傳感器最高只能檢測25CTC，不能適應(yīng)在油井下25(TC以上的皿檢測，尤其不能適應(yīng)在高溫高壓注氣井下進行檢測。一般的光纖光柵壓力傳感器檢測壓力范圍小(0—20MPa)，要提高檢測范圍，首先遇到的難題是基于彈性基底光纖光柵傳感器輸出與輸入特性曲線的遲滯回線弓l起較大的遲滯誤差和非線性誤差?，F(xiàn)有的溫度和壓力同時區(qū)分測量的光纖光柵，壓力傳感器，由于受溫度和壓力的交叉敏感相互影響，使得這種光纖光柵^壓力傳感器的靈,低，檢測誤差大，檢測范圍小。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述光纖光柵傳感器的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低、檢測范圍大、靈敏度高、耐腐蝕、安全可靠、高溫高壓同時區(qū)分測量的外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在徑向加工有進油孔的外保護管的左端設(shè)置有左外保護管接頭、右端設(shè)置有右外保護管接頭，外保護管內(nèi)設(shè)置有石英管，一根光導(dǎo)纖維上制作有纟，傳感光纖光柵和壓力傳感光纖光柵，左外保護管接頭上設(shè)置有與外保護管內(nèi)相聯(lián)通的左毛細金屬管，右外保護管接頭上設(shè)置有與外保護管內(nèi)相聯(lián)通的右毛細金屬管，石英管上設(shè)置有石英堵頭，石英管左端設(shè)置有與石英管內(nèi)相聯(lián)通、與左毛細金屬管聯(lián)接的左熱縮管，石英堵頭上設(shè)置有與石英管內(nèi)相iai、與右毛細金屬管聯(lián)接的右熱縮管，左熱縮管和右熱縮管的外部設(shè)置有彈簧，光導(dǎo)纖維,A^毛細金屬管穿入纟&熱縮管進入到石英管內(nèi)，光導(dǎo)纖維的另一端經(jīng)右熱縮管從右毛細金屬穿出右外保護管接頭外。本發(fā)明的石英管為在加工有通孔的管底的軸向一端設(shè)置有聯(lián)接管、另一端設(shè)置有壓力管，管底與壓力管內(nèi)相聯(lián)通，，傳感光纖光柵設(shè)置在管底的通孔內(nèi)，壓力傳感光纖光柵設(shè)置在壓力管的內(nèi)表面上。本發(fā)明的壓力管的壁厚d為1.01.5跳壓力管的有效長度a即壓力管的長度減去石英堵頭插入部分的長度為5070mm。本發(fā)明的光導(dǎo)纖維為石英光導(dǎo)纖維。本發(fā)明的皿傳感光纖光柵的制作波長為15321552nm，壓力傳感光纖光柵的制作波長為15301550nm，壓力傳感光纖光柵制作波長至少小于溫度傳感光纖光柵制作波長2nm。本發(fā)明采用了在石英管外設(shè)置外保護管，保護了石英管，使得將石英管下到油氣井下時不容易將石英管損壞，延長了光纖光柵傳感器的使用壽命。本發(fā)明采用石英管兩端與毛細鋼管用熱縮管進行軟連接，保證光纖光柵傳感器處于自由形變的邊值條件，熱縮管外部套裝有彈簧，一方面，緩減流體對石英管封裝的光纖光柵傳感器的巨大沖擊引起的振動，防止傳感器的損壞。另一方面，軟性支撐傳感器使其無接觸保持在保護殼內(nèi)的空間。光纖光柵的制作采用在一根石英光導(dǎo)纖維上寫有^it傳感光纖光柵和壓力傳感光纖光柵，Mit傳感光纖光柵設(shè)置在石英管的管底軸向孔內(nèi)，壓力傳感光纖光柵設(shè)置在石英管的壓力管內(nèi)表面上。選用石英管作為彈性基底傳遞應(yīng)變，克服了現(xiàn)有的光纖光柵St壓力傳感器的彈性遲滯效應(yīng)，提高了輸入與輸出特性的線性度。當(dāng)井下溫度壓力同時變化時，M傳感光纖光柵只Xt溫度的變化產(chǎn)生響應(yīng)，而壓力傳感光纖光柵既會Xt溫度變化產(chǎn)生響應(yīng)，也會對壓力變化產(chǎn)生響應(yīng)，用離傳感光纖光柵測得鵬值消除壓力傳感光纖光柵測壓力時對溫度的同時感測值，從而得到壓力監(jiān)測值。采用^t補償光纖光柵，實現(xiàn)了壓力與鵬同時區(qū)分測量，改善了重復(fù)性和穩(wěn)定性，提高了測量精度和測量范圍。本發(fā)明經(jīng)大量實驗室研究試驗并在生產(chǎn)現(xiàn)場進行高溫高壓油井下實際檢測，壓力檢測范圍為050MPa，溫度檢測范圍為-30+30(TC，壓力響應(yīng)靈敏度為31pm/MPa，驢響應(yīng)靈敏為13pm/。C，壓力鄉(xiāng)艦精度為土O.2MPa，驢鄉(xiāng)樹精度為±0.5°C。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、防腐性好、檢測范圍廣、檢測精度高、使用壽命長、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，可在油井下推廣應(yīng)用。圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中石英管8的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明在井下測試的溫度壓力曲線。圖4是井下的溫度標定曲線。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一雜細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1在圖1中，本實施例的外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器由光導(dǎo)纖維l、左毛細金屬管2、左外保護管接頭3、彈簧4、左熱縮管5、溫度傳感光纖光柵6、進油孔7、石英管8、壓力傳感光纖光柵9、外保護管IO、石英堵頭ll、右熱縮管12、右外保護管接頭13、右毛細金屬管14聯(lián)接構(gòu)成。本實施例采用一根光導(dǎo)纖維l，光導(dǎo)纖維1為石英對莫光纖，在光導(dǎo)纖維l的左側(cè)上寫有i^it傳感光纖光柵6，溫度傳感光纖光柵6的制作波長為1549nm，傳感光纖光柵6只用于感受井下石油、天然氣的溫度，在光導(dǎo)纖維l的右側(cè)上寫有壓力傳感光纖光柵9，壓力傳感光纖光柵9的制作波長為1544nm，壓力傳感光纖光柵9用于感受井下石油、天然氣的壓力和溫度。在外保護管10的徑向加工有進油孔7，油氣井下的石油、天然氣可從進油孔7進入到外保護管10內(nèi)。在外保護管10內(nèi)安裝有石英管8,夕卜保護管10的兩端加工有螺紋，外保護管10的左端通過螺紋聯(lián)接安裝有左外保護管接頭3、右端通過螺紋聯(lián)接安裝有右外保護管接頭13，左外保護管接頭3和右外保護管接頭13的中心位置加工有中心孔，左外保護管接頭3的中心孔內(nèi)安裝有左毛細金屬管2，右外保護管接頭13的中心孔內(nèi)安裝有右毛細金屬管14。石英管8的開口部安裝有石英堵頭11，石英堵頭11的軸向中心位置加工有中心孔，石英管8的左端安裝有左熱縮管5，左熱縮管5與石英管8內(nèi)相聯(lián)通，石英堵頭11的外端安裝有右熱縮管12，右熱縮管12與石英管8內(nèi)相聯(lián)通。光導(dǎo)纖維1從左毛細金屬管2穿入經(jīng)左熱縮管5進入到石英管8內(nèi)，光導(dǎo)纖維1的另一端經(jīng)右熱縮管12從右毛細金屬14穿出右外保護管接頭13夕卜，將石英管8與石英堵頭11用石英粉焊接密封，石英管8與左熱縮管5之間、石英堵頭ll與右熱縮管12之間用型號為383膠密封粘接。用左熱縮管5將左毛細金屬管2與石英管8軟聯(lián)接，用右熱縮管12將石英堵頭11與右毛細金屬管14軟聯(lián)接，保證了石英管8與石英堵頭11聯(lián)接后處于自由形變的邊值條件。左熱縮管5和右熱縮管12的夕卜部S^t彈簧4，彈簧4主要用于緩減流體對碟管8的巨大沖擊弓胞的振動，防止將石英管8損壞。彈簧4其次用于石英管8與石英堵頭11軟性支撐在外保護管10內(nèi)的自由空間。左熱縮管5的左端與左毛細金屬管2的右端插接聯(lián)接后用383膠密封封接，右熱縮管12的右端與右毛細金屬管14左端插接聯(lián)接后用383膠密封封接，使得進入外保護管10內(nèi)的石油不能進入石英管8內(nèi)。在圖l、2中，本實施例的石英管8是由聯(lián)接管8-1、管底8-2、壓力管8-3連為一體構(gòu)成，管底8-2的左端與聯(lián)接管8-1連為一體、右端與壓力管8-3連為一體，聯(lián)接管8-1用于與左熱縮管5聯(lián)接。壓力管8-3為管狀體，壓力管8-3的壁厚d為L2腿，壓力管8-3的有效長度a(壓力管8-3的長度減去石英堵頭11插入部分的長度)為60mm。管底8-2和壓力管8-3用石英材料制成，管底8-2的軸向加工有中心孔，，傳感光纖光柵6設(shè)置在管底8-2的中心孔內(nèi)，壓力傳感光纖光柵9用383膠粘接在壓力管8-3的內(nèi)表面上。由于本發(fā)明采用了熱縮管和彈簧4，并采用了這種結(jié)構(gòu)的石英管8，克服了現(xiàn)有的光纖光柵溫度壓力傳感器的彈性遲滯效應(yīng)，提高了輸入與輸出特性的緣性度，采用纟鵬補償，實現(xiàn)了壓力與纟鵬同時區(qū)分觀糧，改善了重復(fù)性和穩(wěn)定性，提高了測量精度和測量范圍。實施例2在本實施例中，壓力管8-3的壁厚d為1.Omrn，壓力管8-3的有效長度a(壓力管8-3的長度減去石英堵頭11插入部分的長度)為50mm，，傳感光纖光柵6的制作波長為1532nm，壓力傳感光纖光柵9的制作波長為1530nm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例3在本實施例中，壓力管8-3的壁厚d為L5mm，壓力管8-3的有效長度a(壓說明書第5/ll頁力管8-3的長度減去石英堵頭11插入部分的長度)為70mm，，傳感光纖光柵6的制作波長為1552nm，壓力傳感光纖光柵9的制作波長為1550nm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例4在本實施例中，壓力管8-3的壁厚d為1.Omm，壓力管8-3的有效長度a(壓力管8-3的長度減去石英堵頭11插入部分的長度)為70rnm，皿傳感光纖光柵6的制作波長為1552nm，壓力傳感光纖光柵9的制作波長為1530nm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例5在本實施例中，壓力管8-3的壁厚d為1.5跳壓力管8-3的有效長度a(壓力管8-3的長度減去石英堵頭11插入部分的長度)為50mm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。本發(fā)明的工作原理如下當(dāng)本發(fā)明在井下浸入油氣層時，油氣經(jīng)外保護管10的進油孔7流入外保護管10內(nèi)，對石英管8和石英堵頭11組成一體的空腔外表面施以均布的外壓力，使得空腔內(nèi)夕卜形成壓強差而產(chǎn)生應(yīng)變，由于壓力傳感光纖光柵9沿壓力管8-3的內(nèi)表面軸向粘貼，使得石英管8的壓力管8-3軸向應(yīng)變傳遞并耦合到壓力傳感光纖光柵9沿其軸向產(chǎn)生伸(壓力減小)縮(壓力增大)應(yīng)變，使布拉格波長向短波(壓力增大)或長波(壓力減小)方向漂移，漂移的光信號通過光纜傳送到井口外。當(dāng)油氣井下的鵬發(fā)生變化時，使得沿管底8-2軸向孔內(nèi)設(shè)置的^g傳感光纖光柵6沿其軸向產(chǎn)生熱伸縮應(yīng)變，而引起其波長向短波(M減小)方向或長波(溫度增加)方向漂移，漂移的光信號通過光纜傳送到井口外。由地面設(shè)置的解調(diào)設(shè)備進行檢測，隨著井下油氣層壓力和溫度變化分別引起溫度傳感光纖光柵6和壓力傳感光纖光柵9的波長變化，通過信號處理單元即可獲得待觀拼中油氣的^it和壓強，將本發(fā)明兩端分別弓I出的M^傳感光纖光柵6和壓力傳感光纖光柵9的尾纖與光纜相串聯(lián)，即可建立多點的溫度和壓強分布式測量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為了驗證本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人采用本發(fā)明實施例1制備的外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器進行了實驗室和生產(chǎn)現(xiàn)場試驗，各種試驗結(jié)果如下實驗儀器寬帶光源，型號為ASE-CL-10-021140，由深圳朗光科技有限公司生產(chǎn)；耦合器，型號為WP15500202A1000，由無限訊(深圳)有限公司生產(chǎn)；光譜儀，型號為MS9710C，由安立公司生產(chǎn)；高溫高壓反應(yīng)裝置，型號為GY-1型，由南通華興石油儀器有限公司生產(chǎn)。1、用本發(fā)明檢測兩種定壓下的溫度實驗將本發(fā)明實施例^A高溫高壓反應(yīng)裝置內(nèi)，在0MPa壓力下，采用穩(wěn)態(tài)測溫法，由室溫逐步升至300'C，然后由30(TC逐步降至室溫。實驗結(jié)果見表l。表1OMPa溫度傳感光纖光柵6和壓力傳感光纖光柵9溫度響應(yīng)實驗數(shù)據(jù)升溫M柵波長壓力柵波長降溫鵬柵波長壓力柵波長22.51545.85091541.136123.91545.8695154U52133.21545.96531541.247533.21545.96491541.244542.81546.07181541.352042.71546.07001541.352653.31546.18641541.464652.11546.17101541.444663.11546.30831541.585561.81546.29121541.5柳73.31546.41281541.688072.11546.39691541.676584,51546.54081541.814082.51546.51501541.788694.81546.67441541.947692.51546.64491541.9215105.21546.78511542.0553102.71546.75281542.02341R51546.92141542.1936112.81546.89901542.1696124.51547.04271542.339123.01547.02361542.2912133.91547.15911542.4303132.31547.13841542.4120145.61547.29861542.5678141.71547.24811542.5147155.01547,41861542.6878152.01547.37921542.6448164.21547.52571542.7939161.51547.49101542.7546175.71547.67881542.9470徴91547.61671542.8813185.11547.81771543術(shù)9181.01547.76431543.0379195.81547.97711543.2493190.61547.90911543.1807204.41548艦115433643200.11548.03661543.3102215.41548.19111543.4593209.91548.12011543.390722231548.33701543.6102219.91548.30571543.5783232.41548.47001543.7442230.41548.44391543.7225243.01548.59611543.8683239.61548.55141543.8210253.01548.72921544.0024249.11548.67861543.9522262.11548.85601544.1302260.41548.83401544.1066271.91548.99871544.27392"70.21548.97631544.2559282.01549.13351544.4087281.61549.12871544.4053292,21549.29071544.5689292.21549.29111544.5667301.81549.42161544.7008303.41549.44201544.7236由表1可見，在OMPa壓力，升降溫過程中，壓力傳感光纖光柵9、溫度傳感光纖光柵6的反射波長隨溫度變化線性可逆，壓力傳感光纖光柵9升溫A=0.0128r+1540.7492，線性擬合度i2=0.9983，溫度傳感光纖光柵6升溫;i=0.0129r+1545.4731，線性擬合度i2=0.9986;壓力傳感光纖光柵9降溫A=0.0129r+1540.7466，線性擬合度及2=0.9983;溫度傳感光纖光柵6降溫;i=0.0129r+1545.4715，線性擬合度及2=0.9986。壓力傳感光纖光柵9的鵬響應(yīng)靈敏度為0.013nm/°C。溫度傳感光纖光柵6對溫度響應(yīng)靈敏度為0.013nm/°C將本發(fā)明方M高溫高壓反應(yīng)裝置內(nèi)，在50MPa壓力，采用穩(wěn)態(tài)測溫法，由室溫逐步升至30(TC，然后由30(TC逐步降至室溫。實驗結(jié)果見表2。表250MPaM傳感光纖光柵6和壓力傳感光纖光柵9溫度響應(yīng)實驗數(shù)據(jù)升溫鵬柵波長壓力柵波長降溫溫度柵波長壓力柵波長21.51545.83811539.623224.11545.87211539.604732.31545.95361539.685933.01545.96231539.691940.11546.03711539.817241.21546.05071539.783349.41546.13591539.914350.01546.14391539.967558.61546.25051540.047558.61546.24991540.078573.71546.41801540.193265.81546.31561540.145283.51546.52801540.296177.51546.45051540.274191.61546.63301540.436386.51546.56751540.3941101.51546.73761540.507699.01546.70511540.5257110.51546.86961540.6420110.41546.86801540.6886121.01546.99771540.7188120.71546.99391540.7615131.51547.12801540.柳3130.81547.11911540.8927139.91547.22541540.9943140.01547.22621540.942815031547,35771541.1472152.01547.37921541.1448160.61547.47941541.2475160.11547.47291541.3115169.21547.59461541.3582168.01547.57931541.3439l肌71547.76121541.5611177.01547.71271541.4863187.71547.87221541.6448187.01547.86271541.6593197.51548.00341541.7753196.41547.98891541.7625208.51548.10171541.8203209.01548.10851541.8291219.01548.29461542.0676221.01548.31991542.0925230.11548.44021542,2145230.81548.44911542.3027241.61548.57811542.3702240.51548.56301542.3326249.51548.68391542.4573249.81548.68761542.4612258.41548.80851542.5775260.11548.83011542.6277271.01548.98701542.7923269.71548.96991542.7495280,41549.11291542.8881281.31549.12481542.8514292.31549.29201543.0702290.01549.26271543.0383301.61549.41901543.1482299.81549.39561543.2522由表2可見，在50MPa壓力，升降溫過程中，壓力傳感光纖光柵9、溫度傳感光纖光柵6的反射波長隨溫度變化線性可逆，壓力傳感光纖光柵9升溫;i-0.0129r+1539.2454，線性擬合度及2=0.9981;溫度傳感光纖光柵6升溫義=0.0匿+1545.4717，線性擬合度"0.9986;壓力傳感光纖光柵9降溫;1=0.01297+1539.2556，線性擬合度i2=0.9974;溫度傳感光纖光柵6降溫義=0.01297>1545.4710，線性擬合度及2=0.9986。壓力傳感光纖光柵9)(t鵬響應(yīng)靈敏度為0.013nm/°C。Mjg傳感光纖光柵6對溫度響應(yīng)靈敏度為0.013nm/°C綜合表l、表2的結(jié)果可知，當(dāng)壓力分別為OMPa、50MPa時，在升降溫過程中，壓力傳感光纖光柵9、皿傳感光纖光柵6的反射波長隨皿變化線性相關(guān)，可逆性說明升降溫過程已消除光纖光柵傳感系統(tǒng)的^it遲滯效應(yīng)，表明該基底材料的熱脹系數(shù)在-4040(TC范圍內(nèi)保持直定，且與光導(dǎo)纖維1熱脹系數(shù)相適配。壓力傳感光纖光柵9溫度響應(yīng)靈敏度一致性,表明壓力傳感光纖光柵9檢測壓力B寸)(t溫度具有良好的可補償性和重復(fù)性。2、用本發(fā)明檢測幾種定溫下的壓強實驗將本發(fā)明方從高溫高壓反應(yīng)裝置內(nèi)實施》鵬控制，在控制驢為22'C相對恒定條件下進行加壓和減壓測試。實驗結(jié)果見表3表322"C溫度傳感光纖光柵6和壓力傳感光纖光柵9壓力響應(yīng)實驗數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表3可見，在22'C的溫度時，升降壓力過程中，壓力傳感光纖光柵9的反射波長隨壓力變化線性可逆，加壓義=-0.0313戶+1541.0979，線性擬合度A2=0.9999;減壓/1=-0.0312尸+1541.0972，線性擬合度及2=0.9999。本發(fā)明的壓力響應(yīng)靈敏度為-0.031nm/MPa。將本發(fā)明方M高溫高壓反應(yīng)裝置內(nèi)實施m控制，在控制鵬為150'C相對恒定條件下進行加壓和減壓測試。實驗結(jié)果見表4。表415(TC皿傳感光纖光柵6和壓力傳感光纖光柵9壓力響應(yīng)實驗數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>將本發(fā)明駄高溫高壓反應(yīng)裝置內(nèi)實施鵬控制，在控制m為30(TC相對恒定條件下進行加壓和減壓測試。實驗結(jié)果見表5。表530(TC時、皿傳感光纖光柵6和壓力傳感光纖光柵9壓力響應(yīng)實驗數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表5可見，在30(TC的溫度下，升降壓力過程中，壓力傳感光纖光柵9的反射波長隨壓力變化線性可逆，加壓義=-0.0312P+1544.6974，線性擬合度i2=0.9999，減壓；i=-0.0313P+1544.6986，線性擬合度及2=0.9999，壓力響應(yīng)靈敏度為-O.031nm/MPa。綜合表3、表4、表5的結(jié)果可知，當(dāng)^分別為22。C、150°C、30(TC時，在升降壓過程中，壓力傳感光纖光柵9的反射波長隨壓力變化是線性相關(guān)的，線性可逆說明升降壓力過程已消除光纖光柵傳感系統(tǒng)的應(yīng)力遲滯效應(yīng)，是實現(xiàn)溫度補償?shù)谋匾獎ε?，壓力響?yīng)靈敏度的一致性，表明用壓力傳感光纖光柵9檢測壓力具有高穩(wěn)定性和重復(fù)性。3、用本發(fā)明檢驗溫度補償實驗將本發(fā)明方從高溫高壓反應(yīng)裝置內(nèi)，當(dāng)M壓力同時變化時，驢傳感光纖光柵6只對鵬的變化產(chǎn)生響應(yīng)，而壓力傳感光纖光柵9既會贈驢變化產(chǎn)生響應(yīng)，也會對壓力變化產(chǎn)生響應(yīng)，用纟鵬傳感光纖光柵6測得離值補償壓力傳感光纖光柵9測壓力時對鵬同時感測值，由驢補償公式;ip=V——;。)經(jīng)計算得出壓力傳感光纖光柵9只對壓力變化的監(jiān)測值，見表3、表4、表5中"溫度補償后的壓力檢澳値"欄目中的數(shù)據(jù)。式中；為壓力傳感光纖光柵9檢測壓力表征的波長，；W為壓力傳感光纖光柵9同時感測壓力和溫度的表征的波長，~,為壓力傳感光纖光柵9Xt，響應(yīng)靈敏度，、為皿傳感光纖光柵6對溫度響應(yīng)靈敏度，^為溫度傳感光纖光柵6檢測溫度表征的波長。々。為溫度柵在(TC的波長。4、本發(fā)明在生產(chǎn)現(xiàn)場的實驗本發(fā)明在遼河油田進行了現(xiàn)場對比檢測溫度和壓力試驗，實驗結(jié)果見圖3。由于該油井未注高壓蒸汽，因此，井下壓力決定于水壓，由圖3可見，測得油井壓力隨深度增加呈線性增加，與實際情況相符。測得油井下纟顯度隨深度變化曲線與該井的標定曲線(圖4)相吻合。權(quán)利要求1、一種外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器，其特征在于在徑向加工有進油孔(7)的外保護管(10)的左端設(shè)置有左外保護管接頭(3)、右端設(shè)置有右外保護管接頭(13)，外保護管(10)內(nèi)設(shè)置有石英管(8)，一根光導(dǎo)纖維(1)上制作有溫度傳感光纖光柵(6)和壓力傳感光纖光柵(9)，左外保護管接頭(3)上設(shè)置有與外保護管(10)內(nèi)相聯(lián)通的左毛細金屬管(2)，右外保護管接頭(13)上設(shè)置有與外保護管(10)內(nèi)相聯(lián)通的右毛細金屬管(14)，石英管(8)上設(shè)置有石英堵頭(11)，石英管(8)左端設(shè)置有與石英管(8)內(nèi)相聯(lián)通、與左毛細金屬管(2)聯(lián)接的左熱縮管(5)，石英堵頭(11)上設(shè)置有與石英管(8)內(nèi)相聯(lián)通、與右毛細金屬管(14)聯(lián)接的右熱縮管(12)，左熱縮管(5)和右熱縮管(12)的外部設(shè)置有彈簧(4)，光導(dǎo)纖維(1)從左毛細金屬管(2)穿入經(jīng)左熱縮管(5)進入到石英管(8)內(nèi)，光導(dǎo)纖維(1)的另一端經(jīng)右熱縮管(12)從右毛細金屬(14)穿出右外保護管接頭(13)外。2、按照權(quán)利要求1所述的外壓式鵬補償高溫高壓光纖光柵傳感器，其特征在于所說的石英管(8)為在加工有通孔的管底(8-2)的軸向一端設(shè)置有聯(lián)接管(8-1)、另一端設(shè)置有壓力管(8-3)，管底(8-2)與壓力管(8-3)內(nèi)相聯(lián)通，iUit傳感光纖光柵(6)設(shè)置在管底(8-2)的通孔內(nèi)，壓力傳感光纖光柵(9)設(shè)置在壓力管(8-3)的內(nèi)表面上。3、按照權(quán)利要求2所述的外壓式鵬補償高溫高壓光纖光柵傳感器，其特征在于所說的壓力管(8-3)的壁厚(d)為1.01.5mm，壓力管(8-3)的有效長度(a)即壓力管(8-3)的長度減去石英堵頭(11)插入部分的長度為5070咖。4、按照權(quán)利要求2所述的外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器，其特征在于所說的光導(dǎo)纖維(1)為石英光導(dǎo)纖維。5、按照權(quán)利要求1或2所述的外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器，其特征在于所說的Mit傳感光纖光柵(6)的制作波長為15321552nm，壓力傳感光纖光柵(9)的制作波長為15301550咖，壓力傳感光纖光柵(9)制作波長至少小于溫度傳感光纖光柵(6)制作波長2nm。全文摘要一種外壓式溫度補償高溫高壓光纖光柵傳感器，在徑向加工有進油孔的外保護管左端設(shè)左外保護管接頭、右端設(shè)右外保護管接頭，外保護管內(nèi)設(shè)石英管，一根光導(dǎo)纖維上制作有溫度傳感光纖光柵和壓力傳感光纖光柵，左外保護管接頭上設(shè)與外保護管內(nèi)相聯(lián)通的左毛細金屬管，右外保護管接頭上設(shè)與外保護管內(nèi)相聯(lián)通的右毛細金屬管，石英管上設(shè)石英堵頭，石英管左端設(shè)與石英管內(nèi)相聯(lián)通、與左毛細金屬管聯(lián)接的左熱縮管，石英堵頭上設(shè)與石英管內(nèi)相聯(lián)通、與右毛細金屬管聯(lián)接的右熱縮管，左熱縮管和右熱縮管的外部設(shè)有彈簧，光導(dǎo)纖維從左毛細金屬管穿入經(jīng)左熱縮管進入到石英管內(nèi)，光導(dǎo)纖維的另一端經(jīng)右熱縮管從右毛細金屬穿出右外保護管接頭外。文檔編號G01L11/02GK101324189SQ20081015047公開日2008年12月17日申請日期2008年7月28日優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日發(fā)明者喬學(xué)光,雪兆,馮德全,紅周,李娟妮,偉樊,王向宇,王宏亮申請人:西安石油大學(xué)