ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕКОГЕРЕНТНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ

1. Способ оценки расстояния до позиции вдоль оптического волокна, содержащий этапы, на которых:
формируют оптический сигнал посредством измерительного блока, причем оптический сигнал имеет длину волны в некотором диапазоне длин волн, причем оптический сигнал модулируют посредством модулирующего сигнала с частотой модуляции;
передают модулированный оптический сигнал из источника излучения в оптическое волокно, причем оптическое волокно соприкасается с подвижным нагружающим элементом, установленным на позиции вдоль оптического волокна, причем оптическое волокно включает в себя множество местоположений обнаружения, выполненных с возможностью отражения света в диапазоне длин волн под нагрузкой от нагружающего элемента и передачи света в диапазоне длин волн при отсутствии нагрузки от нагружающего элемента;
принимают отраженный сигнал, включающий в себя свет, отраженный по меньшей мере от одного из местоположений обнаружения;
демодулируют отраженный сигнал с использованием опорного сигнала для формирования данных отраженного сигнала; и
определяют расстояние до позиции вдоль оптического волокна на основании данных отраженного сигнала.
2. Способ по п. 1, в котором модулирующий сигнал имеет переменную частоту модуляции в течение некоторого периода времени.
3. Способ по п. 2, в котором длина волны оптического сигнала является, по существу, постоянной в течение некоторого периода времени.
4. Способ по п. 1, в котором демодуляция отраженного сигнала включает в себя этап, на котором преобразуют данные отраженного сигнала из частотной области в пространственную область для обеспечения набора измерений, соответствующего длине оптического волокна, и определение расстояния включает в себя этап, на котором идентифицируют пик в преобразованных данных отраженного сигнала.
5. Способ по п. 1, в котором опорный сигнал имеет по меньшей мере, по существу, ту же форму, что и модулирующий сигнал.
6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором устанавливают оптическое волокно в стволе скважины в геологическом пласте и прикрепляют нагружающий элемент к скважинному компоненту, при этом позиция вдоль оптического волокна соответствует местоположению скважинного компонента в стволе скважины.
7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором размещают оптическое волокно в емкости текучей среды, при этом нагружающий элемент расположен на поверхности текучей среды в емкости и выполнен с возможностью перемещения в ответ на изменение уровня поверхности.
8. Способ по п. 1, в котором нагружающий элемент является плавающим элементом, расположенным вокруг оптического волокна и подвижным вдоль оптического волокна.
9. Способ по п. 1, в котором множество сенсорных элементов
является множеством волоконных решеток Брэгга, причем каждая волоконная решетка Брэгга имеет первую центральную длину волны, когда находится под нагрузкой от нагружающего элемента, и вторую центральную длину волны при отсутствии нагрузки от нагружающего элемента, причем длина волны оптического сигнала находится между первой центральной длиной волны и второй центральной длиной волны.
10. Способ по п. 9, в котором длина волны оптического сигнала является по меньшей мере, по существу, постоянной, и отраженный сигнал включает в себя пару пиков, соответствующих местоположениям, где центральная длина волны волоконной решетки Брэгга соответствует длине волны оптического сигнала.
11. Способ по п. 9, в котором длина волны оптического сигнала изменяется в диапазоне длин волн между первой центральной длиной волны и второй центральной длиной волны, и отраженный сигнал включает в себя кривую, соответствующую волоконным решеткам Брэгга, которые отражают длины волн в диапазоне длин волн.
12. Способ по п. 4, в котором преобразование включает в себя этап, на котором применяют быстрое преобразование Фурье к демодулированному отраженному сигналу.
13. Система для оценки расстояния до позиции вдоль оптического волокна, содержащая:
источник излучения, выполненный с возможностью формирования оптического сигнала с длиной волны в некотором диапазоне длин волн;
оптическое волокно, оптически связанное с источником
излучения и соприкасающееся с подвижным нагружающим элементом, установленным на позиции вдоль оптического волокна, причем оптическое волокно включает в себя множество местоположений обнаружения, выполненных с возможностью отражения света в диапазоне длин волн при нагрузке от нагружающего элемента и передачи света в диапазоне длины волны при отсутствии нагрузки от нагружающего элемента;
модулятор, выполненный с возможностью модуляции оптического сигнала с использованием модулирующего сигнала, имеющего изменяющуюся частоту модуляции в течение некоторого периода времени;
детектор, выполненный с возможностью приема отраженного сигнала, включающего в себя свет, отраженный по меньшей мере от одного местоположения обнаружения; и
процессор, выполненный с возможностью демодуляции отраженного сигнала с использованием опорного сигнала для формирования данных отраженного сигнала, и определения расстояния до позиции вдоль оптического волокна на основании данных отраженного сигнала.
14. Система по п. 13, в которой модулирующий сигнал имеет переменную частоту модуляции в течение некоторого периода времени.
15. Система по п. 14, в которой длина волны оптического сигнала является, по существу, постоянной в течение некоторого периода времени.
16. Система по п. 13, в которой процессор выполнен с возможностью преобразования данных отраженного сигнала из
частотной области в пространственную область для обеспечения набора измерений, соответствующего длине оптического волокна, и определения расстояния с помощью идентификации пика в преобразованных данных отраженного сигнала.
17. Система по п. 13, в которой оптическое волокно выполнено с возможностью размещения в емкости текучей среды, и нагружающий элемент выполнен с возможностью размещения на поверхности текучей среды в емкости и перемещения в ответ на изменение уровня поверхности.
18. Система по п. 17, дополнительно содержащая по меньшей мере один дополнительный нагружающий элемент, при этом емкость текучей среды включает в себя первую текучую среду и вторую текучую среду, причем нагружающий элемент выполнен с возможностью размещения на поверхности первой текучей среды, и дополнительный нагружающий элемент выполнен с возможностью размещения на поверхности второй текучей среды.
19. Система по п. 13, в которой множество сенсорных элементов является множеством волоконных решеток Брэгга, причем каждая волоконная решетка Брэгга имеет первую центральную длину волны, когда находится под нагрузкой от нагружающего элемента и вторую центральную длину волны, когда нет нагрузки от нагружающего элемента, причем длина волны оптического сигнала находится между первой центральной длиной волны и второй центральной длиной волны.
20. Система по п. 19, в которой длина волны оптического сигнала является по меньшей мере, по существу, постоянной, и отраженный сигнал включает в себя пару пиков, соответствующих
местоположениям, где центральная длина волны волоконной решетки Брэгга соответствует длине волны оптического сигнала.
21. Система по п. 19, в которой длина волны оптического сигнала изменяется в диапазоне длин волн между первой центральной длиной волны и второй центральной длиной волны, и отраженный сигнал включает в себя кривую, соответствующую волоконным решеткам Брэгга, отражающим длины волн в диапазоне длин волн.