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华中科技大学
硕士学位论文
基于光纤传感器和Web的套损监测管理系统设计
姓名:王达平
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:汪秉文
2011-01-19
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着石油开采的不断进行,油井套管损坏的现象越发严重。由于套管所处环境
恶劣,套损监测已成为困扰世界石油界的一个难题。在这种情况下,如何对油井套
管应变状态进行准确可靠、在线实时的监测就成为一个亟待解决的问题。
本文针对国内外现有的套损监测方法进行了研究,分析了套损监测中面临的问
题,总结了各种检测方法的优缺点,详细阐述了光纤传感器的特性和应变传感原理,
在此基础上,提出了利用光纤传感器的特性对套管应变进行检测的方法。论文从油
层段和非油层段两个层段详细分析了油井各个层段的套损特点,并针对各个层段的
具体情况,结合现有各种光纤传感器的传感特性,设计了不同的套管应变检测方案,
并对不能进行空间连续测量的光纤光栅传感器设计了波分复用网络。基于油田的信
息管理状况,提出构建一个在线套损监测管理信息系统。该系统将现场测量层、控
制层、管理信息层有机的结合在一起,使系统具有良好的数据传感、层间通信、信
息管理和用户体验。在详细的需求分析之后,对系统进行了总体构架设计,分别从
硬件部分和软件部分两个方面进行了详细设计,并从 UML 用例建模、数据库设计、
功能设计、软件实现等各层面对系统进行了实现。
通过套管应变的实验监测表明,基于光纤传感器的套损在线监测管理系统能够
实时、准确的监测和管理套管的工作状态,为在线套损监测管理信息系统的设计提
供了解决方案和思路。 

关键词:套损;光纤传感器;在线监测;管理信息系统
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
As oil exploitation continues, casing damage has e a problem afflicting the oil
business in the world. Because of casing deep into underground, in which a poor
environment, strata movement, high temperature and pressure, corrosion, ic
radiation, limited space, and other factors, not only lead to easy deformation of the casing,
but also cause difficulties in casing damage monitoring. Previous monitoring of casing
damage limited to periodic stop for check, post-treatment after damage, which risks the
normal production of oil and causes enormous losses. Therefore, real-time monitoring of
casing strain, forecasting and early treatment has e a serious problem.
Firstly, this thesis studied the domestic and international existing monitoring methods
of casing damage, analyzed the advantages and disadvantages of each detection method,
and proposed a detection method to realize online monitoring and early warning by using
fiber optic sensors, which has the feature of strong anti-interference, high sensitivity, high
precision and good linearity of strain measurement. Then, based on the specific situation
of the oil field, a casing damage monitoring management operating system was