EA007244B1

EA007244B1 - Узел со спирально свернутыми оптическими волокнами для измерения давления и/или других физических данных

Info

Publication number: EA007244B1
Application number: EA200501424A
Authority: EA
Inventors: Александер Михал Ван Дер Спек
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2006-08-25
Also published as: CA2518033C; AU2004219914B2; WO2004081509A1; EP1604181A1; US20060071158A1; US7315666B2; CA2518033A1; ATE521877T1; BRPI0407981A; EA200501424A1; EP1604181B1; AU2004219914A1; NO20054564L

Abstract

Раскрыты способ и система для измерения давления и/или других физических данных, таких как температура, удлинение, закручивание и/или изгиб в любой точке на протяжении длины удлиненной трубки-держателя посредством одного или нескольких спирально свернутых оптических волокон, которые включены в стенку трубки так, что изменение формы трубки-держателя вызывает деформацию каждого оптического волокна. При использовании импульсный источник лазерного света направляет последовательность световых импульсов выбранной длины волны от верхнего конца каждого оптического волокна в спирально свернутый по существу однородный световодный канал, образованный указанным оптическим волокном, а узел светочувствительных датчиков обнаруживает любой сдвиг длины волны световых импульсов, обратно рассеянных от различных мест по длине указанного световодного канала. Затем узел обработки сигналов вычисляет картину деформаций по длине волокна и разность давлений между внутренней частью и наружной стороной трубки в различных местах на протяжении длины трубки-держателя. Предпочтительно, чтобы несколько волокон были закручены при различных углах подъема и в различных направлениях и на различных диаметрах в стенке трубки-держателя, а узел обработки сигналов вычислял изгиб, закручивание и как радиальное, так и осевое изменения формы трубки-держателя на основе сравнения картин деформаций, наведенных на различные оптические волокна.

Description

Уровень техники

Изобретение относится к способу и системе, предназначенным для измерения давления и/или других физических данных, таких как температура и деформация вследствие осевого напряжения, напряжений при кручении и изгибе, посредством одного или нескольких оптических волокон, которые вставлены в деформируемую трубку-держатель.

Известны различные волоконно-оптические системы для измерения давления и/или температуры на протяжении больших интервалов.

В публикациях патентов Японии ΙΡ6043056, ΙΡ9026370, ΙΡ6148017, ΙΡ60219503, ΙΡ2000-018981 раскрыты волоконно-оптические системы измерения давления, в которых спирально свернутые оптические волокна помещены в гибкий трубчатый или цилиндрический корпус-держатель, так что деформация корпуса-держателя вызывает изменение кривизны и формы спирально свернутого оптического волокна. Это изменение формы вызывает изменение потерь на прохождение оптических сигналов, проходящих от одного конца к другому концу спирально свернутого волокна. Эти известные системы выполнены с возможностью определения среднего давления, оказываемого на корпус-держатель, и не предназначены для использования в качестве датчиков распределенного давления, которые определяют давление, оказываемое на различные места на протяжении длины корпуса-держателя, и отображают изменения давления на протяжении длины корпуса-держателя.

В патентах США №№ 5,845,033 и 6,233,374 и в Международных патентных заявках \¥О 00/00799 и XVО 01/07935 раскрыты спирально свернутые оптические волокна, называемые волоконными брэгговскими решетками, предназначенные для обнаружения давления, оказываемого на трубку-держатель, в которую вставлены спирально свернутые оптические волокна. Волоконная брэгговская решетка образована парой смещенных вдоль оси разрывов волокна, на которых происходит отражение света в узкой полосе на определенной длине волны. Изменение зазора между парой таких разрывов, например, вследствие деформации, вызванной давлением и/или температурой, приводит к сдвигу длины волны отраженного света. Поэтому обнаруженный сдвиг длины волны при отражении волоконной брэгговской решеткой может быть увязан с увеличением или уменьшением длины оптического волокна между парой разрывов, которые образуют решетку. Многие волоконные брэгговские решетки могут быть распределены по длине оптического волокна, а сигналы, отраженные этими решетками, могут быть мультиплексированы и отделены друг от друга известными интерферометрическими способами разделения сигналов. Оптические измерительные системы с волоконной брэгговской решеткой могут быть использованы для измерения распределенного давления по длине удлиненной трубки-держателя, но имеющиеся в настоящее время способы разделения сигналов накладывают ограничения на количество волоконных брэгговских решеток, которое можно распределить по длине оптического волокна. Кроме того, волоконные брэгговские решетки образуют неподвижные участки датчиков в оптическом волокне, так что измерения давления и/или другие измерения могут быть выполнены только на предварительно выбранных участках волокна, которые вследствие этого располагают в предварительно выбранных местах, где должны быть сделаны измерения.

В заявке СВ2303445 на патент Великобритании раскрыт гидрофон, содержащий спирально свернутое оптическое волокно, которое помещено в гибкую трубу, которая расположена между двумя жесткими фланцами. В случае, когда к волокну прикладывается изотропное давление, в оптическом волокне возникает вектор анизотропного напряжения, который можно обнаружить, используя двойное лучепреломление в оптическом волокне. Следовательно, известные из уровня техники гидрофоны выполнены с возможностью обнаружения изотропного давления в воде, окружающей гидрофон, и непригодны для использования в качестве датчиков распределенного давления.

В патентах США №№ 5,765,948 и 5,825,804 раскрыты системы с волоконно-оптическими датчиками распределенной температуры, в которых определяется только распределение температур по отрезку оптического волокна на основе оптической рефлектометрии во временной области, при этом используется рамановский спектр света обратного рассеяния, который содержит информацию о температуре.

В заявке 0377549 на европейский патент раскрыта комбинированная волоконно-оптическая система с датчиками распределенного давления и с датчиками распределенной температуры, в которой используется волокно, которое имеет центральную светопроводящую область, в которую вводится сигнал запроса, и периферийную светопроводящую область, содержащую люминесцирующий материал, в которую относительно большая доля света отклоняется из центральной области под влиянием силы, действующей на волокно. Свет, пропускаемый люминесцирующим материалом, имеет уникальную длину волны, которая отличается от длины волны запросного света. Путем использования импульсного источника запросного света и путем измерения времени прохождения света, передаваемого люминесцирующим материалом, может быть обнаружено место (места), в котором на волокно действует сила.

В международной патентной заявке νθ 98/27406 раскрыта комбинированная волоконнооптическая система с датчиками распределенного давления и с датчиками распределенной температуры, в которой длина волны света обратного рассеяния используется для измерения как температуры, так и давления в любой точке по длине оптического волокна. Длина волны света обратного рассеяния изменяется в зависимости от деформации и температуры в точке, от которой свет рассеивается назад, и этот

- 1 007244 эффект известен как бриллюэновский сдвиг. Путем точного измерения как амплитуды, так и частотного сдвига света бриллюэновского обратного рассеяния и сравнения его с эталонным волокном температура и деформация могут быть определены одновременно в любой точке по длине обычного оптического волокна, которое может иметь единственный волноводный канал.

Недостаток известной системы заключается в том, что бриллюэновский сдвиг создает довольно слабый сигнал в ответ на изменения деформации волокна, так что измерение по связанному с деформацией сигналу обратного рассеяния имеет низкую чувствительность. На сигнал обратного рассеяния также влияет деформация, создаваемая силами закручивания и/или изгиба, действующими на волокно, что снижает избирательность измерений изменений осевых деформаций на протяжении длины волокна.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа и системы для точного измерения давления и/или других физических данных, таких как температура и деформация трубки-держателя, создаваемое осевой силой, силами закручивания и изгиба, посредством оптического волокна, включенного в стенку трубки-держателя, вследствие чего повышается чувствительность, а действия различных физических параметров, таких как температура и деформация, вызываемая осевой силой, силами закручивания и/или изгиба, могут быть правильно разделены.

Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа и системы для точного измерения изменений давления и/или других физических данных по длине удлиненной трубкидержателя, в которую включено обычное оптическое волокно, в которых не требуется использовать волокна с волоконными брэгговскими решетками или с большим количеством волноводных каналов с люминесцирующими отражающими материалами.

Еще одна дополнительная задача настоящего изобретения заключается в создании способа и системы для точного измерения давления и/или других физических данных по длине удлиненной трубкидержателя, которым может быть придана определенная форма для точного определения деформации трубки-держателя, обусловленной изменениями давления, температуры и/или осевой, изгибающей сил и силы закручивания, действующих на трубку-держатель.

Сущность изобретения

Способ согласно изобретению включает в себя измерение давления и/или других физических данных посредством спирально свернутого оптического волокна, которое включено в стенку трубкидержателя, так что изменение формы трубки-держателя вызывает деформацию оптического волокна. Импульсный источник лазерного света посылает последовательность световых импульсов выбранной длины волны с одного конца волокна в удлиненный, по существу, однородный световодный канал, образованный указанным оптическим волокном, и любой сдвиг длины волны световых импульсов, обратно рассеянных от различных мест по длине указанного световодного канала, обнаруживается узлом светочувствительных датчиков, который расположен вблизи указанного конца волокна. Узел обработки сигналов вычисляет картину деформаций на протяжении по меньшей мере значительной части длины волокна на основе обнаруженной картины длин волн света обратного рассеяния и определяет на основе вычисленной картины деформаций разность давлений между внутренней частью и наружной стороной трубки-держателя и/или другие физические данные в различных местах по длине трубки-держателя.

Предпочтительно, чтобы трубка-держатель имела большую жесткость в продольном направлении, чем в направлении по окружности трубки. В этом случае изменение разности давлений между первой и второй текучими средами будет приводить преимущественно к деформации по окружности трубкидержателя, в то время как одновременно осевое изменение формы трубки сдерживается. В таком случае трубка-держатель может быть изготовлена из гибкого пластичного материала, в который помещают один или несколько усиливающих элементов, таких, как стальные тросы, и арамидные волокна.

Кроме того, внутренняя часть трубки-держателя может быть заполнена жидкостью, например силиконовой жидкостью, давление и плотность которой регулируют таким образом, чтобы трубка-держатель упруго деформировалась по окружности под воздействием любого изменения давления текучей среды, окружающей трубку-держатель.

Кроме того, предпочтительно, чтобы большое количество оптических волокон было включено в стенку трубки-держателя и расположено с образованием различных, по существу, спиральных конфигурациях относительно продольной оси трубки и чтобы каждое из этих волокон было соединено с общим узлом обработки сигналов, который осуществляет сравнение оптических сигналов, отраженных по длине указанных оптических волокон, для определения эффектов деформации удлиненной трубки-держателя, являющихся результатом сил изгиба и/или закручивания, действующих на различные места по длине трубки-держателя, или изменений температуры в различных местах.

В таком случае трубка-держатель может содержать по меньшей мере два спиральных оптических волокна, имеющих противоположные углы наклона спиральных линий, а узел обработки сигналов может определять и/или компенсировать действия крутящего момента на удлиненную трубку-держатель.

В случае, если трубка-держатель содержит по меньшей мере два спиральных оптических волокна, которые завиты, по существу, коаксиально и на различных диаметрах относительно продольной оси удлиненной трубки-держателя, узел обработки сигналов может определять и/или компенсировать эффекты изгиба удлиненной трубки-держателя.

- 2 007244

В случае, если трубка-держатель содержит по меньшей мере два спиральных оптических волокна, спирали которых имеют, по существу, различные углы подъема спиральной линии, узел обработки сигналов может определять и/или компенсировать эффекты удлинения удлиненной трубки-держателя.

В упомянутых выше вариантах осуществления узел обработки сигналов может определять давление текучей среды, оказываемое на трубку-держатель на протяжении по меньшей мере значительной части ее длины, путем определения радиального сжатия трубки и ослаблять эффекты закручивания и/или изгиба трубки на основе указанного определения.

Предпочтительно, чтобы узел обработки сигналов был выполнен с возможностью измерения давления текучей среды, оказываемого на трубку-держатель, и/или температуры трубки-держателя на протяжении, по меньшей мере, значительной части ее длины на основе измерения сдвига и области бриллюэновских максимумов в оптических сигналах, обратного рассеяния по длине волокна или волокон.

Трубка-держатель может быть расположена на протяжении по меньшей мере части длины области втекающего потока нефтяной и/или газовой эксплуатационной станции, а узел обработки сигналов может преобразовывать контролируемые данные о давлении и температуре в данные, которые являются показателем потока и/или состава скважинных жидкостей и газов, втекающих в ствол скважины и/или протекающих через него.

В качестве альтернативы, трубка-держатель может быть размещена вблизи по меньшей мере части длины ствола скважины за пределами обсадной колонны и/или за пределами перфорированного хвостовика, который находится в зоне втекающего потока скважины ниже обсадных труб. В таком случае узел обработки сигналов может измерять давление флюида в порах, геологическое напряжение и/или деформацию матрицы пласта, окружающего обсадную колонну и/или перфорированный хвостовик, и/или измерять давление и температуру флюидов, вытекающих из пласта в ствол скважины, окружающий перфорированный хвостовик.

Изобретение также относится к волоконно-оптической системе для измерения давления и/или других физических данных. Система согласно изобретению содержит трубку-держатель, которая при использовании по меньшей мере частично окружена первой текучей средой и по меньшей мере частично заполнена второй текучей средой, и по меньшей мере одно оптическое волокно, которое включено в стенку трубки-держателя так, что оптическое волокно спирально свернуто на протяжении по меньшей мере значительной части длины трубки-держателя, а деформация трубки-держателя вызывает деформацию оптического волокна. Система также содержит импульсный источник лазерного света, предназначенный для передачи последовательности световых импульсов выбранной длины волны с одного конца волокна в удлиненный, спирально свернутый световодный канал, образованный указанным оптическим волокном, узел светочувствительных датчиков, расположенный вблизи указанного конца оптического волокна, который выполнен с возможностью обнаружения любого сдвига длины волны световых импульсов, обратно рассеянных от различных мест на протяжении длины указанного световодного канала, и узел обработки сигналов, который предназначен для вычисления картины деформаций на протяжении по меньшей мере значительной части длины волокна и определения на основе вычисленной картины деформаций разности давлений между указанными первой и второй текучими средами и/или других физических данных в большом количестве мест на протяжении длины трубки-держателя.

Предпочтительно, чтобы система представляла собой систему бриллюэновского обратного рассеяния, в которой сдвиг и область бриллюэновских максимумов в обратно рассеянном импульсном оптическом сигнале являются показателем деформации и/или температуры в различных местах на протяжении длины по меньшей мере одного оптического волокна и разности давлений между первой и второй текучими средами, и температуры стенки трубки-держателя в различных местах на протяжении длины трубки.

Оптическое волокно или волокна, используемые в способе и системе согласно изобретению, могут быть обычными оптическими волокнами, каждое из которых содержит один или несколько одномодовых волновых каналов, которые, по существу, свободны от волоконных брэгговских решеток.

Дополнительные признаки, преимущества и варианты осуществления способа и системы согласно изобретению станут очевидными из сопровождающей формулы изобретения, реферата и подробного описания предпочтительных вариантов осуществления со ссылками на чертежи.

Краткое описание чертежей

На сопровождающих чертежах фиг. 1 - схематичный трехмерный вид трубки-держателя, в которую включены на различных диаметрах две пары оптических волокон так, что волоконные пары имеют различные и противоположные углы подъема спиральной линии;

фиг. 2 - схематичный вид сбоку трубки-держателя, в которую включены две группы из трех оптических волокон, каждая на различных диаметрах, и так, что группы волокон имеют различные и противоположные углы подъема спиральной линии;

фиг. 3 - поперечное сечение в увеличенном масштабе трубки-держателя и оптико-волоконного узла из фиг. 2, выполненное по линии ΙΙΙ-ΙΙΙ и видимое по направлению стрелок;

- 3 007244 фиг. 4 - продольное сечение трубки-держателя и оптиковолоконного узла согласно фиг. 2 и 3, выполненное по линии ГУ-ГУ на фиг. 3 и видимое по направлению стрелок; и фиг. 5 - схематичный трехмерный вид трубки-держателя и оптико-волоконного узла из фиг. 2-4, показанный в меньшем масштабе по сравнению с другими фигурами.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показана эластомерная гибкая трубка-держатель 1, в которую включены три стальных продольных усиливающих троса 3 и внутренняя и внешняя пара спиральных оптических волокон 2А-2В и 4А-4В.

Внутренняя часть трубки-держателя 1 заполнена первой текучей средой Р1, а трубка 1 окружена второй текучей средой Р2, так что разность давлений между текучими средами Р1 и Р2 вызывает расширение или сужение по окружности трубки-держателя 1, в то время как продольные усиливающие тросы 3 препятствуют одновременному продольному удлинению или сокращению трубки-держателя 1 в результате указанной разности давлений и массы трубки-держателя 1 и других сил, таких как сила выталкивания и сила трения, действующих на трубку-держатель 1.

Оптические волокна 2А-2В внутренней пары завиты на диаметре Ό1 и, при наблюдении сверху, по направлению часовой стрелки относительно продольной оси 5 трубки 1 под первым углом Н1 подъема.

Оптические волокна 4А-4В внешней пары завиты на диаметре Ό2 и, при наблюдении сверху, по направлению против часовой стрелки относительно продольной оси 5 трубки 1 под вторым углом Н2 подъема.

Через каждое из оптических волокон 2А-2В и 4А-4В можно пропустить световые импульсы и можно измерить амплитуду и частотный сдвиг бриллюэновского, света обратного рассеяния и сравнить с эталонным волокном (непоказанным), для определения температуры и деформации в любой точке на протяжении длины каждого из оптических волокон 2А-В и 4А-4В в соответствии со способом, описанным в международной патентной заявке ΑΘ98/27406. Способ включает в себя возбуждение импульсного лазерного источника света, чтобы осуществить посылку последовательности световых импульсов на выбранной длине волны от верхнего конца каждого из оптических волокон 2А-В и 4А-В в спиральный, по существу, однородный световодный канал, образованный каждым оптическим волокном, и инициирование узла светочувствительных датчиков, чтобы обнаружить любой сдвиг длины волны световых импульсов, обратного рассеяния от различных мест на протяжении длины указанного световодного канала. Затем в узле обработки сигналов вычисляется картина деформаций на протяжении длины каждого из волокон 2А-В и 4А-В.

Трубка-держатель 1 может быть использована для измерения давления текучей среды и температуры в области горизонтального притока флюида нефтяной и/или газовой эксплуатационной скважины, которая может быть длиной несколько километров. Трубка-держатель 1 может быть скручена, растянута в продольном направлении и изогнута на протяжении ее длины, и изменение формы, обусловленное этими деформациями, может быть определено путем сравнения обнаруженных картин деформаций во внутренней и внешней парах оптических волокон 2А-2В и 4А-4В. Следовательно, необходимо оценить влияния закручивания, продольной деформации и изгиба трубки-держателя 1 на деформацию оптических волокон 2А-2В и 4А-4В и, если возможно, исключить их с тем, чтобы оценку разности давлений между текучими средами Р1 и Р2 во внутренней части и с наружной стороны трубки 1 можно было выполнить на основе картины деформаций по длине оптических волокон 2А-2В и 4А-4В.

Способ, посредством которого осуществляется оценка и устранение влияния закручивания, продольной деформации и изгиба трубки-держателя 1 на картины деформаций оптических волокон 2А-2В и 4А-4В, описан ниже.

Поскольку диаметр Ό2 больше диаметра Ό1, а второй угол Н2 подъема больше первого угла Н1 подъема, то при изменении формы трубки-держателя 1 в результате продольных, касательных и скручивающих напряжений будут создаваться различные картины деформаций оптических волокон 2А-2В и 4А-4В внутренней и внешней пар.

Положительная разность давлений между текучими средами Р1 и Р2 во внутренней части и с наружной стороны трубки-держателя 1 вызывает тангенциальное расширение трубки-держателя 1, которое приводит к одновременному возрастанию деформации оптических волокон 2А-2В и 4А-4В обеих пар. Соотношение между приращениями результирующих деформаций оптических волокон внутренней и внешней пар зависит от отношения Ό1/Ώ2 диаметров и отношения Н1/Н2 углов подъема. Указанное соотношение между приращениями деформаций волокон 2А-2В и 4А-4В внутренней и внешней пар как результат разности давлений между текучими средами Р1 и Р2 во внутренней части и с наружной стороны трубки-держателя 1 можно определить с помощью расчетов и лабораторных экспериментов, во время которых указанная разность давлений является единственным параметром, который изменяют во время эксперимента.

Крутящий момент, действующий на трубку-держатель 1 по направлению часовой стрелки, при наблюдении сверху, будет приводить к удлинению оптических волокон 4А-4В внешней пары и к одновременному укорочению оптических волокон 2А-2В внутренней пары.

- 4 007244

Соотношение между картинами отрицательных и положительных деформаций оптических волокон 2А-2В и 4А-4В внутренней и внешней пар в результате действия крутящего момента, прикладываемого к трубке-держателю, зависит от отношения Ό1/Ο2 диаметров и отношения Н1/Н2 углов подъема и может быть определено с помощью расчетов и экспериментов, во время которых закручивание трубкидержателя 1 является единственным параметром, который изменяют.

Изгиб трубки-держателя 1 такой, что продольная ось 5 искривляется, приводит к различным синусоидальным картинам, на которых оптические волокна 2А-2В и 4А-4В внутренней и внешней пар удлиняются и укорачиваются. Различие между указанными синусоидальными картинами зависит от отношения Ό1/Ο2 диаметров и отношения Н1/Н2 углов подъема и может быть определено с помощью расчетов и экспериментов, во время которых трубку 1 сгибают до различных углов изгиба и во время экспериментов никакие другие параметры не изменяют.

Продольная деформация трубки-держателя 1 может быть вызвана силой тяжести, силой выталкивания, силой трения и разностью давлений между текучими средами Р1 и Р2 во внутренней части и с наружной стороны трубки-держателя 1. Продольная деформация трубки-держателя 1 будет одновременно вызывать деформацию оптических волокон. Соотношение между деформациями оптических волокон 2А-2В и 4А-4В внутренней и внешней пар, происходящими вследствие продольной деформации трубкидержателя 1, может быть определено с помощью расчетов и экспериментов, во время которых продольную деформацию трубки-держателя изменяют как единственный изменяемый параметр.

Усиливающие тросы 3 имеют значительно более высокую жесткость, чем эластомерный материал стенки трубки 1, и поэтому сдерживают продольную деформацию трубки 1, происходящую в результате разности давлений между внутренней частью и наружной стороной трубки и действия сил выталкивания, тяжести и трения. Характеристика продольной деформации трубки 1 может быть дополнительно улучшена путем включения в стенку трубки 1 более чем трех усиливающих тросов и/или путем использования более толстых усиливающих тросов 3.

Для оценки продольной деформации трубки-держателя 1, параллельно усиливающим тросам 3 можно разместить одно или несколько продольных оптических волокон (непоказанных).

Влияния закручивания и изгиба трубки-держателя на измеряемые деформации оптических волокон можно определить путем сравнения уровней деформаций волокон 2А-2В и 4А-4В внутренней и внешней пар и путем сравнения любых синусоидальных вариаций на картинах деформаций, выявляемых по длине волокон 2А-2В и 4А-4В.

На фиг. 2-5 показан альтернативный вариант осуществления трубки-держателя 10 согласно настоящему изобретению, где в стенку эластомерной трубки-держателя 10 включены две группы из трех оптических волокон 11 А, В и С и 12 А, В и С и три продольных усиливающих троса 13 А, В и С.

Три оптических волокна 11 А, В и С внутренней группы закручены по направлению против часовой стрелки, при наблюдении сверху, с первым углом подъема на первом радиусе КТ относительно продольной оси 15 трубки-держателя 10. Три оптических волокна 12А, В и С внешней группы закручены по направлению часовой стрелки, при наблюдении сверху, со вторым углом подъема на втором радиусе К2 относительно продольной оси 15 трубки-держателя 10. Первый угол подъема и первый радиус К1 меньше, чем второй угол подъема и второй радиус К2 соответственно.

Картины деформаций оптических волокон 11 и 12 А, В и С могут быть определены путем измерения амплитуды и частоты бриллюэновских сдвигов световых импульсов, обратно рассеянных в различных точках по длине волокон, способом, описанным в международной патентной заявке XVО 98/27406. При этом обнаруженные картины деформаций оптических волокон 11А, В и С и 12А, В и С внутренней и внешней групп можно сравнивать и анализировать тем же способом, который описан со ссылкой на фиг.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ для измерения давления и/или других физических данных посредством спирально свернутого оптического волокна, которое включено в стенку трубки-держателя, при этом осуществляют передачу последовательности световых импульсов выбранной длины волны с одного конца волокна в удлиненный, по существу, однородный световодный канал, образованный указанным оптическим волокном, посредством импульсного источника лазерного света и посредством узла светочувствительных датчиков, который расположен вблизи указанного конца волокна, обнаруживают любой сдвиг длины волны световых импульсов, обратного рассеяния от различных мест по длине указанного световодного канала, а также посредством узла обработки сигналов вычисляют на основе обнаруженной картины длин волн света обратного рассеяния картину деформаций на протяжении, по меньшей мере, значительной части длины волокна и определяют на основе вычисленной картины деформаций разность давлений между внутренней частью и наружной стороной трубки-держателя и/или другие физические данные в различных местах по длине трубки-держателя.
2. Способ по п.1, в котором трубка-держатель имеет более высокую жесткость в продольном направлении, чем в направлении по окружности трубки.

- 5 007244
3. Способ по п.2, в котором трубку-держатель изготавливают из гибкого пластичного материала, в который включают один или несколько осевых усиливающих элементов, таких как стальные тросы и/или арамидные волокна.
4. Способ по любому предшествующему пункту, в котором внутреннюю часть трубки-держателя заполняют текучей средой, давление которой регулируют так, что трубка-держатель упруго деформируется в направлении по окружности под действием любого изменения давления первой текучей среды.
5. Способ по любому предшествующему пункту, в котором совокупность оптических волокон включают в стенку трубки-держателя и размещают в различных, по существу, спиральных конфигурациях относительно продольной оси трубки, при этом каждое из этих волокон соединяют с общим узлом обработки сигналов, который сравнивает оптические сигналы, отраженные по длине указанных оптических волокон, чтобы определить эффекты изменения формы удлиненной трубки-держателя, являющиеся следствием изгибающих и/или закручивающих сил, действующих на различные места, и/или изменений температуры в различных местах по длине трубки-держателя.
6. Способ по п.5, в котором трубка-держатель содержит по меньшей мере два спиральных оптических волокна, имеющих противоположные углы подъема, а узел обработки сигналов определяет и/или компенсирует действия крутящего момента на удлиненную трубку-держатель.
7. Способ по п.5 или 6, в котором трубка-держатель содержит по меньшей мере два спиральных оптических волокна, которые закручены, по существу, коаксиально и на различных диаметрах относительно продольной оси удлиненной трубки-держателя, а узел обработки сигналов определяет и/или компенсирует действия изгиба на удлиненную трубку-держатель.
8. Способ по любому одному из пп.5-7, в котором трубка-держатель содержит по меньшей мере два спиральных оптических волокна, спирали которых имеют, по существу, различные углы подъема, а узел обработки сигналов определяет и/или компенсирует эффекты удлинения удлиненной трубки.
9. Способ по любому одному из пп.5-8, в котором узел обработки сигналов определяет давление текучей среды, оказываемое на трубку-держатель на протяжении по меньшей мере значительной части ее длины, путем определения радиального сжатия трубки и на основе указанного определения ослабляет эффекты крутящего момента и/или изгиба трубки.
10. Способ по любому предшествующему пункту, в котором узел обработки сигналов определяет давление текучей среды, оказываемое на трубку-держатель и/или ее температуру на протяжении по меньшей мере значительной части ее длины, на основе измерения сдвига и области бриллюэновских максимумов в оптических сигналах, обратного рассеяния по длине волокна или волокон.
11. Способ по п.10, в котором трубку-держатель размещают на протяжении по меньшей мере части длины области втекающего потока нефтяной и/или газовой эксплуатационной скважины, а узел обработки сигналов преобразует контролируемые данные о давлении и температуре в данные, которые являются показателем потока и/или состава скважинных жидкостей и газов, втекающих в ствол скважины и/или протекающих через него, и в котором добычу скважинных жидкостей и газов регулируют в зависимости от указанных данных.
12. Способ по п.10, в котором трубку-держатель размещают вблизи по меньшей мере части длины ствола скважины за пределами обсадной колонны и/или перфорированного хвостовика в зоне втекающего потока скважины, а узел обработки сигналов измеряет давление флюида в порах и/или геологическое напряжение, и/или деформацию матрицы окружающего пласта.
13. Волоконно-оптическая система для измерения давления и/или других физических данных, содержащая трубку-держатель, по меньшей мере одно оптическое волокно, которое включено в стенку трубки-держателя так, что оптическое волокно спирально свернуто на протяжении по меньшей мере значительной части длины трубки-держателя, а изменение формы трубки-держателя вызывает изменение деформации оптического волокна, импульсный лазерный источник света для передачи последовательности световых импульсов выбранной длины волны с одного конца волокна в удлиненный, по существу, однородный световодный канал, образованный указанным оптическим волокном, узел светочувствительных датчиков, расположенный вблизи указанного конца оптического волокна, который выполнен с возможностью обнаружения любого сдвига длины волны световых импульсов, обратного рассеяния от различных мест по длине указанного световодного канала, и узел обработки сигналов, который предназначен для вычисления на основе картины длин волн света обратного рассеяния картины деформаций на протяжении по меньшей мере значительной части длины волокна и для определения на основе вычисленной картины деформаций разности давлений между внутренней частью и наружной стороной трубки и/или других физических данных во множестве мест на протяжении длины трубки-держателя.
14. Волоконно-оптическая система по п.13, в которой совокупность оптических волокон включена в стенку трубки-держателя и спирально свернута в различные спиральные конфигурации относительно продольной оси удлиненной трубки-держателя .
15. Волоконно-оптическая система по п.14, в которой по меньшей мере два из указанных спиральных оптических волокон имеют противоположные углы подъема спиральной линии относительно продольной оси трубки-держателя, а система выполнена с возможностью определения воздействий крутящего момента на трубку-держатель в различных местах на протяжении ее длины на основе различий в

- 6 007244 деформациях, обнаруженных в различных местах по длине волокон, имеющих противоположные углы подъема.
16. Волоконно-оптическая система по п.14 или 15, в которой по меньшей мере два спиральных оптических волокна закручены на различных диаметрах относительно продольной оси трубки-держателя, а система выполнена с возможностью определения изгиба трубки-держателя в различных местах на протяжении ее длины на основе различий в деформациях, обнаруженных в различных местах по длине волокон, закрученных на разных диаметрах.
17. Волоконно-оптическая система по любому одному из пп.14-16, в которой по меньшей мере два из указанных спиральных оптических волокон образуют спирали, имеющие, по существу, различные углы подъема относительно продольной оси трубки-держателя, а система выполнена с возможностью определения удлинения трубки-держателя в различных местах на протяжении ее длины на основе различий в деформациях, обнаруженных в различных местах по длине волокон, закрученных с различными углами подъема.
18. Волоконно-оптическая система по любому одному из пп.13-17, в которой трубка-держатель заполнена текучей средой и снабжена средством регулирования давления для установки давления текучей среды.
19. Волоконно-оптическая система по любому одному из пп.13-18, где система представляет собой систему измерения распределенного давления и температуры для измерения давления и/или температуры в текучей среде, окружающей трубку-держатель, в различных местах на протяжении длины трубкидержателя.
20. Волоконно-оптическая система по любому одному из пп.13-19, где система представляет собой систему бриллюэновского обратного рассеяния, в которой бриллюэновские максимумы в обратно рассеянном импульсном оптическом сигнале являются показателем деформации и/или температуры в различных местах на протяжении длины по меньшей мере одного оптического волокна и разности давлений между внутренней частью и наружной стороной трубки-держателя в различных местах на протяжении длины трубки.
21. Волоконно-оптическая система по любому одному из пп.13-20, в которой каждое из оптических волокон содержит один или несколько одномодовых волноводных каналов, которые, по существу, свободны от волоконных брэгговских решеток и/или люминесцирующих отражающих материалов.