專利名稱：光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明為一種監(jiān)測方法，具體是光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法。技術(shù)背景:
凍結(jié)鑿井法是用制冷技術(shù)暫時(shí)凍結(jié)加固井筒周圍不穩(wěn)定地層并隔絕地下水后再進(jìn)行鑿井的特殊施工方法。已有百年歷史，是一種理論上和實(shí)踐上都比較成熟的特殊施工方法。凍結(jié)法鑿井技術(shù)已經(jīng)成為通過不穩(wěn)定沖積層及其下伏基巖風(fēng)化巖層的主要特殊施工方法。凍結(jié)法施工的關(guān)鍵問題是凍結(jié)壁作為防水結(jié)構(gòu)的可靠性和臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性，而分析凍結(jié)壁的可靠性必須掌握凍結(jié)壁的溫度場分布形式。目前凍結(jié)工程中，一般都采用在凍結(jié)孔布置圈徑內(nèi)外布置2 個(gè)測溫孔，孔中每間隔20m左右布設(shè)的一個(gè)溫度傳感器，根據(jù)測溫點(diǎn)檢測到的溫度來掌握整個(gè)凍結(jié)壁的發(fā)展情況，通常將溫度傳感器測得的溫度數(shù)據(jù)代入理論解析公式計(jì)算凍結(jié)壁厚度。但是凍結(jié)工程井筒建成后，施工單位和業(yè)主單位都沒有對凍結(jié)壁的解凍過程進(jìn)行監(jiān)測。凍結(jié)壁解凍規(guī)律影響著內(nèi)、外層井壁的受力特征，關(guān)系到井壁的安全，對凍結(jié)壁解凍過程進(jìn)行溫度場監(jiān)測非常有必要。一方面可以了解凍結(jié)壁融化的過程，分析井壁的受力情況；另一方面可以協(xié)助技術(shù)人員判斷可能會(huì)出現(xiàn)突水點(diǎn)的危險(xiǎn)區(qū)域，指導(dǎo)提前注漿作業(yè)，排除安全隱患。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明利用分布式光纖溫度傳感技術(shù)，為凍結(jié)鑿井工程后期提供一種光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法，幫助技術(shù)人員更好的了解凍結(jié)壁的解凍情況，總結(jié)凍結(jié)壁融化規(guī)律，分析井筒受力狀況、判斷可能出現(xiàn)突水點(diǎn)的危險(xiǎn)區(qū)域，指導(dǎo)提前注漿作業(yè)，排除安全隱患，有效地提高了凍結(jié)壁融化過程中溫度場信息化監(jiān)測的水平。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法，其特征在于:依次按以下步驟進(jìn)行:
(1)監(jiān)測解凍過程是在凍結(jié)鑿井工程井筒堆砌完成，停止凍結(jié)以后；
(2)利用廢棄的凍結(jié)孔作為測溫孔使用，根據(jù)不同工程地質(zhì)條件，選取部分凍結(jié)孔布置測溫光纜；
(3)布置的所有測溫光纜的另一端都接入分布式光纖測溫系統(tǒng)，定期檢測這些凍結(jié)孔的縱向溫度；
(4)每次將所有監(jiān)測凍結(jié)孔的縱向溫度檢測完畢后，繪制各凍結(jié)孔縱向溫度曲線，結(jié)合凍結(jié)地層鉆孔柱狀圖，繪制凍結(jié)壁等溫線圖，得到凍結(jié)壁的融化情況，協(xié)助技術(shù)人員分析井壁受力狀況，可有效的確定可能出現(xiàn)突水的危險(xiǎn)區(qū)域，指導(dǎo)注漿作業(yè)；
(5)通過長期監(jiān)測，直到凍結(jié)壁完全融化，積累數(shù)據(jù)幫助技術(shù)人員總結(jié)凍結(jié)壁解凍的規(guī)律。所述凍結(jié)孔為凍結(jié)法鑿井工程施工中制冷鹽水循環(huán)的通道，完成制冷鹽水與地層之間的熱量交換，一般深度在10(T800m。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明對凍結(jié)壁解凍過程全程進(jìn)行監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集密度高、采集速度快、檢測光纜故障率低，可幫助技術(shù)人員掌握凍結(jié)壁解凍的規(guī)律，有效判斷凍結(jié)壁解凍過程中井筒的受力情況、可能出現(xiàn)突水的危險(xiǎn)區(qū)域，為凍結(jié)壁融化期間的井筒安全提供技術(shù)保障；具有廣泛的實(shí)用性，可應(yīng)用于采用凍結(jié)法施工的煤礦立井和地鐵隧道工程的凍結(jié)壁解凍監(jiān)測。


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圖1為本發(fā)明實(shí)施例中某一井筒凍結(jié)孔和測溫孔的布置平面圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中某一井筒布設(shè)測溫光纜的凍結(jié)孔選擇示意圖。圖3為本發(fā)明中凍結(jié)孔測溫光纜布設(shè)示意圖。圖中標(biāo)號(hào):1為兩圈孔布置方式為的凍結(jié)孔、2為正常布置的測溫孔、3為布置測溫光纜的凍結(jié)孔、4為測溫光纜、5為分布式光纖測溫系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
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實(shí)施例如圖1為某一井筒的凍結(jié)孔和測溫孔的布置平面圖，圖2為某一井筒布設(shè)測溫光纜的凍結(jié)孔選擇示意圖，其中I為兩圈孔布置方式的凍結(jié)孔、2為正常布置的測溫孔、3為布置測溫光纜的凍結(jié)孔。光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法，其特征在于:依次按以下步驟進(jìn)行:
(1)監(jiān)測解凍過程是在凍結(jié)鑿井工程井筒`堆砌完成，停止凍結(jié)以后；
(2)利用廢棄的凍結(jié)孔3作為測溫孔使用，根據(jù)不同工程地質(zhì)條件，選取部分凍結(jié)孔3布置測溫光纜4 ；
(3)布置的所有測溫光纜4的另一端都接入分布式光纖測溫系統(tǒng)5，定期檢測這些凍結(jié)孔3的縱向溫度；
(4)每次將所有監(jiān)測凍結(jié)孔3的縱向溫度檢測完畢后，繪制各凍結(jié)孔3縱向溫度曲線，結(jié)合凍結(jié)地層鉆孔柱狀圖，繪制凍結(jié)壁等溫線圖，得到凍結(jié)壁的融化情況，協(xié)助技術(shù)人員分析井壁受力狀況，可有效的確定可能出現(xiàn)突水的危險(xiǎn)區(qū)域，指導(dǎo)注漿作業(yè)，保障井筒安全；
(5)通過長期監(jiān)測，直到凍結(jié)壁完全融化，積累數(shù)據(jù)幫助技術(shù)人員總結(jié)凍結(jié)壁解凍的規(guī)律。凍結(jié)孔為凍結(jié)法鑿井工程施工中制冷鹽水循環(huán)的通道，完成制冷鹽水與地層之間的熱量交換，一般深度在10(T800m。
權(quán)利要求
1.光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法，其特征在于:依次按以下步驟進(jìn)行: (1)監(jiān)測解凍過程是在凍結(jié)鑿井工程井筒堆砌完成，停止凍結(jié)以后； (2)利用廢棄的凍結(jié)孔作為測溫孔使用，根據(jù)不同工程地質(zhì)條件，選取部分凍結(jié)孔布置測溫光纜； (3)布置的所有測溫光纜的另一端都接入分布式光纖測溫系統(tǒng)，定期檢測這些凍結(jié)孔的縱向溫度； (4)每次將所有監(jiān)測凍結(jié)孔的縱向溫度檢測完畢后，繪制各凍結(jié)孔縱向溫度曲線，結(jié)合凍結(jié)地層鉆孔柱狀圖，繪制凍結(jié)壁等溫線圖，得到凍結(jié)壁的融化情況，分析井壁受力狀況； (5)通過長期監(jiān)測，直到凍結(jié)壁完全融化，積累數(shù)據(jù)總結(jié)凍結(jié)壁解凍的規(guī)律。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法，其特征在于:所述凍結(jié)孔為凍結(jié)法鑿井工程施工中制冷鹽水循環(huán)的通道，完成制冷鹽水與地層之間的熱量交換，一般深度在10(T800m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖溫度傳感監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的方法，在凍結(jié)鑿井工程井壁堆砌完工，停止凍結(jié)以后，根據(jù)實(shí)際工程的地質(zhì)條件，選取一定數(shù)量的廢棄凍結(jié)孔作為溫度檢測孔，布設(shè)測溫光纜，將這些測溫光纜接入分布式光纖溫度檢測系統(tǒng)，定期檢測這些凍結(jié)孔的縱向溫度分布，通過數(shù)據(jù)分析，可以掌握凍結(jié)孔周圍凍結(jié)壁融化的過程。本發(fā)明提出了監(jiān)測凍結(jié)壁解凍過程的想法，并利用先進(jìn)的分布式光纖溫度傳感技術(shù)進(jìn)行具體實(shí)施，通過長期監(jiān)測數(shù)量縱多的凍結(jié)孔縱向溫度數(shù)據(jù)，能全程反映凍結(jié)壁解凍的過程，幫助技術(shù)人員總結(jié)凍結(jié)壁解凍的規(guī)律，分析井壁受力狀況，可有效的確定可能出現(xiàn)突水的危險(xiǎn)區(qū)域，指導(dǎo)注漿作業(yè)，保障井筒安全。
文檔編號(hào)G01N25/02GK103115935SQ201310029850
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者鄭曉亮, 胡業(yè)林, 陳兆權(quán) 申請人:安徽理工大學(xué)