Евразийский сервер публикаций

Евразийский патент № 039512

   Библиографические данные
(11)039512    (13) B1
(21)201892281

 A ]   B ]   C ]   D ]   E ]   F ]   G ]   H ] 

Текущий раздел: G     


Документ опубликован 2022.02.04
Текущий бюллетень: 2022-02  
Все публикации: 039512  
Реестр евразийского патента: 039512  

(22)2017.03.23
(51) G01M 3/04(2006.01)
(43)A1 2019.04.30 Бюллетень № 04  тит.лист, описание 
(45)B1 2022.02.04 Бюллетень № 02  тит.лист, описание 
(31)15/154,509
(32)2016.05.13
(33)US
(86)US2017/023705
(87)2017/196449 2017.11.16
(71)БЕЙКЕР ХЬЮЗ ХОЛДИНГЗ ЛЛК (US)
(72)Чалленер Уилльям Альберт, Косте Глен Питер (US)
(73)БЕЙКЕР ХЬЮЗ ХОЛДИНГЗ ЛЛК (US)
(74)Веселицкий М.Б. (RU)
(54)СИСТЕМА И СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ГАЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН С ПОЛОЙ СЕРДЦЕВИНОЙ, ОПТИЧЕСКИ СОЕДИНЕННЫХ С ОПТИЧЕСКИМИ ВОЛОКНАМИ С ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ СЕРДЦЕВИНОЙ
   Формула 
(57) 1. Система обнаружения газа, содержащая
оптические волокна с твердотельной сердцевиной, выполненные с возможностью приема света одной или нескольких длин волн от источника света,
оптические волокна с полой сердцевиной, располагаемые в разных местоположениях в пределах области, мониторинг которой выполняют на наличие одного или нескольких представляющих интерес газов, причем каждое оптическое волокно с полой сердцевиной оптически соединено с другим соответствующим одним из оптических волокон с твердотельной сердцевиной и выполнено с возможностью поступления в него указанного одного или нескольких представляющих интерес газов, причем каждое из оптических волокон с полой сердцевиной выполнено с возможностью приема по меньшей мере части света, прошедшего через указанное соответствующее оптическое волокно с твердотельной сердцевиной,
опрашивающее устройство, содержащее источник света, который оптически соединен с оптическими волокнами с твердотельной сердцевиной и обеспечивает поступление в них света, детектор, выполненный с возможностью приема и измерения по меньшей мере части света, распространяющегося через оптические волокна с твердотельной сердцевиной и оптические волокна с полой сердцевиной, и один или несколько процессоров, выполненных с возможностью исследования результатов измерений, предоставляемых указанным детектором, причем опрашивающее устройство выполнено с возможностью идентификации местоположения наличия представляющего интерес газа путем изучения поглощения по меньшей мере одной из длин волн света по меньшей мере в одном из оптических волокон с полой сердцевиной с использованием спектроскопического анализа света, выполняемого указанными одним или несколькими процессорами.
2. Система по п.1, в которой оптические волокна с полой сердцевиной и оптические волокна с твердотельной сердцевиной расположены, по меньшей мере частично, в удлиненной измерительной трубке, имеющей отверстия, через которые представляющий интерес газ может попадать в измерительную трубку из источника указанного газа, причем оптические волокна с полой сердцевиной расположены в разных местоположениях по длине измерительной трубки.
3. Система по п.2, в которой измерительная трубка имеет внутреннюю поверхность, имеющую один или несколько участков с уменьшенным поперечным сечением, имеющих поперечное сечение меньшей площади у первого конца одного или нескольких оптических волокон с полой сердцевиной, чем площадь поперечного сечения внутренней поверхности у противоположного, второго конца указанного одного или нескольких оптических волокон с полой сердцевиной.
4. Система по п.2, в которой одно или несколько оптических волокон с полой сердцевиной соединены с перегородкой, проходящей в наружном направлении от оптического волокна с полой сердцевиной, причем перегородка расположена ближе к первому концу оптического волокна с полой сердцевиной, чем к противоположному второму концу оптического волокна с полой сердцевиной, при этом перегородка уменьшает площадь поперечного сечения измерительной трубки у первого конца оптического волокна с полой сердцевиной по сравнению со вторым концом оптического волокна с полой сердцевиной.
5. Система по п.2, в которой измерительная трубка содержит сегмент большего размера, проточно соединенный с сегментом меньшего размера, причем сегмент большего размера имеет поперечное сечение большей площади, чем сегмент меньшего размера, при этом первый конец одного или нескольких оптических волокон с полой сердцевиной расположен в сегменте большего размера измерительной трубки, а противоположный, второй конец указанного одного или нескольких оптических волокон с полой сердцевиной расположен в сегменте меньшего размера измерительной трубки.
6. Система по п.1, в которой оптические волокна с твердотельной сердцевиной расположены снаружи удлиненной измерительной трубки, имеющей отверстия, через которые представляющий интерес газ может входить в измерительную трубку из источника указанного газа, причем оптические волокна с полой сердцевиной имеют первые концы, оптически соединенные с оптическими волокнами с твердотельной сердцевиной снаружи измерительной трубки, и противоположные, вторые концы, проходящие во внутреннее пространство измерительной трубки.
7. Система по п.6, в которой второе оптическое волокно с твердотельной сердцевиной прикреплено ко второму концу по меньшей мере одного из оптических волокон с полой сердцевиной, который проходит во внутреннее пространство измерительной трубки.
8. Система по п.1, в которой оптические волокна с полой сердцевиной выполнены с возможностью размещения в разных местоположениях в одном или нескольких из следующих мест: подземной шахте, горнодобывающей платформе или измерительной трубке, проходящей вдоль трубопровода.
9. Система обнаружения газа, содержащая
удлиненную измерительную трубку, имеющую отверстия, через которые представляющий интерес газ может входить в измерительную трубку из источника указанного газа,
оптические волокна с твердотельной сердцевиной, выполненные с возможностью приема света одной или нескольких длин волн от источника света,
оптические волокна с полой сердцевиной, располагаемые в разных местах по длине измерительной трубки, причем оптические волокна с полой сердцевиной расположены внутри измерительной трубки, по меньшей мере частично, при этом каждое из оптических волокон с полой сердцевиной оптически соединено с другим соответствующим одним оптическим волокном с твердотельной сердцевиной и выполнено с возможностью поступления в него указанного представляющего интерес газа, причем каждое из оптических волокон с полой сердцевиной выполнено с возможностью приема по меньшей мере части света, прошедшего через указанное соответствующее оптическое волокно с твердотельной сердцевиной, и
опрашивающее устройство, содержащее источник света, который оптически соединен с оптическими волокнами с твердотельной сердцевиной и обеспечивает поступление в них света, детектор, выполненный с возможностью приема и измерения по меньшей мере части света, распространяющегося через одно или несколько оптических волокон с твердотельной сердцевиной и одно или несколько оптических волокон с полой сердцевиной, и один или несколько процессоров, выполненных с возможностью исследования результатов измерений, предоставляемых указанным детектором, причем опрашивающее устройство выполнено с возможностью идентификации местоположения наличия представляющего интерес газа от источника путем изучения поглощения по меньшей мере одной из длин волн света в одном или нескольких оптических волокнах с полой сердцевиной с использованием спектроскопического анализа света, выполняемого указанными одним или несколькими процессорами.
10. Система по п.9, в которой оптические волокна с полой сердцевиной и оптические волокна с твердотельной сердцевиной расположены внутри измерительной трубки.
11. Система по п.9, в которой оптические волокна с твердотельной сердцевиной расположены снаружи измерительной трубки, и оптические волокна с полой сердцевиной содержат первые концы, оптически соединенные с оптическими волокнами с твердотельной сердцевиной снаружи измерительной трубки, и противоположные, вторые концы, проходящие во внутреннее пространство измерительной трубки.
12. Система по п.11, содержащая отражатели, расположенные в измерительной трубке, причем отражатели размещены по меньшей мере вблизи вторых концов оптических волокон с полой сердцевиной и оптически соединены с ними с обеспечением отражения света, который передается через оптическое волокно с полой сердцевиной назад в направлении источника света к опрашивающему устройству.
13. Система по п.11, в которой оптические волокна с твердотельной сердцевиной, которые оптически соединены с первыми концами оптических волокон с полой сердцевиной, представляют собой расположенные выше по потоку оптические волокна с твердотельной сердцевиной, причем система также содержит расположенные ниже по потоку оптические волокна с твердотельной сердцевиной, оптически соединенные со вторыми концами оптических волокон с полой сердцевиной в измерительной трубке, причем расположенные ниже по потоку оптические волокна с твердотельной сердцевиной выступают из измерительной трубки, так что часть расположенных ниже по потоку оптических волокон с твердотельной сердцевиной расположена снаружи измерительной трубки.
14. Система по п.11, в которой оптические волокна с полой сердцевиной содержат оболочку, которая ограничивает полую сердцевину, причем каждое оптическое волокно с полой сердцевиной выполнено с возможностью приема представляющего интерес газа в полую сердцевину через дистальное отверстие на втором конце оптического волокна с полой сердцевиной.
15. Система по п.11, в которой измерительная трубка имеет измерительные отверстия, через которые проходят оптические волокна с полой сердцевиной, причем измерительная трубка содержит уплотнения, окружающие оптические волокна с полой сердцевиной в измерительных отверстиях для герметизации измерительных отверстий.
16. Система по п.11, дополнительно содержащая оптоволоконный канал, расположенный вблизи измерительной трубки и проходящий по длине измерительной трубки, причем оптические волокна с твердотельной сердцевиной расположены внутри оптоволоконного канала.
17. Система по п.16, в которой первые концы оптических волокон с полой сердцевиной расположены внутри оптоволоконного канала и оптически соединены в нем с соответствующими оптическими волокнами с твердотельной сердцевиной.
18. Система по п.16, дополнительно содержащая соединительные трубки, проходящие между оптоволоконным каналом и измерительной трубкой и соединяющие их вместе, причем каждое оптическое волокно с полой сердцевиной расположено, по меньшей мере частично, в соответствующей одной соединительной трубке.
19. Система по п.16, содержащая распределительные коробки, расположенные на расстоянии друг от друга по длине измерительной трубки, причем каждая распределительная коробка окружает участок измерительной трубки и отрезки оптических волокон с твердотельной сердцевиной, причем каждое оптическое волокно с полой сердцевиной расположено, по меньшей мере частично, в соответствующей одной из распределительных коробок и оптически соединено с соответствующим оптическим волокном с твердотельной сердцевиной в распределительной коробке.
20. Система по п.19, в которой распределительные коробки герметично закрыты и содержат клапаны сброса давления для управления давлением в распределительных коробках.
21. Система по п.16, в которой в дополнение к оптическим волокнам с твердотельной сердцевиной оптоволоконный канал также содержит по меньшей мере одно оптическое волокно, используемое для по меньшей мере одного из следующего: акустического измерения, температурного измерения или измерения деформации.
22. Система по п.9, в которой измерительная трубка расположена так, что она проходит по длине места проведения испытаний, причем место проведения испытаний представляет собой одно или несколько из следующего: трубопровод, шахту, ствол скважины или площадку скважины.
23. Способ обнаружения газа, включающий размещение измерительной трубки с располагаемыми в ней волокнами системы обнаружения газа по любому из пп.9-22 в месте проведения испытаний и обеспечение возможности прохождения газа, имеющегося в месте проведения испытаний, внутрь измерительной трубки через ее отверстия,
передачу света с помощью источника света опрашивающего устройства через одно или несколько оптических волокон с твердотельной сердцевиной в одно или несколько оптических волокон с полой сердцевиной,
прием с помощью детектора опрашивающего устройства света, который прошел через одно или несколько оптических волокон с твердотельной сердцевиной и одно или несколько оптических волокон с полой сердцевиной,
определение с использованием спектроскопического анализа принятого света наличия представляющего интерес газа на основании того, была ли поглощена одна или несколько длин волн света представляющим интерес газом внутри одного или нескольких оптических волокон с полой сердцевиной и
определение местоположения источника указанного газа, основываясь на местоположении указанного одного или нескольких оптических волокон с полой сердцевиной, в которых одна или несколько длин волн света поглощаются представляющим интерес газом.
24. Способ по п.23, в котором направляют управляющий газ через измерительную трубку для проталкивания представляющего интерес газа в осевом направлении через измерительную трубку в одно или несколько оптических волокон с полой сердцевиной.
25. Способ по п.23, в котором останавливают поток представляющего интерес газа в трубопроводе в ответ на определение местоположения источника представляющего интерес газа.
Zoom in