本发明涉及分布式光缆传感，具体涉及基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法及设备。
背景技术：
1、分布式光缆传感技术采用光缆做传感介质和传输信号介质，通过测量光缆中特定散射光的信号来反映光缆自身或所处环境的应变或温度的变化。一根光缆可以实现成百上千传感点的分布式传感测量。光缆具有尺寸小、重量轻、耐腐蚀、抗辐射及电磁干扰、方便布设等特点，具有传统传感器不可比拟的优势。分布式光缆传感技术可以监测井下温度、压力和震动等物理参数，为油藏开发和油气井全生命周期动态监测提供重要的技术手段。
2、分布式光缆传感技术采集信号质量的基本条件之一是井中整段光缆的完整性，在套管外布设光缆后，如果不知道光缆的具体位置后期进行射孔，可能会对光缆造成损伤，无法采集到所需的数据，所以找到确定光缆位置的方法极其重要。
3、套管外预置光缆监测的技术在国内尚处于摸索阶段，如何确定光缆在井下具体位置，避开射孔成为一道不得不攻克的难题，因为套管外预置光缆在随着套管井入井中时，其方向并不是延笔直的一个方向分布的，而是呈一种不规则的状态分布在套管外壁上，射孔时不能出现半分的偏差，如果失误射断光缆，整个工作将前功尽弃。
4、目前市场上有一些井下光缆定位技术，主要是分为两类，第一类技术是在光缆本身或者在光缆与套管接箍处安置钢丝绳或者铁块之类，通过增加光缆身边的金属体积，然后通过测磁通量确定光缆在套管外的位置；第二种是在光缆的位置放置一个信号源，通过光缆接收信号源信号，由地面光纤传感器接收并解调其光缆在井下位置。这两方法都需要电子设备下井，井下一般是高温高压环境，电子仪器经常出现工作不正常反馈信息有误导致在井下射孔作业时将光缆射断。这两种技术目前工业化不成熟，成功的工程案例较小，作业周期长、成本高。
技术实现思路
1、基于上述背景技术所提出的问题，本发明的目的在于提供基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法及设备，解决了现有的井下光缆定位技术依赖于在井下布设电子仪器进行定位，但由于井下高温高压环境使用于定位的电子仪器出现工作不正常、反馈信息有误，无法正确进行井下光缆定位，进而导致在井下射孔作业时将光缆射断的问题。
2、本发明通过下述技术方案实现：
3、本发明第一方面提供了基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法，包括
4、在套管的外壁两侧固定有第一光缆和第二光缆，所述第一光缆和所述第二光缆呈对向布设；
5、将套管与所述第一光缆、所述第二光缆设置为一个系统，将所述系统进行旋转，在所述系统旋转过程中，由布设于井外的激发震动源产生震动信号，所述第一光缆接收所述震动信号后在a点处产生第一能量信号，所述第二光缆接收所述震动信号后在b点处产生第二能量信号；其中，a点与b点位于同一层位；
6、基于所述第一能量信号与所述第二能量信号的比值对所述第一能量信号和所述第二能量信号进行解调，得到光缆转动角度，所述光缆转动角度用于确定所述第一光缆和所述第二光缆在套管圆周上的位置。
7、在上述技术方案中，先在套管的外壁两侧预设置两根光缆并由光缆固定器进行固定，将套管、两根光缆视作一个整体即本方法所述的系统。
8、在井外设置有一个震动源，由该震动源产生震动信号，并传输至两根光缆处。在本方法中，光缆除了具有传输信号的功能，其本身也是一个震动传感器，当震动信号传到光缆时，会引起该点光缆的折射率发生变化，在光缆中传输的激光在该点的背向反射光的强度会发生变化，经过das设备的光电探测进行探测并记录下来。利用光缆其自身的性质可以将震动信号转化为能量信号，并通过对于能量信号的解调得到光缆的旋转角度。
9、本方法中对于能量信号的解调是根据在系统旋转的过程中，第一能量信号与第二能量信号的比值在0到π/2内成周期性变化，当套管和光缆整个系统开始沿着顺时针旋转时,比值在不断减小，这时两根光缆在震动波的平面上的相对垂直距离也在变大。当套管和光缆整个系统旋转到π/2时，比值到达最小，两根光缆在震动波的平面上的相对垂直距离时最大为套管的直径；套管和光缆整个系统再沿着顺时针时，比值开始变大，两根光缆在震动波的平面上的相对垂直距离这里两个值开始变小。由于光缆在同一层位上所产生的能量信号的比值与两根套管外预置光缆的转动角度成正比，所以在本方法中利用第一能量信号与第二能量信号的比值，在第一能量信号与第二能量信号已知的情况下可以计算得到两根套管外预置光缆的转动角度θ，从而确定光缆在套管圆周上的位置，进而避开光纤位置射孔。
10、在一种可选的实施例中，所述激发震动源布设于所述第一光缆与所述第二光缆的中垂线上。
11、在一种可选的实施例中，基于所述第一能量信号与所述第二能量信号的比值对所述第一能量信号和所述第二能量信号进行解调包括如下步骤：
12、计算所述第一能量信号与所述第二能量信号的比值，获取所述第一光缆和所述第二光缆相对震动源信号面波接触点之间的相对垂直距离长度，以所述长度作为自变量对所述比值进行拟合，生成三角函数；
13、建立井眼轨迹，将所述三角函数投影至所述井眼轨迹上，得到实际轨迹，通过所述实际轨迹进行井下光缆自定位。
14、在一种可选的实施例中，所述三角函数在所述系统逆时针旋转时表达式如下：
15、
16、上式中，f(l)为以l为自变量的函数，l为光缆长度，ω为角频率，为相位差。
17、在一种可选的实施例中，所述三角函数在所述系统顺时针旋转时表达式如下：
18、
19、上式中，f(l)为以l为自变量的函数，l为光缆长度，ω为角频率，为相位差。
20、在一种可选的实施例中，所述第一光缆和所述第二光缆均与das设备连接，所述das设备用于接收所述第一能量信号和所述第二能量信号并对所述第一能量信号和所述第二能量信号进行解调。
21、本发明第二方面提供了基于井下光缆自定位技术的光缆布设系统，包括：
22、布设模块，所述布设模块用于在套管的外壁两侧固定有第一光缆和第二光缆，所述第一光缆和所述第二光缆呈对向布设；
23、能量探测模块，所述能量探测模块用于将套管与所述第一光缆、所述第二光缆设置为一个系统，将所述系统进行旋转，在所述系统旋转过程中，由布设于井外的激发震动源产生震动信号，所述第一光缆接收所述震动信号后在a点处产生第一能量信号，所述第二光缆接收所述震动信号后在b点处产生第二能量信号；其中，a点与b点位于同一层位；
24、解调模块，所述解调模块用于基于所述第一能量信号与所述第二能量信号的比值对所述第一能量信号和所述第二能量信号进行解调，得到光缆转动角度，所述光缆转动角度用于确定所述第一光缆和所述第二光缆在套管圆周上的位置。
25、在一种可选的实施例中，所述解调模块包括：
26、拟合单元，所述拟合单元用于计算所述第一能量信号与所述第二能量信号的比值，获取所述第一光缆和所述第二光缆相对震动源信号面波接触点之间的相对垂直距离长度，以所述长度作为自变量对所述比值进行拟合，生成三角函数；
27、自定位单元，所述自定位单元用于建立井眼轨迹，将所述三角函数投影至所述井眼轨迹上，得到实际轨迹，通过所述实际轨迹进行井下光缆自定位。
28、本发明第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法。
29、本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法。
30、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
31、1、本发明在井外布设震动源激发装置，无需借助井内电子设备等辅助工具，仅需在井外布设震动源即可实现，避免了由于井下高温高压环境对于电子设备的干扰，同时降低了井筒的风险；
32、2、通过两根光缆的相对关系通过das系统接收、解调能量数据确定了光缆在套管圆周上的位置，解决了如何避开套管外预置光缆射孔问题。
1.基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法，其特征在于，所述激发震动源布设于所述第一光缆与所述第二光缆的中垂线上。
3.根据权利要求1所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法，其特征在于，基于所述第一能量信号与所述第二能量信号的比值对所述第一能量信号和所述第二能量信号进行解调包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法，其特征在于，所述三角函数在所述系统逆时针旋转时表达式如下：
5.根据权利要求3所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法，其特征在于，所述三角函数在所述系统顺时针旋转时表达式如下：
6.根据权利要求1所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法，其特征在于，所述第一光缆和所述第二光缆均与das设备连接，所述das设备用于接收所述第一能量信号和所述第二能量信号并对所述第一能量信号和所述第二能量信号进行解调。
7.基于井下光缆自定位技术的光缆布设系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设系统，其特征在于，所述解调模块包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任意所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任意所述的基于井下光缆自定位技术的光缆布设方法。
