分布式光纤测温系统可以在一根光纤上同时监测多点的温度,并可以利用光时域反射技术对温度场进行空间定位。在许多特定的环境场合下,要求同时监测大量位置甚至是沿着长距离位置连续变化的温度量,传统的点式温度传感器实现起来困难较大。本课题在分析和研究拉曼分布式光纤温度传感器测量原理的基础上,以系统的主要技术指标要求和信号光功率的大小为基准,完成了拉曼分布式光纤测温系统的结构设计,并用在此基础上开发出的实验系统,完成了对井壁冻结温度场温度监测的实验。本课题中,提出了用瑞利散射光解调反斯托克斯拉曼散射光的新的解调方法,推导了温度的解调公式,并讨论了新的解调方法对系统性能的改善。在简单介绍了系统的工作过程之后,详细叙述了分布式光纤测温系统各功能模块:光源模块、光波分复用模块、光纤传感探头、光电接收放大模块、信号采集与处理模块和系统软件。详细讨论了系统的工作波长和光电转换器件的选择,高速数据采集卡的性能对整个系统性能的影响,系统的定标,系统的特性参数以及影响这些参数的因素;介绍了系统中测温光纤的使用方法和系统软件的流程。对系统的空间分辨率、信噪比及稳定性作了详细分析,提出了提高系统空间分辨率和系统稳定性的实现方法。本系统在应用于对井壁冻结温度场的监测过程中,与现有单总线温度传感测温系统进行了数据比对,结果表明,本系统具备了取代现有井壁冻结测温系统的现实意义。其良好的经济性、稳定性、可靠性、实时性和测温分布性,使它取代现有井壁冻结测温系统成为可能。对提高冻结法凿井技术,加快冻结法凿井的井筒建设进程具有重要的生产实践意义。