[發明專利]用于油井油管內溫度和壓力同時分布式監測的傳感光纜

有效

• 申請號: 201110298632.7
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102305965A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 黃莎
• 申請（專利權）人: 武漢鑫光年光電技術有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01D21/02
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 劉牧

技術領域

本發明涉及一種傳感光纜，尤其涉及一種用于油井油管內溫度和壓力同時分布式監測的傳感光纜，具體適用于深層、稠油、熱采等油井的油管內溫度、壓力的同時實時監測。

背景技術

隨著光纖技術的發展，光纖傳感應用技術逐步應用到了油井測試領域。光纜作為光信號的傳輸媒介和傳感媒介，已成為油井光纖測井系統的最核心組成部分。目前使用的光纜一般為傳輸光纜，該種傳輸光纜雖然能對光纜內實施信號傳輸、溫度信號監測的光纖進行多重有效的保護，但不能對溫度和壓力進行同時監測，其原因如下：

1、現有的傳輸光纜一般都使用鋼管保護層對傳感光纖進行保護，由于鋼管在受到外界壓力的情況下不會有明顯的變形，因而就不能將外界壓力的影響傳導到傳感光纖上，因此它無法獲得準確的壓力測量值；

2、現有的傳輸光纜在傳感光纖的選擇上太過單一，無法實現溫度和壓力兩種參數同時實時監測的功能。

中國專利授權公告號為CN201392418Y，授權公告日為2010年1月27日的實用新型專利公開了一種復合型傳感光纜，其用于檢測應變和溫度的變化，它包括無鹵聚烯烴護層、間隔設置在護層內的緊包光纖和松套光纖，所述緊包光纖包括單模光纖、包覆在單模光纖外周且與護層緊密結合的緊包層；所述的松套光纖包括松套管、設置在松套管內的著色光纖以及填充在松套管內的纖膏。雖然該實用新型能結合松套光纖上測出的溫度數值、緊包光纖中測出的應變–溫度參數進行補償計算以得到應變測量值（壓力值），實現了溫度和壓力的同時實時監測，但其仍舊具有以下缺陷：

首先，該實用新型包括的兩個緊包光纖與一個松套光纖在無鹵聚烯烴護層上呈一橫列間隔設置，松套光纖位于兩個緊包光纖之間，且間隔距離較大，這造成了緊包光纖、松套光纖之間測量環境的差異，導致其分別測得的應變–溫度參數與溫度數值之間的配合性較差，難以通過補償計算獲得較準確的應變測量值，因此其獲得的壓力值的精確度較低；

其次，該實用新型通過松套光纖測得溫度數值，通過緊包光纖測得應變–溫度參數，但其沒有考慮到松套光纖與緊包光纖并不是同一種光纖，各自測量值的產生上存在差異，如果僅僅依靠這兩個測量值進行計算，難免會降低最終計算值的準確度，從而再次降低獲得的壓力值的精確度；

再次，該實用新型所依賴的松套光纖與緊包光纖都設置在無鹵聚烯烴護層的內部，緊包光纖依賴無鹵聚烯烴護層形變對它的沖擊來測得應變–溫度參數，但由于緊包光纖設置在無鹵聚烯烴護層的兩端，且與無鹵聚烯烴護層之間沒有任何緩沖設計，因而在測量時，緊包光纖受到的沖擊較大，不僅會影響測量值的精確度，而且會降低其使用壽命；

最后，由于該實用新型的應用環境為土木工程或油氣管道表面，因而其采用的無鹵聚烯烴護層、松套光纖、緊包光纖的結構與制作設計都只能滿足普通使用環境的需要，而沒有較強的耐高溫與耐腐蝕性，也沒有較高的機械強度，不適合于高溫、高壓的使用環境，應用范圍較窄，至少不能適用于高溫、高壓的油井油管環境，更不用提環境更加惡劣的深層、稠油或熱采油井油管。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的獲得的壓力值的精確度較低，耐高溫、耐腐蝕性、機械強度較差的缺陷與問題，提供一種獲得的壓力值的精確度較高，耐高溫、耐腐蝕性、機械強度較好的用于油井油管內溫度和壓力同時分布式監測的傳感光纜。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：用于油井油管內溫度和壓力同時分布式監測的傳感光纜，該傳感光纜包括高強度耐高溫耐腐蝕材料層、耐高溫耐腐蝕緊套光纖與耐高溫鎧裝松套光纖，所述耐高溫耐腐蝕緊套光纖、耐高溫鎧裝松套光纖均設置在高強度耐高溫耐腐蝕材料層的內部；

所述傳感光纜還包括金屬加強芯與環型的金屬鋼帶，該金屬鋼帶設置在高強度耐高溫耐腐蝕材料層的內部，且將高強度耐高溫耐腐蝕材料層分為外保護緩沖層與內保護緩沖層，外保護緩沖層位于金屬鋼帶的外部，內保護緩沖層位于金屬鋼帶的內部；

所述耐高溫鎧裝松套光纖的數量為兩根，分別為一號耐高溫鎧裝松套光纖與二號耐高溫鎧裝松套光纖，所述耐高溫耐腐蝕緊套光纖的數量為一根，一號耐高溫鎧裝松套光纖、二號耐高溫鎧裝松套光纖、耐高溫耐腐蝕緊套光纖呈品字型設置在內保護緩沖層的內部，且在一號耐高溫鎧裝松套光纖、二號耐高溫鎧裝松套光纖、耐高溫耐腐蝕緊套光纖的正中間設置有金屬加強芯；

所述一號耐高溫鎧裝松套光纖包括金屬鎧裝管及其內部設置的至少兩根耐高溫單模光纖，二號耐高溫鎧裝松套光纖包括金屬鎧裝管及其內部設置的至少兩根耐高溫多模光纖，耐高溫耐腐蝕緊套光纖包括一根耐高溫單模光纖及其外部包裹的耐高溫緊包涂覆材料層。