[發(fā)明專利]具有減小直徑的井下纜線

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201680076684.0
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108604484A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設計）人: M·E·洛維爾;E·維恩塞克;M·丹尼;M·伯德齊奧尼
• 申請（專利權）人: 普睿司曼股份公司
• 主分類號: H01B7/04
• 分類號: H01B7/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

用于井下環(huán)境的光學/電氣纜線，包括布置在內部金屬管內的多個光纖。導電層包圍內部金屬管，絕緣層包圍并且接觸導電層，并且外部金屬管包圍并且接觸絕緣層。

技術領域

本公開內容一般地涉及光學/電氣纜線，并且尤其涉及用于井下應用的纜線，纜線具有包裹在金屬管中的多個光纖以及同軸地包圍金屬管用于傳導電流的導電層。

背景技術

存在幾種類型的纜線用于在危險環(huán)境下，諸如在油井或者氣井中的井下應用中監(jiān)控環(huán)境狀況、發(fā)送通信和提供電功率。一種類型是“管包裹導體”(TEC)纜線。TEC纜線表示特性地具有布置在金屬管內的電導體，金屬管用于保護導體不受危險環(huán)境破壞。TEC纜線用于將電功率傳輸?shù)轿挥诶|線遠端、監(jiān)控諸如溫度和壓力這樣井下環(huán)境中的狀況的各種設備。

用于危險環(huán)境的另一種類型的纜線是“管包裹纖維”(TEF)纜線。與TEC纜線相類似，TEF纜線通過將纖維布置在小的金屬管內(稱作“金屬管中纖維”或者“FIMT”)保護光纖不受環(huán)境破壞。TEF纜線可以在油井和氣井中用作纖維波導以傳送來自井下工具的數(shù)據(jù)，或者作為用于分布式溫度感測(DTS)、分布式聲感測(DAS)或者其他感測應用的傳感器。

當纜線包含包裹在一個或多個管中的電導體和光纖時，纜線稱作TEC/TEF纜線。市售的TEC/TEF井下纜線可以具有1/4英寸(例如，6.35mm)直徑鋼管作為外殼。它包含絕緣的導體和包裹光纖的另一個鋼管。1/4英寸直徑的TEC/TEF纜線典型地用于油井中的永久安裝。

如從例如因特網站點http://pertrowiki.org/Coiled_tubing_drilling知道，盤繞管勘測和盤繞管鉆井也是井下纜線的常見應用。術語“盤繞管(coiled tubing)”指卷在大的卷軸上的長金屬管，通常直徑為2.5cm至8.25cm。管用于油井和氣井中的干預并且有時作為枯竭氣井的生產管。術語“盤繞管鉆井”指盤繞管和定向鉆井(例如，非垂直鉆井)的組合，使用泥漿馬達為鉆井儲層創(chuàng)建系統(tǒng)。

關于盤繞管的新興技術是使用TEF纜線內的光纖傳感器根據(jù)分布式溫度傳感器(DTS)或者數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)技術對油井建立剖面(profile)。小直徑的TEF纜線，亦即，外徑不超過4mm的纜線可以在盤繞管下降到油井或者氣井中之前注入到盤繞管中。

為了進一步增強井身剖面，當使用盤繞管進行感測時，可以使用機電壓力傳感器。然而，那些傳感器需要不由TEF纜線提供的電流。作為TEF纜線內FIMT的部分的不銹鋼管通常由于它的電阻太高而不具有充足的載流容量。提供纖維感測和電流的市售TEC/TEF纜線對于部署在直徑為1/4英寸(6.35mm)的盤繞管中來說太大且太重。關于用于盤繞管部署的TEF纜線的現(xiàn)場經驗已經例證可以使用的感測纜線的最大外徑是4mm。

美國專利8,295,665(’665專利)公開一種井下混合型纜線，包括中央纖維/凝膠填充的不銹鋼管，銅線環(huán)繞該管，以及圍繞銅線管的絕緣層。銅線布置在由金屬管形成的螺旋空間中。金屬管和銅元素放置到金屬管內。金屬管具有1/4英寸直徑(6.35mm)。

美國專利5,493,626(’626專利)公開一種對于高壓環(huán)境用于在測井系統(tǒng)中使用的井下電氣/光學儀器纜線。纜線包括由保護材料和凝膠層包圍并且由保護套管封裝的用于信號通信的單個、密閉光纖。套管可以是激光焊接金屬管。可選內部絕緣體與外部絕緣體層之間的一層電導體包圍保護管并且由除了銅的螺旋“伺服”之外的編織銅形成。多個強力構件絞股包圍外部絕緣體層。強力構件包括在一個方向螺旋地纏繞外部絕緣體層的不銹鋼絞股的內部層，以及以相反的伺服或者纏繞螺旋地纏繞強力構件絞股的內部層的不銹鋼絞股的外部層。絞股和銅編織層傳導并且可以提供電功率供給回路。纜線的總直徑近似為5.77mm，但是它可以在大約4.76mm至大約7.94mm的范圍內變化。