[發明專利]一種靈敏度增強的柔軟輕型分布式聲波傳感光纜

在審

• 申請號: 201911322902.6
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN110780410A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 李強;張仁志;冉曾令;饒云江;王熙明;栗鳴;王玉
• 申請（專利權）人: 江蘇中天科技股份有限公司;電子科技大學;中油奧博(成都)科技有限公司;中天電力光纜有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01H9/00
• 代理公司: 51230 成都弘毅天承知識產權代理有限公司
• 代理人: 張東明

本發明涉及光纖傳感技術領域，具體是一種靈敏度增強的柔軟輕型分布式聲波傳感光纜，本發明用于解決外部聲波或振動能量從光纜表面傳遞到光纖表面的過程中損失較為嚴重，從而降低了光纖對外部聲波能量的響應幅度，縮減了分布式聲波傳感光纜探測范圍的問題。本發明包括光纖，所述光纖的外表面緊貼有保護層，所述保護層的外表面緊貼有護套，所述護套內嵌入有多根增強元件，所述增強元件沿光纖的長度方向設置。本發明在光纖的外表面緊貼有保護層，在保護層的外表面緊貼有護套，并在護套內嵌入有多根增強元件，這樣提高了外部聲波能量與光纖微小應變的耦合效率，從而提高了光纖對外部聲波能量的響應幅度，增大了分布式聲波傳感光纜的探測范圍。

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，更具體的是涉及一種靈敏度增強的柔軟輕型分布式聲波傳感光纜。

背景技術

光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為傳導工具。光纖分布式聲波傳感技術，已經成為油氣田勘探和開發、生產作業狀態監測的重要探測技術，它是利用光纖兼具信號傳輸和傳感的雙重功能，不需要外接傳感器，只需在光纜的一端連接測試儀器，就能夠檢測出沿光纖的聲場連續分布。與現有電纜連接地震檢波器的測試技術相比，光纖分布式聲波傳感技術具有頻帶寬、不受電磁干擾、結構簡單、易于布設，測試距離長等優點，并逐步取代檢波器探測技術。在油氣田勘探和開發過程中，常采用光纖分布式聲波傳感技術對油井進行探測，獲取油井周圍的油藏分布、地質構造等信息。目前在地震勘探領域由于沒有專業的傳感光纜，大部分生產過程都使用傳感效果不佳的普通室外通信光纜或者鎧裝光纜來作為傳感光纜。

現有技術中的通信光纜或鋼絲鎧裝探測光纜，由于光纖周圍存在油膏、塑料護套、鋼帶或鋼管、鋼絲、空氣隙等多層結構、多種材料，導致外部聲波或振動能量從光纜表面傳遞到光纖表面的過程中損失較多，只有極小部分能量傳遞到光纖表面，引起光纖的局部應變較小，測量的光學響應的幅度較小，信噪比較低。對于較微弱的外部聲波或振動信號，甚至無法測出光纖的光學效應。光纜的多層結構、多種不同材料及空氣隙、鋼管、鎧裝鋼絲等構件降低了外部聲波和振動信號傳遞到光纖上的效率，使傳感電纜不能將外部聲波或振動能量有效的轉變為光纖中可測量的相移，從而降低了光纖對外界聲波和振動信號感知的靈敏度，限制了光纖的探測范圍。因此，我們迫切的需要一種從光纜表面傳遞到光纖表面的過程中損失外部聲波或振動能量更少的傳感光纜。

發明內容

基于以上問題，本發明提供了一種靈敏度增強的柔軟輕型分布式聲波傳感光纜，用于解決外部聲波或振動能量從光纜表面傳遞到光纖表面的過程中損失較為嚴重，從而降低了光纖對外部聲波能量的響應幅度，縮減了分布式聲波傳感光纜探測范圍的問題。本發明在光纖的外表面緊貼有保護層，在保護層的外表面緊貼有護套，并在護套內嵌入有多根增強元件，這樣提高了外部聲波能量與光纖微小應變的耦合效率，從而提高了光纖對外部聲波能量的響應幅度，增大了分布式聲波傳感光纜的探測范圍。

本發明為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

一種靈敏度增強的柔軟輕型分布式聲波傳感光纜，包括光纖，所述光纖的外表面緊貼有保護層，所述保護層的外表面緊貼有護套，所述護套內嵌入有多根增強元件，所述增強元件沿光纖的長度方向設置。

工作原理：外部聲波或振動能量先傳遞到護套上，再從護套上傳遞到增強元件和保護層上，最終再從保護層上傳遞到光纖上，由于光纖與保護層之間，保護層與護套之間均為緊密接觸，各層之間無空氣隙，無油膏填充，使外部聲波能量能夠及時有效的傳遞到光纖上，引起光纖局部應變，產生光學效應，這樣提高了外部聲波能量與光纖微小應變的耦合效率，從而提高了光纖對外部聲波能量的響應幅度，增大了分布式聲波傳感光纜的探測范圍。

作為一種優選的方式，所述護套的外表面還涂有護套涂覆層。