模块化光电缆线单元制造技术

本发明专利技术公开一种用于油田电线的模块化光电缆线单元。该模块化光电缆线单元包括多个缆线模块。缆线模块是可互换以便实现具有适用于特定应用的预定的遥测和电性能的模块化缆线单元。缆线模块能够是光纤模块、电力缆线或光电模块组件。构成模块化缆线单元的缆线模块优选地以三元组结构设置从而限定大致三角形相切周边，并且被具有圆形周边的聚合物外套层包围。模块化缆线单元的三元组结构有利于提高机械强度。还公开一种具有高机械强度的浮动管型光纤元件。

【技术实现步骤摘要】
模块化光电缆线单元本申请是申请号为200810085459.0的中国专利技术专利申请(申请日：2008年11月26日；专利技术名称：模块化光电缆线单元)的分案申请。
本专利技术大致涉及一种光电缆线，尤其涉及一种模块化光电缆线单元(modularopto-electricalcableunits)和它们的制造方法。
技术介绍
本部分的说明仅提供关于本专利技术的背景信息，并且可能不构成现有技术。当钻油井时，通常周期地将探测器下放到钻井中以便测量钻井横穿过的土壤地层的特性。典型地，测井缆线在钻井中支撑和移动探测器，携带探测器电源，和在探测器与地表仪器和控制装置之间传递控制指令。由于测量方法和测量仪器变得越来越复杂，因此需要具有高功率和更高数据传输速率的缆线。为了提供具有高机械强度的缆线，提出了七线缆线(heptacable)，该七线缆线由围绕中心导线的六个导线构成。尽管七线缆线提高了机械稳定性，但是七线缆线的遥测能力和功率输出能力有效。公知的是，四线对绞结构的缆线具有高过滤能力。如图14所示，四线对绞结构的电线缆线200包括四个大的高功率导线202(仅表示一个)。四个小的螺旋导线204(仅表示一个)设置在相邻的大的高功率导线202形成的空隙中。形成在大的高功率导线202和小的导线204之间的间隙可用填充材料填充以便把导线结合在一起。在填充材料206填充到间隙中之后，然后带208围绕导线202，204和填充材料206包裹以便形成缆线芯。保护套210包括两层铠甲电线212和214，然后围绕缆线芯包裹用于提供期望的机械强度，因此形成缆线组件200。然而，四线对绞结构的缆线具有机械不稳定的缺点。在测井过程中，小光导线容易进一步挤压进相邻的大功率导线之间的空隙中，不容易损坏和短路。因此，需要具有高机械强度、机械稳定性、功能传输和遥测能力的光电缆线。进一步地，在石油勘探中使用具有不同需求的更复杂和通用的井下工具，这也需要容易制造的、具有期望的遥测和功率传输能力的光电缆线，以便适应特定的应用。
技术实现思路
在一个优选的实施方式中，一种光纤元件，包括：至少一个光纤；包围所述至少一个光纤的管；和围绕管同轴地设置的外层。所述光纤宽松地容纳在管中，所述管能够相对于外层沿管的中心轴线移动。在另一个实施方式中，一种光纤元件，包括：至少一个光纤；和包括第一部分和第二部分的主体。所述第一部分和第二部分协同地包裹至少一个光纤。在另一个实施方式中，一种光纤元件包括：至少一个光纤或光纤元件；和被多个聚合物层包围的多个铜线或涂镍的铜线。在另一个实施方式中，一种缆线模块，包括：主缆线装置，所述主缆线装置仅包括直径大致相等的三个主导线元件；和包裹所述主导线装置的外套层。所述三主导线元件邻接以便形成大致三角形相切周边。在另一个实施方式中，一种缆线模块包括由多个铜线构成的电导线。该电导线上挤压有适当的绝缘材料。在另一个实施方式中，一种模块化缆线单元，包括：多个缆线模块；包裹所述多个缆线模块的外套层，其中所述缆线模块是可互换的并且被选择成实现预定的遥测和电性能。在另一个实施方式中，一种制造缆线模块的方法，包括如下步骤：设置三个主模块以便形成大致三角形相切周边；和围绕所述三个主模块涂覆外套层以便形成缆线模块。在另一个实施方式中，一种制造模块化缆线单元的方法，包括如下步骤：制备具有不同遥测、光学和电特性的多个缆线模块；和邻接多个缆线模块以便形成具有预定的遥测、光学和电特性的模块化缆线单元。根据这里的说明，进一步的应用领域将变得显然。可以理解的是，说明和特定实例仅用于解释，并不是用于限制本专利技术的保护范围。附图说明这里描述的附图仅用于说明，并不用于限制本专利技术的保护范围。图1是根据本公开的教导构造的光纤元件的剖视图；图2是根据本公开的教导构造的光纤元件的剖视图；图3是根据本公开的教导的光纤元件的剖视图；图4是根据本公开的教导的光纤元件的剖视图；图5是根据本公开的教导的光纤元件的剖视图；图6是缆线模块的剖视图，显示制造模块化缆线组件的系列步骤；图7是模块化缆线单元的剖视图，显示制造模块化缆线单元(modularcableunit)的系列步骤；图8是根据本公开的教导的模块化缆线单元的剖视图；图9是根据本公开的教导的模块化缆线单元的剖视图；图10a和10b是根据本公开的教导的模块化缆线单元的剖视图；图11是根据本公开的教导的具有加强构件(strengthmember)的模块化缆线单元的剖视图；图12是具有铠装系统(armoringsystem)的模块化缆线单元的剖视图，显示围绕模块化缆线单元施加铠装系统的系列步骤；图13是显示缆线模块如何单独使用或组合使用；和图14是现有技术的四线对绞缆线的剖视图。具体实施方式在整个附图中，相同参考标记表示相同部件。以下说明仅是实例性的，并不是对本公开、应用或使用的限制。可以理解的是，在整个附图中，相同参考标记表示相同或对应部件和特征。开始时，可以理解的是，整个说明书中使用的术语“缆线模块”是指可以单独使用的缆线或缆线组件，或可以与其它缆线或缆线组件组合形成模块化缆线单元的缆线或缆线组件。构成模块化缆线单元的缆线模块在不同应用中可互换。缆线模块能够是光纤导线、光纤导线组件、电导线、电导线组件、光电混合导线组件和任何其它具有预定遥测、电力或光学特性的导线或导线组件。光纤元件参考图1，根据本公开的教导构造的光纤元件大致用参考标记10表示。光纤元件10包括光纤12、围绕光纤12设置的绝缘层14、围绕绝缘层的缓冲层18、和围绕缓冲层18的外部硅层24。光纤12包括芯1和覆层2。光纤12和绝缘层14形成光纤组件16。优选地由碳形成的绝缘层14是密封的并且能够承受高温。绝缘层14放置在光纤12之上并且设置有阻挡H2O和H+的障碍物，因而防止氢侵蚀和水解。绝缘层14还提高光纤元件10的屈服应力等级和静疲劳抵抗力，因而增加光纤元件10的使用寿命。优选地，光纤12具有高数值孔径(numericalaperture)和比传统的通信光缆更小的芯1。高数值孔径光纤需要更小的光纤芯尺寸，以便保持恒定的截止波长。高NA光纤降低了它们对微观和宏观弯曲引起的光信号衰减的敏感性。缓冲层18围绕光纤组件(opticalfiberensemble)16，并且与光纤组件16紧密接触。缓冲层18称作“紧密缓冲器”，因为缓冲层18与光纤组件16紧密接触，这与采用导管形式并宽松地包含光纤组件16的“宽松缓冲器”相反。缓冲层18优选地包括在光纤组件16上挤压的硅层20和在硅层20上挤压的PFA(全氟环氧(perfluoroalkoxy))层22。外部硅层或其它适当的软聚合物24挤压在缓冲层18上以便缓冲光纤组件16，从外部分配施加在光纤组件16上的任何压缩负载。由于具有该构造，光纤缆线10不容易遭受张应力和弯曲应力，因而减小信号衰减。参考图2，参考标记30表示根据本公开的教导的可选的光纤元件。光纤元件30包括多个光纤12(仅表示一个)，多个光纤12宽松地容纳在管34中，外部聚合物层36围绕管34同轴地设置。管34由金属或聚合物制成，用于包含容纳在其中的光纤12。外部聚合物层提高了机械强度。在管34和外部聚合物层36之间设置至少一个中间层38。中间层38可由凝胶或软聚合物、织物、发泡和填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缆线模块，包括：主缆线装置，所述主缆线装置仅包括直径大致相等的三个主导线元件，所述三个主导线元件邻接以便形成大致三角形相切周边，所述三个主导线元件在所述三个主导线元件之间限定中心间隙和在邻接的主导线元件之间限定多个间隙；设置在所述中心间隙中并被所述三个主导线元件包围的填充条元件，其中填充条元件填充所述三个主导线元件之间的中心间隙；至少一个辅助导线，所述至少一个辅助导线设置在所述多个间隙中的任一个中并具有小于主导线元件的直径；和包裹所述主导线装置的外套层。

【技术特征摘要】
2007.05.21 US 11/751,3491.一种缆线模块，包括：主缆线装置，所述主缆线装置仅包括直径大致相等的三个主导线元件，所述三个主导线元件邻接以便形成大致三角形相切周边，所述三个主导线元件在所述三个主导线元件之间限定中心间隙和在邻接的主导线元件之间限定多个间隙；设置在所述中心间隙中并被所述三个主导线元件包围的填充条元件，其中填充条元件填充所述三个主导线元件之间的中心间隙；至少一个辅助导线，所述至少一个辅助导线设置在所述多个间隙中的任一个中并具有小于主导线元件的直径；和包裹所述主导线装置的外套层。2.根据权利要求1的缆线模块，其中填充条元件包括扭曲合成线和挤压在扭曲合成线上的软变形聚合物，该软变形聚合物变形以填充所述三个主导线元件之间的中心间隙。3.一种模块化缆线单元，包括：多个缆线模块；包围并接触所述多个缆线模块中的每一个的外套层，其中所述缆线模块是可互换的并且被选择成实现预定的遥测能力和电功率能力。4.根据权利要求3的模块化缆线单元，其中所述多个缆线模块具有大致相等的直径。5.根据权利要求3的模块化缆线单元，其中所述多个缆线模块包括三个缆线模块，所述三个缆线模块限定大致三角形相切周边并限定位于所述三个缆线模块之间的中心部分。6.根据权利要求5的模块化缆线单元，还包括设置在所述中心部分中并被所述三个缆线模块包围的填充条模块或绝缘导线模块。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·瓦凯，弗拉基米尔·赫尔南德斯索罗斯，马旺·莫法雷尔，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛,VG