电缆制造技术

本实用新型专利技术公开一种电缆，包括：预制的聚合物复合杆，所述预制的聚合物复合杆中具有通道；光纤，所述光纤设置在通道中；紧固件，所述紧固件将光纤固定在通道内，其中所述紧固件由从聚合物带、聚合物层、和聚合物带与聚合物层的组合所组成的组中选择的材料形成；和外部管，所述外部管设置在聚合物复合杆的外部，所述聚合物复合杆中具有光纤。与现有技术相比，本实用新型专利技术的电缆更易于制造。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术大致涉及一种油田作业中使用的细钢丝绳电缆(slickline cables)。
技术介绍
电线中的光纤元件或永久检测电缆对于数据传输应用具有大的潜力。 不幸地，这种潜力被使它们在油田作业中易受损的几个缺点所抵消。例如， 高温下暴露于氢导致光纤发黑，从而导致数据传输能力下降。光纤上的涂 层或其它聚合物保护层中的挥发性有机化合物(VOCs)的蒸发释放氢，这能 够侵袭光纤和使光纤变黑。氢侵袭存在水的玻璃是另一种损坏源。进一步地，当与其它电缆元件相比，光纤的线性拉伸是有限的。这要 求在光纤元件中具有额外的光纤长度，这导致制造过程复杂化。光纤元件 结构缺乏横向强度会导致潜在加载点和微小弯曲的问题。这会导致光纤的 机械失效和/或信号衰减。图1A显示典型的细钢丝绳电缆。如图所示，细钢丝绳电缆100由包含 在内部钢管120内的光纤110构成，内部钢管120涂覆有聚合(其可以是连续 的或长的强化纤维)化合物130。然后绝缘层140(其可包括环氧或其它热塑 性等热固性树脂)附加在高分子复合物(polymer composite) 130上以便 完成细钢丝绳芯。最后，外部钢管150在细钢丝绳芯上牵引以便完成细钢 丝绳电缆100。这种设计遇到几个问题。细钢丝绳芯的高分子复合物130在制造期间 可变成椭圆形。内部钢管120可偏移高分子复合物130内的中心。当内部 钢管120和外部钢管150之间的高分子复合物130厚度不足(例如，由于收 缩或其它因素)，当电缆在槽轮上弯曲或缠绕时高分子复合物130和外部 钢管150会彼此分离。此外，细钢丝绳电缆中使用不同材料会具有不同的热膨胀系数，这会导致一些问题。例如，在制造期间，高分子复合物130和内部钢管120 容易膨胀。由于高分子复合物130固化和冷却，它容易收縮和脱离内部钢 管120。此外，内部钢管120在纵向上的收縮得比高分子复合物130多。 在固化化合物期间，光纤会短时间经受400 500 ° F的固化温度，这会损 坏光纤的聚合物涂层。同样，化合物的(纤维整理)会与环氧尸硬化(印oxy curing)干涉。改进细钢丝绳电缆的一种方法是给光纤涂覆树脂套以便形成更耐用 的光纤。图1B显示这种光纤，其具有在商业可获得的光纤110上的连续或 长的强化热固性树脂套115。尽管图1B所示的光纤更强，但是给光纤涂覆化合物树脂套的过程会导 致一些问题。例如，由于拉挤过程(pultrusion process)中的加载点会引 起光纤的高损失。环氧尸硬化时发生的收缩会影响光纤，并产生信号衰减 问题。这需要仔细处理光纤以便尽可能地减少加载点，并且拉伸过程中的 过拉(overpull)会导致制造困难和耗时。这些光纤元件遇到的信号衰减的 高发生率在油田分布式温度系统测量和需要长距离遥控的应用中是不能 接受的。
技术实现思路
鉴于现有技术中的电缆存在制造困难和耗时的技术问题，本技术 的一个目的在于提供一种易于制造的电缆。本技术的一个方面涉及一种细钢丝绳电缆。根据本技术的一 个实施例的细钢丝绳电缆包括预制的聚合物复合杆(polymer composite rod)，所述预制的聚合物复合杆中具有通道；光纤，所述光纤设置在通 道中；紧固件，所述紧固件将光纤固定在通道内，其中所述紧固件由从聚 合物带、聚合物层、和聚合物带与聚合物层的组合所组成的组中选择的材 料形成；和外部管，所述外部管设置在聚合物复合杆的外部，所述聚合物 复合杆中具有光纤。本技术的另一个方面涉及一种用于制造细钢丝绳电缆的方法。.根 据本技术的一个实施例的方法包括如下步骤预制其中具有至少一个通道的聚合物复合杆；将至少一个光纤放置在聚合物复合杆中的至少一个 通道中；使用聚合物带、聚合物层、或聚合物带与聚合物层的组合把至少 一个光纤固定在至少一个通道中；把外部管设置在聚合物复合杆上。与现有技术相比，本技术的电缆更易于制造。根据下面的说明和 所附权利要求，本技术的其它方面和优点将变得显然。附图说明图1A显示现有技术的细钢丝绳电缆；图1B显示光纤芯的现有技术设计，该光纤芯具有包围光纤的聚合化合 物层；图2显示根据本技术的一个实施例的用于制造细钢丝绳电缆的方 法的流程图3显示制造本技术的一个实施例的光纤芯的过程；图4显示根据本技术的一个实施例的具有两个光纤的光纤芯；图5显示制造本技术的另一个实施例的光纤芯的另一个过程；图6显示制造本技术的另一个实施例的光纤芯的过程；图7显示制造本技术的另一个实施例的光纤芯的过程；图8显示具有容纳本技术的实施例的光纤的不同形状的通道的两个光纤；图9显示根据本技术的另一实施例的制造光纤芯的过程，其使用 多个弧形楔件来形成树脂套；图10显示根据本技术的另一实施例的制造光纤芯的过程，其使用两个半圆形件来形成内部管；图ll显示根据本技术的另一实施例的制造光纤芯的过程，其使用 两个聚合杆件来形成容纳光纤的内部管；图12显示根据本技术的另一实施例的制造光纤芯的过程，其使用两个聚合杆件来形成容纳光纤的内部管；图13显示根据本技术的另一实施例的制造光纤芯的过程，该光纤 芯具有包括多层的内部管；图14显示根据本技术的另一实施例的光纤芯，该光纤芯除了具有光纤外还具有几个电导线；图15A-15C显示包括根据本技术的一个实施例的混合光纤-电导线芯中的围绕电导线的铜屏蔽罩的三个过程；图16A和16B显示本技术的实施例的具有电导线的光纤芯，该电导线包括在与光纤相同的通道中；图17显示根据本技术的一个实施例的制造光纤芯的可选方法，其使用多个弧形聚合化合物带来形成树脂套；图18显示根据本技术的一个实施例的制造光纤芯的另一可选方法，其使用附接到内部管的翼和多个组合带来形成树脂套；图19显示根据本技术的一个实施例的细钢丝绳电缆的实例，其中光纤设置在内部金属管中。具体实施方式本技术的前述公开和说明是示意性的和说明性，对于本领域熟练 技术人员而言，在不脱离本技术的保护范围的情况下，可对尺寸、形 状和材料以及这里的示意结构或元件的组合的细节进行变化。此外，电缆 除了包括已经说明的元件外，还能够包括一些其它元件。在本技术的
技术实现思路
和它的详细说明中，每个数值仅用术语大约(about)限 定一次(除非已经清楚地如此限定了)，那么将不再次限定除非在本文中有 特别表示。本技术的实施例涉及一种细钢丝绳电缆，特别是具有高强度/重 量比的细钢丝绳电缆，和制造这种电缆的方法。为了避免在制造过程中光 纤暴露于高温，光纤可放置在预制的复合元件(co即osite components) 组装的结构中。这种复合元件可利用光纤、特别是连续的或长强化纤维。 在一个方面中，在涉及制造细钢丝绳电缆的方法的本技术的实施例 中，光纤包围在预制件组装的复合树脂套中。在另一个方面中，涉及具有 聚合化合物涂覆光纤元件的细钢丝绳电缆的本技术的实施例可进一 步包括电导体元件。如上所述，制造图1B所示的传统细钢丝绳电缆或耐用光纤的现有 方法是不理想的，因为它们使光纤经受高温。本技术的实施例通过预制元件避免了这些问题中的一些，前述预制元件组装形成复合树脂套，该 复合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆，其特征是，所述电缆包括：　预制的聚合物复合杆，所述预制的聚合物复合杆中具有通道；　光纤，所述光纤设置在通道中；和　紧固件，所述紧固件将光纤固定在通道内，其中　所述紧固件由从聚合物带、聚合物层、和聚合物带与聚合物层的组合所组成的组中选择的材料形成。

【技术特征摘要】
1.一种电缆，其特征是，所述电缆包括预制的聚合物复合杆，所述预制的聚合物复合杆中具有通道；光纤，所述光纤设置在通道中；和紧固件，所述紧固件将光纤固定在通道内，其中所述紧固件由从聚合物带、聚合物层、和聚合物带与聚合物层的组合所组成的组中选择的材料形成。2. 根据权利要求l所述的电缆，其特征是，所述电缆还包括设置在聚 合物复合杆外部的外部管，所述聚合物复合杆中具有光纤。3. 根据权利要求l所述的电缆，其特征是，还包括包裹光纤的内部管。4. 根据权利要求3所述的电缆，其特征是，所述内部管是金属管。5. 根据权利要求4所述的电缆，其特征是，所述内部管是聚合物管。6. 根据权利要求5所述的电缆，其特征是，所述聚合物管由多个部件 组装成。7. 根据权利要求l所述的电缆，其特征是，所述聚合物复合杆由连续 或长纤维强化复合物制成。8. 根据权利要求l所述的电缆，其特征是，所述聚合物复合杆包括多 个部件和通过组装所述多个部件而形成在聚合物复合杆中的通道。9. 根据权利要求l所述的电缆，其特征是，所述聚合物复合杆包括多 个部件和通过组装所述多个部件而形成在聚合物复合杆中的通道。...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫瓦凯，阿尼尔塞恩，金秉俊，弗拉基米尔赫尔南德斯索罗斯，香农尼姆强，丹塔巴兰，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：VG[英属维尔京群岛]