用于油井油管内温度和压力同时分布式监测的传感光缆制造技术

用于油井油管内温度和压力同时分布式监测的传感光缆，包括被金属钢带分为外保护缓冲层与内保护缓冲层的高强度耐高温耐腐蚀材料层，内保护缓冲层的内部呈品字型布置有一号耐高温铠装松套光纤、二号耐高温铠装松套光纤与耐高温耐腐蚀紧套光纤，且在一号耐高温铠装松套光纤、二号耐高温铠装松套光纤、耐高温耐腐蚀紧套光纤的正中间设置有金属加强芯，一号耐高温铠装松套光纤内部设置有耐高温单模光纤，二号耐高温铠装松套光纤内部设置有耐高温多模光纤，耐高温耐腐蚀紧套光纤内部设置有耐高温单模光纤。本设计不仅最终获得的压力值的精确度较高，具有较强的耐高温、耐腐蚀性与机械强度，而且安全性较高，格性较统一，便于制造与施工。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感光缆，尤其涉及一种用于油井油管内温度和压力同时分布式监测的传感光缆，具体适用于深层、稠油、热采等油井的油管内温度、压力的同时实时监测。
技术介绍
随着光纤技术的发展，光纤传感应用技术逐步应用到了油井测试领域。光缆作为光信号的传输媒介和传感媒介，已成为油井光纤测井系统的最核心组成部分。目前使用的光缆一般为传输光缆，该种传输光缆虽然能对光缆内实施信号传输、温度信号监测的光纤进行多重有效的保护，但不能对温度和压力进行同时监测，其原因如下1、现有的传输光缆一般都使用钢管保护层对传感光纤进行保护，由于钢管在受到外界压力的情况下不会有明显的变形，因而就不能将外界压力的影响传导到传感光纤上， 因此它无法获得准确的压力测量值；2、现有的传输光缆在传感光纤的选择上太过单一，无法实现温度和压力两种参数同时实时监测的功能。中国专利授权公告号为CN201392418Y，授权公告日为2010年1月27日的技术专利公开了一种复合型传感光缆，其用于检测应变和温度的变化，它包括无卤聚烯烃护层、间隔设置在护层内的紧包光纤和松套光纤，所述紧包光纤包括单模光纤、包覆在单模光纤外周且与护层紧密结合的紧包层；所述的松套光纤包括松套管、设置在松套管内的着色光纤以及填充在松套管内的纤膏。虽然该技术能结合松套光纤上测出的温度数值、紧包光纤中测出的应变-温度参数进行补偿计算以得到应变测量值(压力值)，实现了温度和压力的同时实时监测，但其仍旧具有以下缺陷首先，该技术包括的两个紧包光纤与一个松套光纤在无卤聚烯烃护层上呈一横列间隔设置，松套光纤位于两个紧包光纤之间，且间隔距离较大，这造成了紧包光纤、 松套光纤之间测量环境的差异，导致其分别测得的应变-温度参数与温度数值之间的配合性较差，难以通过补偿计算获得较准确的应变测量值，因此其获得的压力值的精确度较低；其次，该技术通过松套光纤测得温度数值，通过紧包光纤测得应变-温度参数，但其没有考虑到松套光纤与紧包光纤并不是同一种光纤，各自测量值的产生上存在差异，如果仅仅依靠这两个测量值进行计算，难免会降低最终计算值的准确度，从而再次降低获得的压力值的精确度；再次，该技术所依赖的松套光纤与紧包光纤都设置在无卤聚烯烃护层的内部，紧包光纤依赖无卤聚烯烃护层形变对它的冲击来测得应变-温度参数，但由于紧包光纤设置在无卤聚烯烃护层的两端，且与无卤聚烯烃护层之间没有任何缓冲设计，因而在测量时，紧包光纤受到的冲击较大，不仅会影响测量值的精确度，而且会降低其使用寿命；最后，由于该技术的应用环境为土木工程或油气管道表面，因而其采用的无卤聚烯烃护层、松套光纤、紧包光纤的结构与制作设计都只能满足普通使用环境的需要，而没有较强的耐高温与耐腐蚀性，也没有较高的机械强度，不适合于高温、高压的使用环境， 应用范围较窄，至少不能适用于高温、高压的油井油管环境，更不用提环境更加恶劣的深层、稠油或热采油井油管。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的获得的压力值的精确度较低，耐高温、耐腐蚀性、机械强度较差的缺陷与问题，提供一种获得的压力值的精确度较高，耐高温、 耐腐蚀性、机械强度较好的用于油井油管内温度和压力同时分布式监测的传感光缆。为实现以上目的，本技术的技术解决方案是用于油井油管内温度和压力同时分布式监测的传感光缆，该传感光缆包括高强度耐高温耐腐蚀材料层、耐高温耐腐蚀紧套光纤与耐高温铠装松套光纤，所述耐高温耐腐蚀紧套光纤、耐高温铠装松套光纤均设置在高强度耐高温耐腐蚀材料层的内部；所述传感光缆还包括金属加强芯与环型的金属钢带，该金属钢带设置在高强度耐高温耐腐蚀材料层的内部，且将高强度耐高温耐腐蚀材料层分为外保护缓冲层与内保护缓冲层，外保护缓冲层位于金属钢带的外部，内保护缓冲层位于金属钢带的内部；所述耐高温铠装松套光纤的数量为两根，分别为一号耐高温铠装松套光纤与二号耐高温铠装松套光纤，所述耐高温耐腐蚀紧套光纤的数量为一根，一号耐高温铠装松套光纤、二号耐高温铠装松套光纤、耐高温耐腐蚀紧套光纤呈品字型设置在内保护缓冲层的内部，且在一号耐高温铠装松套光纤、二号耐高温铠装松套光纤、耐高温耐腐蚀紧套光纤的正中间设置有金属加强芯；所述一号耐高温铠装松套光纤包括金属铠装管及其内部设置的至少两根耐高温单模光纤，二号耐高温铠装松套光纤包括金属铠装管及其内部设置的至少两根耐高温多模光纤，耐高温耐腐蚀紧套光纤包括一根耐高温单模光纤及其外部包裹的耐高温紧包涂覆材料层。所述高强度耐高温耐腐蚀材料层、金属钢带、耐高温紧包涂覆材料层的横截面都是圆形。所述高强度耐高温耐腐蚀材料层的制造材料是乙烯-四氟乙烯共聚物或可溶性聚四氟乙烯。所述耐高温单模光纤、耐高温多模光纤均包括纤芯及其外部涂覆的涂覆层，纤芯的制造材料为纯石英，涂覆层的制造材料为金、银、镍或碳。所述高强度耐高温耐腐蚀材料层的直径大于7mm，所述金属钢带的内径大于5mm， 厚度小于1mm，所述金属加强芯为实心结构，其外径小于1. 5mm，所述耐高温单模光纤、耐高温多模光纤的直径均为0. 5mm，所述金属铠装管的外径小于1. 5mm，所述耐高温紧包涂覆材料层的外径小于1. 5mm，且耐高温紧包涂覆材料层的外径与金属铠装管的外径相同。与现有技术相比，本技术的有益效果为1、本技术用于油井油管内温度和压力同时分布式监测的传感光缆在高强度耐高温耐腐蚀材料层的内部设置有呈品字型布置的一号耐高温铠装松套光纤、二号耐高温铠装松套光纤与耐高温耐腐蚀紧套光纤，其中，一号耐高温铠装松套光纤的内部设置有至少两根耐高温单模光纤以测得应变-温度参数，二号耐高温铠装松套光纤的内部设置有至少两根耐高温多模光纤以测得温度数值，耐高温耐腐蚀紧套光纤的内部设置有耐高温单模光纤以测得应变-温度参数，该设计的优点如下首先，由于两根铠装松套光纤与一根紧套光纤呈品字型布置，不仅距离很近，具有相同的测量环境，使得各自的测得值之间具有较强的配合性，而且结构对称，方便传感信号的采集，这都有利于提高最终获得的压力值的精确度；其次，两根铠装松套光纤分别测得一个温度数值与一个应变-温度参数，一根紧套光纤测得一个应变-温度参数，这就考虑到铠装松套光纤与紧套光纤的种类差异，在进行补偿计算时，以铠装松套光纤测得的温度数值、紧套光纤测得的应变-温度参数为主， 同时以铠装松套光纤测得的应变-温度参数为辅以进行修正，从而避免了铠装松套光纤、 紧套光纤之间种类差异所造成的误差，有利于提高最终获得的压力值的精确度。因此本技术最终获得的压力值的精确度较高。2、本技术用于油井油管内温度和压力同时分布式监测的传感光缆在高强度耐高温耐腐蚀材料层的内部设置有金属钢带，该金属钢带将高强度耐高温耐腐蚀材料层分为外保护缓冲层与内保护缓冲层，内保护缓冲层的内部设置有耐高温铠装松套光纤与耐高温耐腐蚀紧套光纤，该设计的优点如下首先，金属钢带能够加强内保护缓冲层和传感光纤的保护，具有较强的缓冲作用，可确保光纤不直接面对光缆形变的冲击，不仅有利于提高光纤测量值的准确度，而且安全性较高，能够延长光纤的使用寿命；其次，由于金属钢带是非密封性的结构，因而在外界压力对光缆表面进行压缩时，金属钢带能够随着外界压力对外保护缓冲层的压缩而同步变形，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄莎，
申请(专利权)人：武汉鑫光年光电技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：