一种光缆及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光缆，所述光缆包括至少一根光纤(1)，其中，所述光缆还包括由内到外依次包覆在光纤(1)表面的纤膏层(2)、第一防护层(3)、阻氢层(4)和第二防护层(5)。本发明专利技术还提供了一种光缆的制备方法，该方法包括由内到外依次形成包覆在光纤(1)表面的纤膏层(2)、第一防护层(3)、阻氢层(4)和第二防护层(5)。本发明专利技术提供的光缆具有优异的阻氢性能，能够满足在井下苛刻的环境中使用的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
光缆主要是由光纤和塑料保护套管及塑料外皮构成。近年来，光纤技术在众多领域得以广泛的应用。随着光纤传感器在石油、天然气的开采应用方面的发展，需要一种可以承受与光纤传感器相同工作条件的光缆作为井下光纤传感器与井上仪器之间的光通信传输媒介。由于井下的条件非常苛刻，例如高温、高压、振动、腐蚀性等，因此，光纤很容易受损而失效。更为重要的是，工作环境中的氢离子可以渗透进光缆中，会导致光纤传输损耗的增加，因此，需要减少或避免光纤与氢环境的直接接触。但是，因为氢离子极易穿过塑料保护套管及塑料外皮，所以，由塑料保护套管及塑料外皮包覆光纤所得的光缆的阻氢效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有的光缆阻氢性能不佳，从而导致光纤传输损耗的增加的缺陷，而提供一种具有优异阻氢性能的光缆。本专利技术提供了一种光缆，所述光缆包括光纤1，其中，所述光缆还包括由内到外依次包覆在光纤I表面的纤膏层2、第一防护层3、阻氢层4和第二防护层5。此外，本专利技术还提供了一种光缆的制备方法，该方法包括由内到外依次形成包覆在光纤I表面的纤膏层2、第一防护层3、阻氢层4和第二防护层5。本专利技术提供的光缆结构中的阻氢层4和纤膏层2不仅保证了光纤不会直接暴露于井下苛刻的环境中，减少或避免了恶劣的条件对光纤I的性能造成的影响，还能够非常有效地防止外界中的氢离子与所述光纤I的直接接触，从而保证了光缆的传输性能并延长了使用寿命。根据本专利技术的一个优选实施方式，所述光缆还包括包覆在第二防护层5表面的胶状吸氢剂层6和包覆在所述胶状吸氢剂层6表面的第三防护层7，所述胶状吸氢剂层6能够进一步防止氢离子与光纤I的接触，并且第三防护层7使光缆具有良好的抗拉强度和抗压强度，所得的光缆的综合性能更为优异。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1为光缆的截面图。附图标记说明1-光纤；2_纤膏层；3_第一防护层；4_阻氢层；5_第二防护层；6_胶状吸氢剂层；7-第三防护层。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的光缆包括光纤1，其中，所述光缆还包括由内到外依次包覆在光纤I表面的纤膏层2、第一防护层3、阻氢层4和第二防护层5。光纤是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而制成的光传导工具。在日常生活中，由于光在光纤中的传导损耗比电在电线中的传导损耗低得多，因此，光纤通常被用作长距离的信息传递。按传输模式分，所述光纤包括单模光纤和多模光纤。所述单模光纤的中心玻璃芯很细(芯径一般为9-10 μ m),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小，适用于远程通讯。所述多模光纤容许不同模式的光于一根光纤上传输，多模光纤的芯径较大，通常为50-100 μ m。本专利技术所述的光纤I优选为由石英玻璃制成的光纤，并进一步优选在石英玻璃中添加有锗、镓、磷等元素。根据本专利技术，所述光纤I的数量没有特别限制，可以根据实际情况进行合理地选择。例如，所述光纤I的数量可以为1-30根，优选为1-10根。根据本专利技术，所述阻氢层4的作用是减少和避免环境中的氢离子向光缆中心扩散，起到阻水、阻氢的作用。优选情况下，所述阻氢层4为氢低渗透性的材料。所述氢低渗透性的材料可以为现有的各种能够防止环境中的氢扩散进入光缆中心的材料，例如，所述氢低渗透性的材料可以选自碳、碳化硅、氧化镁和氧化锌中的一种。根据本专利技术，所述阻氢层4的厚度可以根据所述光缆的使用环境来适当选择，若环境中的氢含量较高，则所述阻氢层4的厚度可以较厚；若环境中的氢含量较低，则所述阻氢层4的厚度可以较薄，通常情况下，所述阻氢层4的厚度可以为O. 1-10毫米，优选为O. 3~2晕米。 根据本专利技术，所述纤膏层2主要起到密封阻氢防水、抗应力缓冲以及保护光纤的作用。所述纤膏层2的材料可以为现有的各种能够起到上述作用，并与所述光纤I具有良好的相容性的材料，优选情况下，为了增强所述光缆的阻氢能力，所述纤膏层2的材料为阻氢纤膏。纤膏也称光纤油膏，通常来说，所述纤膏是将一种或多种胶凝剂分散到一种或多种基础油中，形成的一种粘稠性半固体物质。为了改善有关性能，还可以加入少量添加剂(如抗氧化剂、防腐剂、表面活性剂以及氢气消除剂等)。基础油是纤膏的基材，以纤膏的总质量为基准，基础油的含量约为70-90重量％。所述基础油一般可以为矿物油、合成油以及硅油中的一种或多种。所述胶凝剂是一种增稠触变剂，其作用是将流动的基础油增稠为不流动的半固体状态。以所述纤膏的总质量为基准，所述胶凝剂的含量约为5-20重量％。胶凝剂分为无机胶凝剂和有机胶凝剂两类。所述无机胶凝剂例如可以为脂肪酸盐、有机膨润土、二氧化硅和石蜡中的一种或多种。所述有机胶凝剂通常为高分子共聚物。与无机胶凝齐IJ相比，聚合物胶凝剂和基础油的混溶性更好，在较高的混溶温度下，性能更加稳定。根据本专利技术，所述阻氢纤膏指的是加入氢气消除剂后的纤膏。以所述阻氢纤膏的总重量为基准，所述氢气消除剂的含量可以为O. 5-10重量％，优选为1-5重量所述氢气消除剂可以为现有的各种能够作为纤膏的添加剂的氢气消除剂，例如，可以选自金属钼、金属钯和金属钽中的一种或多种。所述阻氢纤膏可以通过商购得到，例如，可以为购自unigel公司的型号为0PGW-400H的阻氢纤膏。本专利技术对所述纤膏层2的厚度没有特别地限制，只要能很好地包覆在光纤I的表面，对所述光纤I起到隔水及缓冲作用，并能够方便使用即可，例如，所述纤膏层2的厚度可以为O. 1-10毫米，优选为O. 3-2毫米。根据本专利技术，如图1所示，为了进一步提高所述光缆的阻氢效果，优选情况下，所述光缆还包括包覆在第二防护层5表面的胶状吸氢剂层6和包覆在所述胶状吸氢剂层6表面的第三防护层7。根据本专利技术，所述胶状吸氢剂层6的作用是延缓或避免环境中的氢离子向光缆中心扩散，其具有一定粘度，能很好地粘附在所述第二防护层5上。为了进一步提高胶状吸氢剂层6的密封、吸氢、防水作用，优选情况下，所述胶状吸氢剂层6含有阻氢纤膏和具有阻氢能力的材料。所述胶状吸氢剂层6中的阻氢纤膏可以与所述纤膏层2中的阻氢纤膏可以相同、也可以不同，以所述阻氢纤膏的总重量为基准，所述氢气消除剂的含量通常可以为O. 5-10重量优选为1-5重量％ ;所述阻氢纤膏中含有的氢气消除剂例如可以选自金属钼、金属钯和金属钽中的一种或多种。以所述阻氢纤膏的总质量为基准，所述具有阻氢能力的材料的含量通常可以为10-90重量％，优选为30-70重量％。所述具有阻氢能力的材料可以为现有的各种能够将氢离子去除且适用于制备光缆的材料，例如，所述具有阻氢能力的材料可以选自钯的盐和/或钽的盐。具体地，所述钯的盐和/或钽的盐可以选自钯和/或钽的硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐中的一种或多种。本专利技术对所述胶状吸氢剂层6的厚度没有特别限定，并可以在较宽的范围内进行选择，本领域技术人员应该容易理解的是，所述胶状吸氢剂层6的厚度越大，吸氢效果越好，但是光缆的成本也会相应增加，因此，综合考虑成本和效果，优选情况下，所述胶状吸氢剂层6的厚度为O. 1-10毫米，更优选为O. 3-2毫米。 根据本专利技术，所述第一防护层3、第二防护层5和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光缆，所述光缆包括至少一根光纤(1)，其特征在于，所述光缆还包括由内到外依次包覆在光纤(1)表面的纤膏层(2)、第一防护层(3)、阻氢层(4)和第二防护层(5)。

【技术特征摘要】
1.一种光缆，所述光缆包括至少一根光纤(I)，其特征在于，所述光缆还包括由内到外依次包覆在光纤(I)表面的纤膏层(2)、第一防护层(3)、阻氢层(4)和第二防护层(5)。2.根据权利要求1所述的光缆，其中，所述阻氢层(4)为氢低渗透性的材料，所述氢低渗透性的材料选自碳、碳化硅、氧化镁和氧化锌中的一种或多种；所述阻氢层(4)的厚度为O. 1-10 毫米。3.根据权利要求1所述的光缆，其中，所述纤膏层(2)为阻氢纤膏；所述纤膏层(2)的厚度为0.1-10毫米。4.根据权利要求1所述的光缆，其中，所述光缆还包括包覆在第二防护层(5)表面的胶状吸氢剂层(6)和包覆在所述胶状吸氢剂层(6)表面的第三防护层(7)。5.根据权利要求4所述的光缆，其中，所述胶状吸氢剂层(6)含有阻氢纤膏和具有阻氢能力的材料；以所述阻氢纤膏的总质量为基准，所述具有阻氢能力的材料的含量为10-90重量所述具有阻氢能力的材料选自钯的盐和/或钽的盐；所述胶状吸氢剂层(6)的厚度为O. 1-10毫米。6.根据权利要求1或4所述的光缆，其中，所述第一防护层(3)、第二防护层(5)和第三防护层(7)均为金属层，所述金属层的层数至少为一层，每层金属层中的金属各自独立地选自不锈钢、碳钢、合金钢和有色金属中的一种或多种；所述第一防护层(3)的厚度为O. 1-10毫米；所述第二防护层(5)的厚度为O. 1-10毫米；所述第三防护层(7)的厚度为O. 1-10 毫米。7.根据权利要求1所述的光缆，其中，所述光纤(I)的数量为1-30根。8.一种光缆的制备方法，该方法包括由内到外依次形成包覆在光纤(I)表面的纤膏层(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗勇，郭士生，闫波，付豪，李三喜，孙琪，黄正宇，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油中国有限公司上海分公司，北京蔚蓝仕科技有限公司，
类型：发明
国别省市：