CN101539649A - 高强度/重量比细钢丝绳和多线电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高强度/重量比细钢丝绳和多线电缆。细钢丝绳电缆包括：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。还公开一种制造细钢丝绳电缆的方法，其包括步骤：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。

Description

高强度/重量比细钢丝绳和多线电缆

技术领域

本发明大致涉及一种油田作业中使用的细钢丝绳电缆(slicklinecables)。

背景技术

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，它容易收缩和脱离内部钢管120。此外，内部钢管120在纵向上的收缩得比高分子复合物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(epoxycuring)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。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种细钢丝绳电缆。根据本发明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。

本发明的另一个方面涉及一种用于制造细钢丝绳电缆的方法。根据本发明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。

根据下面的说明和所附权利要求，本发明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显示根据本发明的一个实施例的用于制造细钢丝绳电缆的方法的流程图；

图3显示制造本发明的一个实施例的光纤芯的过程；

图4显示根据本发明的一个实施例的具有两个光纤的光纤芯；

图5显示制造本发明的另一个实施例的光纤芯的另一个过程；

图6显示制造本发明的另一个实施例的光纤芯的过程；

图7显示制造本发明的另一个实施例的光纤芯的过程；

图8显示具有容纳本发明的实施例的光纤的不同形状的通道的两个光纤；

图9显示根据本发明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显示根据本发明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11显示根据本发明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显示根据本发明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显示根据本发明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显示根据本发明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显示包括根据本发明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显示本发明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显示根据本发明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显示根据本发明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显示根据本发明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

本发明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，在不脱离本发明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。在本发明的发明内容和它的详细说明中，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。

本发明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(composite 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发明的实施例中，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发明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。本发明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，该复合树脂套包括或形成用于容纳光纤的通道。

图2显示本发明的一个实施例的示意方法。如图2所示，方法20首先形成包括用于容纳光纤的通道的复合树脂套(步骤22)。具有通道的复合树脂套可以几种方式形成，下面将更详细说明。请注意，复合树脂套可具有单个通道或多于一个的通道，以便容纳一个或更多个光纤和/或其它线(例如导线)。树脂套优选地由强化纤维聚合化合物，更优选地是连续的或长强化纤维聚合化合物。

一旦形成具有用于容纳光纤的通道的复合树脂套，光纤可放置到通道中(步骤24)。如果树脂套以多个单件形成，可在组装多个单件的同时或之后执行把光纤放置在通道中的步骤。

接下来，光纤固定在树脂套中(步骤26)。可用各种材料和方法来把光纤固定在树脂套中，包括使用带、聚合层、或它们的组合。聚合层可包括适当的材料，这些适当的材料包括但不局限于热塑性材料，例如：聚四氟乙烯-全氟甲基乙醚聚合物(polytetrafluoroethylene-perfluoromethylvinylether polymer，MFA)，全氟烷氧链烷聚合物(perfluoro-alkoxyalkane polymer，PFA)，聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene polymer，PTFE)，乙烯-四氟乙烯聚合物(ethylene-tetrafluoroethylene polymer，ETFE)，乙烯-丙烯共聚物(ethylene-propylene copolymer，EPC)，聚乙烯(4-甲基-1-戊烯)(可从Mitsui Chemicals，Inc.得到TPX

)，其它的聚烯烃，其它的含氟聚合物，聚乙烯芳基乙醚酮聚合物(polyaryletherether ketone polymer，PEEK)，聚亚苯基硫化聚合物(polyphenylene sulfide polymer，PPS)，改性聚亚苯基硫化聚合物(modified polyphenylene sulfide polymer)，聚醚酮聚合物(polyether ketone polymer，PEK)，顺丁烯二酐改性聚合物(maleic anhydride modified polymers)，Parmax

SRP聚合物(由Mississippi Polymer Technologies，Inc基于替代聚乙烯(1，4-亚苯基)结构制造的自加强聚合物，前述替代聚乙烯(1，4-亚苯基)结构中的每个亚苯基具有来自大范围有机基的取代R基)等，以及它们的混合物，或者设置是环氧等热塑性材料。一旦制成光纤芯，绝缘层可放置在光纤组件上，并且外部金属管可在树脂套或绝缘层上拖拽以便完成细钢丝绳电缆(步骤28)。

在本发明的实施例中，细钢丝绳电缆结合至少一个光纤，该光纤可任何通常可得到的光纤。这种光纤例如可由玻璃或塑料材料制成。光纤可以是单或多样式光纤，也可使用弯曲不敏感光纤(bend-insensitiveoptical fibers)。在根据本发明的一些实施例中，光纤可涂覆树脂，例如丙烯酸脂、硅树脂、全氟烷氧脂(perfluoroalkoxy，PFA)、聚亚胺树脂等。在本发明的一些实施例中，光纤在相对于光纤束的中心轴线定向成零放置角度或适当放置角度的地方可捆成束。在光纤处于非零度的放置角度的情况中，优选地相对于光纤束的中心轴线的角度为1～21度，更优选地相对于光纤束的中心轴线的角度为1～15度。

如上所述，包围光纤的复合树脂套优选地由强化纤维聚合化合物制成。用于本发明的强化纤维聚合化合物的聚合物可以是热塑性树脂或热固性树脂。热固性树脂可以包括：环氧、酯、亚胺羧等。热塑性树脂例如可以包括：聚醚酮酮(polyether ketone ketone，PEKK)；聚醚醚酮(polyetherether ketone，PEEK)；聚醚酮(polyether ketone，PEK)；聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)和含氟聚合物(例如，Tefzel

(DuPont，Wilmington，DE)，PFA)，聚四氟乙烯-全氟甲基乙醚聚合物(TFE-Perfluoromethylvinylether copolymer，MFA)，氟化乙烯丙烯聚合物(FEP)，和乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer，ECTFE))。

根据本发明的实施例，强化纤维聚合化合物中使用的纤维可以是：碳；玻璃；芳族聚酰胺(例如Kevlar、Twaron

等)；石英；陶瓷；或其它金属，例如铝、钢；或其它适当的合金。这些纤维优选是用于强化形成包围光纤的树脂套的聚合物的长连续纤维。根据本发明的一些实施例，也可使用长切割纤维(long cut fibers)。

本领域熟练技术人员可以知道，细钢丝绳电缆的其它元件可以包括例如绝缘层和外部管。用于绝缘层的材料可以包括：乙烯-丙烯共聚物(ethylene-propylene copolymer，EPC)、聚乙烯(4-甲基-1-戊烯)(可从Mitsui Chemicals，Inc.得到TPX

)和聚乙烯等聚合物；或氟化乙烯丙烯(FEP)聚合物、乙烯-四氟乙烯聚合物(Tefzel

)、全氟烷氧链烷聚合物(perfluoro-alkoxyalkane polymer，PFA)、聚四氟乙烯聚合物(polytetrafluoroethylene polymer，PTFE)、聚四氟乙烯-全氟甲基乙醚聚合物(polytetrafluoroethylene-perfluoromethylvinyletherpolymer，MFA)和乙烯-四氟乙烯的聚合物(ETFE)等含氟聚合物。围绕细钢丝绳电缆的外部管例如可以是：钢、Inconel

(Special MetalsCorporation，New Hartford，NY)、MP35(H.C.Starck，Inc.，Newton，MA)、或其它任何适当的合金。

根据本发明的实施例，用于包围光纤的复合树脂套可包括单件(单一整体杆)或几个部分的杆。可用各种方法制备这种杆或多个部分的杆，可用各种方法把光纤组装进这种杆(复合树脂套)中，然后组装进细钢丝绳电缆中。下面将在实例中说明这些方法。

根据本发明的一些实施例，细钢丝绳电缆用的复合树脂套可以包括单个聚合物杆。如图3所示，具有用于放置光纤的通道302的聚合物复合杆301可通过挤出、拉挤(pultrusion)或滚挤(rolltrusion)制造。通道302形成有芳香族聚酰胺(例如，产自DuPont，Wilmington，DE的Kevlar

)线303，该芳香族聚酰胺线303用作光纤的占位物(placeholder)，以便在聚合物复合杆301中产生通道302。

如图3所示，以六个步骤显示该方法。在步骤A中，聚合物复合杆301形成有包围在其中的聚芳基酰胺线303，以便产生通道302。在聚合物复合杆301冷却后，聚芳基酰胺线303冷却并收缩，聚合物复合杆301然后可刻划(步骤B)而在聚合物复合杆301中形成开口304(步骤C)。然后，聚芳基酰胺线303去除(步骤D)，在聚合物杆301中留下通道302。在步骤E中，光纤110可放置在通道302中。最后，热塑性或热固性材料305(本实例中是带的形式)可施加在聚合物复合杆301上以便把光纤110保持在位(步骤F)。如果使用带，那么带可由与聚合物复合杆301以及挤出的聚合物层结合的任何适当的热塑性或热固性复合材料形成。可选地，聚合物材料(例如PEEK，PEK，PEKK或PPS)可以是在聚合物复合杆上挤出的管，以便把光纤保持在适当位置。在一些实施例中，可使用带和聚合物层的组合。

尽管图3所示方法显示了在聚合物复合杆301中形成单个通道302，但是该方法也可用于形成具有多于一个通道的杆，如图4所示，其显示具有两个通道402的聚合物复合杆401。

两个通道402可用于保持两个光纤、光纤和导线的组合、或其它组合。本领域熟练技术人员可以知道，可在聚合物复合杆中制成任何数量的通道。

尽管上述实例使用聚芳基酰胺线作为在树脂套中形成通道的占位物，但是也可使用不与强化纤维聚合化合物粘结的其它材料。例如，根据本发明的一些实施例，可使用一些聚合物(没有纤维强化或具有短纤维强化)形成光纤用通道。这些聚合物可包括热塑性材料，例如：PEEK；PEK；PEKK；PPS；聚丙烯(PP)；TPX

；或EPC。另外，其它聚合物包括：聚酰胺、聚酯和含氟聚合物。这些材料可包括：尼龙-6；尼龙-11；尼龙-12；尼龙-66；聚丁烯三邻苯二甲酸酯(polybutylene terphthalate，PBT)；全氟乙烯聚合物(FEP)；Halar

(Solvay Solexis，Hillsborough，NJ)；MFP；PFA；和Tefzel

在上述实例中，在形成复合树脂杆的过程中形成容纳光纤的通道。本领域熟练技术人员可以知道的是，光纤用通道也可在强化纤维聚合物复合杆已经拉挤、挤出或滚挤之后通过机加工形成。图5显示这些方法的一个示意。如图所示，首先形成聚合物复合杆501(状态A)，例如通过拉挤、挤出或滚挤。然后，在杆501上机加工用来容纳光纤的通道502(状态B)。接下来，光纤110放置在通道中(状态C)。最后，用带、聚合物层、或带和聚合物层的组合来密封通道(状态D)。

可选地，在形成复合杆期间，强化纤维聚合化合物可拉挤、挤出、或滚挤成包括通道，而不借助占位物。例如，如图6显示，强化纤维聚合物复合杆601制有通道602(状态A)。光纤110然后放置到通道602中(状态B)。之后，用带、聚合物层、或带和聚合物层的组合来把光纤固定在位(状态C)。请注意，没有表示通道如何形成，通道可构造成宽松或松弛地容纳光纤。

以上说明的实例具有单个整件构造的树脂套。本发明的一些实施例可具有多个部件构造的复合树脂杆，这些多个部件组装形成复合树脂杆(或套)。例如，图7所示，两个强化纤维聚合化合物部件(701A，701B)可构造有互补的轮廓，用于当组装时形成通道702。互补形状的强化纤维聚合物部件701A，701B可通过拉挤、挤出或滚挤(状态A)形成。尽管所示的两个部件701A和701B具有不同尺寸，但是本领域普通技术人员可以知道的是，它们可具有相同尺寸和/或形状。一个或更多个光纤110可设置在通过组装形成通道的地方(状态B)。最后，两个部件701A和701B通过热塑性或热固性带、聚合物或带和聚合物的组合组装和固定在一起。请注意，通过多个部件的组装形成的通道不需要贴身地装配光纤，并且通道可具有各种形状。图8显示多个部件组装后的具有不同形状的通道的一些实例。

尽管图7中的实例使用两个部件形成复合树脂套，但是图9显示另一个实例，该实例包括由六个弧形轮廓部件形成的复合树脂杆/套。如图9所示，光纤110可首先包裹在内部聚合物管112中，该内部聚合物管112可由具有或不具有短切割纤维的聚合物制成(状态A)。弧形轮廓楔901可围绕内部聚合物管112的圆周组装以便形成复合树脂套(状态B)。弧形轮廓楔901可通过拉挤、挤出、或滚挤强化纤维聚合化合物形成。弧形轮廓楔901之间的空间可用新鲜橡胶906填充，内部聚合物管可使用同样的方法和同样的聚合化合物112(状态C)。此外，新鲜橡胶层907可涂覆在组装好的杆上，以便帮助固定组装件。可用适当的方法把新鲜橡胶(virgin polymer)填充在杆的间隙中和杆上，例如挤压。

最后，短纤维强化聚合物的另一层909(其可以是绝缘层)可放置在外层907上以便完成光纤组装。请注意，用于内部聚合物管112的聚合物、填充在连续或长纤维强化聚合物楔之间的聚合物906、涂层907、组合中使用的聚合物、和最终层909可包括相同的基础聚合物。整个组件能够放置在外部金属管中，如同传统的细钢丝绳电缆。

在图9所示实例中，内部聚合物管112由单个整体件构成。本领域普通技术人员可以知道的是，该内部聚合物管或复合树脂套还可采用与图7-9相似的方式由多个部件构造成。此外，多个部件的分界面可构造成组装时能够互锁。

图10显示由两个板圆形分段1001形成的内部复合树脂套管的实例。两个半圆形部件1001围绕光纤110组装，然后聚合物层1007挤压在组装件上(两个部件1001之间)以便把“复合树脂套”固定在光纤110(状态B)上，并形成更加圆的圆形轮。最后，外部金属管1009可在组件上牵引拉拽以便完成光纤元件(状态C)。

图10显示的两个半圆形部件组装时不需要具有圆形外轮廓。事实上，如图11所示，在制造期间，平坦表面的结合可便于部件位置的控制，并且在用于形成这些轮廓的拉挤期间能够允许更好地控制尺寸。如图10所示，图11所示的两个部件可以相似方式组装，在组装后聚合物层1011挤压在两个部件1007上。聚合物层1011有助于固定两个部分组件和产生圆形外轮廓。最后，外部金属管1009可在聚合物层1011上牵引拖拽，以便完成光纤元件。图11所示的两个部件之间的分界面还可构造成当组装时彼此互锁。

图12显示另一个实施例，其中组装形成内部管的两个部件的外轮廓具有大致平坦表面。本领域的普通技术可以知道，在不脱离本发明的保护范围的情况下，其它修改和变化是可能的。此外，尽管上述实例显示在组件中具有一个光纤，但是可在中心管中结合任意数量的光纤，该中心管可由新鲜橡胶(virgin polymer)、短纤维强化聚合物、长纤维强化聚合物、或连续纤维强化聚合物。同样，多个光纤可螺旋地捆绑在一起，并代替相对于轴线定向成零放置角度(lay angle)的一个或多个光纤。

上述图1A和9显示包裹光纤的内部管由单层管制成。然而，本发明的实施例可包括由多层制成的内部管。图13显示在内部管中包括两层的实例。如图所示，两层中每层包括两个半圆形半体，两个半圆形半体可如上所述地组装。另外，两个半圆形半体之间的分界面构造成互锁。

本发明的一些实施例涉及细钢丝绳电缆，该细钢丝绳电缆还包括一个或更多个电导线。该电导线可以是标准的绝缘导线或层叠介电导线(stacked dielectric conductor)，例如美国专利No 6,600,108中所述的层叠介电导线，通过引用它们结合到本文中。电导线可包括在与容纳光纤相同的通道中或不同的通道中。可选地，这种电导线可嵌在细钢丝绳电缆中的一个或多个聚合物层中。该聚合物层包括形成包裹光纤的内部管或前述连续长强化纤维聚合物复合杆(树脂套)的层。图14显示了一个实例。如图14所示，铜线1401嵌在形成内部管的聚合物层中。这些导线可放置在聚合物层中的零放置角度(或任何适当放置角度)。

如果考虑射频(rf)或电磁干扰(EMI)，导线用适当材料屏蔽。例如，为了减少射频干扰，可使用铜、铝、镀锌钢、或导电橡胶、塑料或漆。在本发明的一些实施例中，屏蔽(例如铜屏蔽)可设置在绝缘导线上以便射频干扰最小。屏蔽可使用适当的铜板、圆线或铜带等形式的材料制备。

图15A-15C显示放置屏蔽(例如，铜屏蔽)的三种不同方法。图15A显示使用带1510形式的材料的“香烟包裹(cigarette wrapping)”方法。在该方法中，带是纵向地包裹在导线上的金属薄片、醋酸盐。图15B显示围绕导线以螺旋形路径包裹带1512或线的方法。图15C显示沿纵向放置的两个带1514(或平板件)的方法，当两个半圆形件组装形成围绕导线的管时该两个带1514夹着导线并围绕导线包裹。请注意，这些方法仅用于说明。本领域普通技术人员可以知道，在不脱离本发明的保护范围内，具有其它变化例。

根据本发明的一些实施例，细钢丝绳电缆可包括一个或多个光纤和一个或多个导线，即，电线-光纤混合型细钢丝绳。如图16A所示，根据本发明的一个实施例的细钢丝绳可包括光纤1610和缠绕光纤1610的几个导线。电线-光纤混合型芯保持在聚合物(例如紫外固化环氧物(UV curableepoxy)、热塑性树脂等)制的内部管1620中。内部管1620被复合树脂套1630包围，复合树脂套1630可由上述连续或长强化纤维聚合化合物制成。聚合物1640的附加层(例如绝缘层)可设置在树脂套1630的外部。树脂套1630可由紫外固化环氧物、热塑性树脂或其它适当材料等制成。最后，外部金属管1650在聚合物层1640上牵引拖拽以便完成细钢丝绳电缆。请注意，本实施例中的聚合物层可由紫外固化环氧物制成。通过使用紫外固化环氧物，无需使光纤经受当在光纤上挤出或拉挤熔融聚合物时遇到的加热问题。放置在电缆的中心轴线上的光纤实际上可由一个或多个光纤形成，在一些情况中，可以一束螺旋定向的光纤形式形成，甚至以多个光纤围绕中心光纤定向的方式形成。

图16A中所示的实施例仅用于说明。在不脱离本发明的保护范围的情况下，可有其它变化和修改。例如，图16B显示一变化例，其中多于一个的光纤包括在细钢丝绳电缆中。例如，其它变化例可包括图2-15中的任何特征。例如，电缆中的一个或多个聚合物层可包括多个部件。组装的不同部件之间的分界面可构造成具有互补轮廓或具有互锁特征。

其它变化例可包括使用弧形连续或长强化纤维聚合化合物带来形成树脂套，该树脂套保持光纤芯。如图17所示，几个弧形连续或长强化纤维聚合化合物带1701围绕光纤-导线芯组装以形成复合树脂套1730。请注意，弧形强化纤维聚合化合物带的几个层可用于形成多层树脂套。然后，热固或热塑层1740施加在复合树脂套1730上，热固或热塑层1740可以是绝缘层。热固或热塑层1740可结合到复合带上的树脂或不结合到复合带上的树脂。最后，外部金属管1750在热固或热塑层1740上牵引拖拽以便完成细钢丝绳电缆。

图18显示另一变化例。如图18所示，光纤-导线芯可包裹在内部聚合物管中，内部聚合物管可具有翼1801。翼1801设计成填充弧形聚合化合物带1803之间的间隙，弧形聚合化合物带1803用于组装形成复合树脂套。一旦树脂套形成，附加聚合物层1805可挤压在复合树脂套上。用于附加聚合物层1805的聚合物可以与构成翼1801的聚合物相同。适当的材料例如可包括PEEK或其它热塑树脂。最后，外部金属管1807可在附加聚合物层1805上牵引拖拽以便完成细钢丝绳电缆。

尽管上述大部分实例被描述成具有包裹光纤的聚合物，但是本发明的实施例不局限于这种光纤设计。图19显示一个实例，其中一个或多个光纤被包裹在内部金属管中。该实施例与图1A所示的细钢丝绳电缆中的传统光纤芯相似。

如图19所示，光纤1910松弛地设置在内部管1920中，或者甚至螺旋捆绑地设置在内部管1920中，内部管1920可以是金属或塑料的，内部管1920被包裹在预制元件制成的复合树脂套1930中。复合树脂套1930的外部可涂覆有附加聚合物层1940。最后，外部金属管1950在附加聚合物层1940上牵引拖拽以便完成细钢丝绳电缆。

有利地，本发明具有下面的一个或多个优点。本发明的一些实施例具有光纤芯，该光纤芯形成有预先形成的树脂套，从而使得光纤在制造过程中不经受高温。树脂套可由一个或多个部件形成，该一个或多个部件组装形成容纳光纤的通道。本发明的一些实施例包括在细钢丝绳电缆中的电导线用于传导电力或电信号。

尽管已经根据有限数量的实施例说明了本发明，但是对于本领域的熟练技术人员而言，受益于本发明的公开，在不脱离本发明的保护范围的情况下，能够实现其它实施例。因此，本发明的保护范围仅由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种电缆，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；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1的电缆，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1的电缆，还包括包裹光纤的内部管。

4.根据权利要求3的电缆，其中所述内部管是金属管。

5.根据权利要求4的电缆，其中所述内部管是聚合物管。

6.根据权利要求5的电缆，其中所述聚合物管由多个部件组装成。

7.根据权利要求1的电缆，其中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1的电缆，其中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1的电缆，其中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。

10.根据权利要求1的电缆，还包括设置在外部管和聚合物复合杆之间的绝缘层。

11.根据权利要求1的电缆，其中所述外部管是金属管。

12.根据权利要求1的电缆，还包括至少一个电导线。

13.根据权利要求12的电缆，其中所述至少一个电导线是从绝缘导线和层叠介电导线中选择的。

14.根据权利要求12的电缆，其中所述至少一个电导线与所述光纤一起设置在通道中。

15.根据权利要求11的电缆，其中所述至少一个电导线嵌在聚合物复合杆中。

16.根据权利要求12的电缆，还包括围绕所述至少一个电导线的屏蔽。

17.根据权利要求16的电缆，其中所述屏蔽是铜屏蔽。

18.根据权利要求1的电缆，其中所述电缆是细钢丝绳电缆。

19.根据权利要求1的电缆，其中所述电缆配送到井眼中。

20.一种电缆，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；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。

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