CN109683267A - 油气管内分布式温度传感光缆 - Google Patents

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刘涛
陈焕新
王新龙
符丁中
陈树彬
吴舒敏
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    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
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    • G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
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Abstract

本发明涉及一种油气管内分布式温度传感光缆，由内至外依次包括光纤、阻水纤油膏层、金属铠管层、以及耐腐蚀护套层，所述阻水纤油膏包裹于所述光纤的外周，所述耐腐蚀护套层的横截面为花瓣状。相对于现有技术，本发明精确度高、耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，可用于油管、气管内分布式监测温度，满足一缆多场景应用。

Description

油气管内分布式温度传感光缆
技术领域
本发明涉及传感光缆技术领域，尤其涉及一种油气管内分布式温度传感光缆。
背景技术
温度传感光缆是利用部分物质吸收的光谱随温度变化而变化的原理，分析光纤传输的光谱实时温度。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度、应变、振动、压力、辐射等具有敏感特性来进行物理量测量反馈。现有温度传感光缆多采用普通通讯光缆，无场景针对性，且普通通讯光缆在反馈温度物理量时存在延迟、偏差大等问题。
随着光纤结构和特种光缆技术的快速发展，应用于油管、气管测温度的领域对光纤传感技术提出了高要求。目前使用的传感光缆，温度的测量存在滞后、偏差大的问题，其原因如下：
1、现有的温度传感光缆一般都使用金属保护层对传感光纤进行保护，再在金属保护层外部进行圆整的涂塑或护套，这样热量传输到光纤上会受到很大阻碍，护套层的高聚物本身带有较差的导热性，热量通过护套后传输到金属保护层再传导到光纤上，难免有热量损失和反应滞后性；
2、现有的温度传感光缆，一般常用聚乙烯、聚氯乙烯等材料做护套料，而在油管、气管环境中，常常化学腐蚀严重，需要采用抗化学腐蚀性更强的挤出材料，如四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物。
发明内容
本发明提出一种精确度高、耐高温、耐腐蚀性、机械强度较好的油气管内分布式温度传感光缆，可用于油管、气管内分布式监测温度，满足一缆多场景应用，旨在克服现有技术中存在的热传导性差、测温反应速度慢、温度测得值需要补偿修正的缺点。
为实现上述目的，本发明是这样实现的，本发明提出一种油气管内分布式温度传感光缆，该传感光缆由内至外依次包括光纤、阻水纤油膏层、金属铠管层、以及耐腐蚀护套层，所述阻水纤油膏包裹于所述光纤的外周，所述耐腐蚀护套层的横截面为花瓣状。
本发明的进一步的技术方案是，所述耐腐蚀护套层包括位于所述金属铠管层外周的第一护套单元、均匀设置于所述第一护套单元外周的若干扇形第二护套单元，相邻两个第二护套单元之间具有U型间隙，所述第一护套单元的横截面为圆环形，所述第一护套单元的厚度范围为0.3-0.5mm。
本发明的进一步的技术方案是，所述若干扇形第二护套单元与所述第一护套单元一体成型设置。
本发明的进一步的技术方案是，所述金属铠管层的制作材料为不锈钢。
本发明的进一步的技术方案是，所述耐腐蚀护套层的制作材料为聚氨酯、海翠料、尼龙料、或者低烟无卤阻燃材料中的一种。
本发明的进一步的技术方案是，所述光纤为单模着色光纤或多模着色光纤。
本发明的有益效果是：本发明油气管内分布式温度传感光缆通过上述技术方案，由内至外依次包括光纤、阻水纤油膏层、金属铠管层、以及耐腐蚀护套层，所述阻水纤油膏包裹于所述光纤的外周，所述耐腐蚀护套层的横截面为花瓣状，相对于现有技术，精确度高、耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，可用于油管、气管内分布式监测温度，满足一缆多场景应用。
附图说明
图1是本发明油气管内分布式温度传感光缆的结构示意图。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1，图1是本发明油气管内分布式温度传感光缆较佳实施例的结构示意图。
如图1所示，本实施例中，该油气管内分布式温度传感光缆由内至外依次包括光纤10、阻水纤油膏层20、金属铠管层30、以及耐腐蚀护套层40，阻水纤油膏包裹于光纤10的外周，耐腐蚀护套层40的横截面为花瓣状。
其中，光纤10作为传导光信号介质元件，由于外界温度变化会在光纤10中引起光信号强度、频率、相位等参量的畸变，可依此畸变进行测量。
具体实施时，光纤10可以采用单模着色光纤，也可以采用多模着色光纤。单模着色光纤可在端头连接布里渊型光纤传感解调器或相位型光纤传感解调器使用，以便分析光信号畸变，反馈温度变化信息和振动信息，为油气管道的泄露提供报警定位功能；多模着色光纤可在端头连接拉曼型光纤传感解调器使用，以便分析光信号畸变，反馈温度变化信息。
可以理解的是，由于光纤10遇水易析氢，影响使用寿命及传感精度，本实施例中，阻水纤油膏层20用于防止水分与光纤10接触。且阻水纤油膏层20能让光纤10在金属铠管中更为舒适的蠕变，光缆施工后光纤10在管中的舒展度不好，阻水纤油膏层20能够降低光纤10与金属铠管的接触摩擦，逐渐使光纤10伸展为其最舒适的状态，更能防止光纤10直接接触金属铠管产生应力或形成损伤。
本实施例中，金属铠管层30采用导热性良好的材料制成，例如不锈钢，便于将外界温度更加直接的传递到光纤10上，降低热量阻隔损失，且金属铠管层30能够为光纤10提供机械力屏蔽，保护光纤10受压或受拉。
此外，本实施例中，耐腐蚀护套层40由于直接与外界接触，需要根据使用场景调整材料，如用于石油管道则需采用具有耐油、耐高温、耐化学腐蚀等特性的护套材料，例如聚氨酯、海翠料、或者尼龙料中的一种，当然，在其他实施例中，也可以其他有具耐油、耐高温、耐化学腐蚀等特性的护套材料；如用于天然气管道则需采用有高密度、阻燃等特性的护套材料，例如低烟无卤阻燃材料。
进一步的，耐腐蚀护套层40包括位于金属铠管层30外周的第一护套单元401、均匀设置于第一护套单元401外周的若干扇形第二护套单元402，相邻两个第二护套单元402之间具有U型间隙403。具体实施时，若干扇形第二护套单元402与第一护套单元401一体成型设置。第一护套单元401的横截面为圆环形，第一护套单元401的厚度范围为0.3-0.5mm。
耐油气腐蚀护套的截面形状为花瓣状，目的在于通过若干第二护套单元402能够为光缆起到骨架一样的支撑作用，保护光缆，为光缆提供耐磨、抗压、抗冲击等能力，而U型间隙403能够使油或气通过，让管道中的油气更加近距离的接触到光缆中的传感元件，此外，由于第一护套单元401的厚度极薄，其范围为0.3-0.5mm，其热量传输的损失基本可以忽略，这样能够使光纤10感温的反应更快速、更灵敏。
由此，本发明油气管内分布式温度传感光缆通过上述技术方案，由内至外依次包括光纤、阻水纤油膏层、金属铠管层、以及耐腐蚀护套层，所述阻水纤油膏包裹于所述光纤的外周，所述耐腐蚀护套层的横截面为花瓣状，相对于现有技术，精确度高、耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，可用于油管、气管内分布式监测温度，满足一缆多场景应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种油气管内分布式温度传感光缆，其特征在于，由内至外依次包括光纤、阻水纤油膏层、金属铠管层、以及耐腐蚀护套层，所述阻水纤油膏包裹于所述光纤的外周，所述耐腐蚀护套层的横截面为花瓣状。
2.根据权利要求1所述的油气管内分布式温度传感光缆，其特征在于，所述耐腐蚀护套层包括位于所述金属铠管层外周的第一护套单元、均匀设置于所述第一护套单元外周的若干扇形第二护套单元，相邻两个第二护套单元之间具有U型间隙，所述第一护套单元的横截面为圆环形，所述第一护套单元的厚度范围为0.3-0.5mm。
3.根据权利要求2所述的油气管内分布式温度传感光缆，其特征在于，所述若干扇形第二护套单元与所述第一护套单元一体成型设置。
4.根据权利要求1所述的油气管内分布式温度传感光缆，其特征在于，所述金属铠管层的制作材料为不锈钢。
5.根据权利要求1所述的油气管内分布式温度传感光缆，其特征在于，所述耐腐蚀护套层的制作材料为聚氨酯、海翠料、尼龙料、或者低烟无卤阻燃材料中的一种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的油气管内分布式温度传感光缆，其特征在于，所述光纤为单模着色光纤或多模着色光纤。
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