CN112327436A - 高强度可回抽式探测光缆及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度可回抽式探测光缆及制造方法,包括多个松套管、内加强层、耐压层、隔热层以及外护层，其中每个松套管的内部设有光纤，所述光纤表面涂覆着色层，所述内加强层包覆所述多个松套管，所述多个松套管以发散的方式设置在所述内加强层内并形成圆整的缆芯，所述耐压层挤塑包覆所述内加强层，所述隔热层包覆所述耐压层，所述外护层包覆所述隔热层，且所述外护层内还嵌设有加强件。本发明光纤回抽方便、抗压、耐高温等特点，特别适合应用于油田等高压，高温的探测环境。

Description

高强度可回抽式探测光缆及制造方法
技术领域
本发明涉及光缆的技术领域，尤其是指一种高强度可回抽式探测光缆及制造方法。
背景技术
随着社会和经济的不断发展和进步，我国的石油化工行业也有了突飞猛进的发展，而石油化工行业是我国社会不断发展的基础之一，无论是在国民经济和民族企业之中，都占据着重要的地位和作用。油藏和开发工程师是油气田开发的“医生”，而井下测试仪器就是这些医生的“眼睛”和“耳朵”。通过井下测试，可以掌握油气储层在采油过程中的动态变化信息，并对所测得的信息进行综合分析，可以得到油气水在油藏的分布状态，由此了解整个油区的开发动态，从而为调整、优化油田开发方案及提高原油采收率提供科学依据。
油田早期使用的是机械式井下压力计，其精度低，一般只用来测取井下静压，现在已较少使用。电子压力计由于测试精度高，使用操作简单，现在正被广泛使用。但是电子压力计在高温、高压、腐蚀性的油气井下环境中，电子产品的长期稳定性和可靠性极其有限，测试精度大受影响。
由于光纤传感器及光纤传输具有抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全、可工作于恶劣环境、传输距离远、信息量大、使用寿命长、灵敏度高、重量轻、体积小、可挠曲、便于复用、便于成网测量及对被测介质影响小等优点，因此非常适合在石油及化工行业中应用。但是光纤本身十分脆弱容易断裂造成信号丢失，同时使用环境高温，高压，需要特殊的保护才能长久稳定的在油田中运行，因此抗干扰性能较差。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中抗干扰性能较差的问题，从而提供一种抗干扰性能好的高强度可回抽式探测光缆。
为解决上述技术问题，本发明的一种高强度可回抽式探测光缆，包括：多个松套管、内加强层、耐压层、隔热层以及外护层，其中每个松套管的内部设有光纤，所述光纤表面涂覆着色层，所述内加强层包覆所述多个松套管，所述多个松套管以发散的方式设置在所述内加强层内并形成圆整的缆芯，所述耐压层挤塑包覆所述内加强层，所述隔热层包覆所述耐压层，所述外护层包覆所述隔热层，且所述外护层内还嵌设有加强件。
在本发明的一个实施例中，所述加强件呈圆柱状。
在本发明的一个实施例中，所述加强件的数量为多个，均匀分布在所述外护层内。
在本发明的一个实施例中，所述加强件的表面设有多个凹凸纹理。
在本发明的一个实施例中，所述多个松套管之间填充有干性阻水纱线。
在本发明的一个实施例中，所述外护层上对称设有色条层。
在本发明的一个实施例中，所述着色层由涂料涂覆于所述光纤表面后固化后得到。
在本发明的一个实施例中，所述隔热层与所述外护层之间填充阻水材料。
在本发明的一个实施例中，所述内加强层的厚度为0.5mm-0.8mm，所述耐压层的厚度为0.8mm-1.2mm，所述隔热层的厚度为0.2mm-0.4mm，所述外护层的厚度为1.8mm-2.2mm。
本发明还提供了一种高强度可回抽式探测光缆的制造方法，其包括如下步骤：步骤S1：松套管采用干式套塑工艺，在套塑过程中，光纤通过放线装置和张力稳定装置进入过纤针管，再通过挤塑所述松套管，同时在所述松套管内充入纤膏，并根据在线测量所述松套管的圆整度，及时调整纤膏量以及PBT挤出量，测试外径，控制所述光纤的余长为1‰±0.3‰；步骤S2：将钢带皱包在缆芯外形成内加强层；步骤S3：将耐压复合带放置在圆盘放线装置，以恒定的张力放出，并均匀的包覆在所述内加强层外，且包覆率为95％以上，形成耐压层；步骤S4：将隔热层包覆在所述耐压层外，同时绕包搭接率达到30％-50％，绕包速率控制在40m/min-60m/min；步骤S5：采用阻燃螺杆均匀挤出外护层，使所述外护层包覆所述隔热层，将加强件通过放线架穿过机头模具内嵌在所述外护层内。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的高强度可回抽式探测光缆及制造方法，具有优秀的耐压，耐高温性能，干式以及可回抽的结构设计，减轻了光缆的重量还方便了接续使用，且光缆采用新型材料，具有耐压，耐高温、结构轻巧、抗电磁干扰的效果。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明高强度可回抽式探测光缆的示意图。
说明书附图标记说明：10-光纤，20-松套管，21-干性阻水纱线，30-内加强层，40-耐压层，50-隔热层，51-阻水材料，60-外护层，61-加强件，62-色条层。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种高强度可回抽式探测光缆，包括：多个松套管20、内加强层30、耐压层40、隔热层50以及外护层60，其中每个松套管20的内部设有光纤10，所述光纤10表面涂覆着色层，所述内加强层30包覆所述多个松套管20，所述多个松套管20以发散的方式设置在所述内加强层30内并形成圆整的缆芯，所述耐压层40挤塑包覆在所述内加强层30，所述隔热层50包覆所述耐压层40，所述外护层60包覆所述隔热层50。
本实施例所述高强度可回抽式探测光缆，包括：多个松套管20、内加强层30、耐压层40、隔热层50以及外护层60，其中每个松套管20的内部设有光纤10，所述光纤10表面涂覆着色层，方便光纤的搭接，所述内加强层30包覆在所述多个松套管20外，所述多个松套管20以发散的方式设置在所述内加强层30内并形成圆整的缆芯，由于每一根都相对独立，因此施工过程中可以轻易抽出，极大的提高了使用便捷性，从而在使用中有了更多的选择，所述耐压层40挤塑包覆所述内加强层30，所述耐压层40能提供外部压力的支撑保护，使内部的缆芯可以在高温高压的环境下使用，所述耐压层40外依次包覆所述隔热层50和外护层60，从而可以隔绝热量向光缆内部的传递，使光缆能够承受住在高压高温的环境下正常且持续工作，本发明由于所述光缆为半干式的结构设计，因此可以大量减少油膏的使用，减少环境的污染；另外，光纤回抽方便、抗压、耐高温等特点，特别适合应用于油田等高压，高温的探测环境。
所述松套管20的材料可以为聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性尼龙或聚碳酸酯中的任意一种。所述松套管20的内部还设有阻水纤膏。所述光纤为单模光纤或多模光纤中的任意一种。
所述着色层由涂料涂覆于所述光纤10表面后固化后得到。具体地，所述着色层由涂料涂覆于光纤10表面后在2000W功率的光固化灯固化下得到。
为了提高光缆的阻水性，所述多个松套管20之间填充有干性阻水纱线21，从而有利于提高光缆中阻水材料的用量。具体地，所述干性阻水纱线21为吸水膨胀复合物。
所述外护层60内还嵌设有加强件61，所述加强件61不但可以提供光缆的抗拉性能，而且减轻了光缆的重量，从而便于使用。
所述加强件61呈圆柱状，从而有利于提高光缆的抗拉性能。
所述加强件61的数量为多个，均匀分布在所述外护层60内，不但具有抗压支撑作用，也具有抗拉的作用。
本实施例中，所述加强件的数量为2个，对称设置在所述外护层60内。
所述加强件61的表面设有多个凹凸纹理。
所述加强件61的材质选择非金属材质。具体地，所述加强件可以是玻璃纤维增强杆。所述玻璃纤维增强杆表面设有若干凹凸纹理。
所述外护层60上对称设有色条层62，便于识别，从而起到警示的作用。所述色条层62的宽度为3mm-5mm。所述色条层62以180°对称设置在所述外护层60上，且所述色条层62为聚乙烯材料。
另外，为了进一步增强光缆的阻水性，所述隔热层50与所述外护层60之间填充阻水材料51。所述阻水材料为阻水纱和阻水粉。
所述内加强层30的厚度为0.5mm-0.8mm，所述耐压层40的厚度为0.8mm-1.2mm，所述隔热层50的厚度为0.2mm-0.4mm，所述外护层60的厚度为1.8mm-2.2mm。具体地，所述内加强层30的厚度为0.5mm，所述耐压层40的厚度为1mm，所述隔热层50的厚度为0.4mm，所述外护层60的厚度为2mm。
所述内加强层30包覆在所述多个松套管20外，其绕包搭接率为20％；所述耐压层40缠绕包覆所述内加强层30，所述隔热层50包覆耐压层40，其整体覆盖率为90％；外护层60挤塑包覆所述隔热层50，所述外护层60厚度为2.0mm。
所述外护层60的材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；其内部为触变性阻水纤膏。
优选地，所述内加强层30为加厚型波纹型纵包钢带，它是有高强度钢带基带和耐高温复合膜粘接而成；所述耐压层40为缓冲型耐压复合带，它是由高速膨胀高分子树脂和由聚酯无纺布通过粘合剂复合而成；所述隔热层50的材料为阻燃玻璃纤维纱或芳纶，它是由铝硼硅酸盐玻璃抽制纤维编织而成；所述外护层60的材料为低烟无卤阻燃聚烯烃，它是由阻燃聚烯烃添加无卤抑制剂、加工助剂混合制成或采用聚氨酯弹性体(TPU)材料。
实施例二
如图1所示，本实施例提供一种高强度可回抽式探测光缆的制造方法，由于制造实施例一所述的高强度可回抽式探测光缆，其包括如下步骤：步骤S1：松套管20采用干式套塑工艺，在套塑过程中，光纤10通过放线装置和张力稳定装置进入过纤针管，再通过挤塑所述松套管20，同时在所述松套管20内充入纤膏，并根据在线测量所述松套管20的圆整度，及时调整纤膏量以及PBT挤出量，测试外径，控制所述光纤的余长为1‰±0.3‰；步骤S2：将钢带皱包在缆芯外形成内加强层30；步骤S3：将耐压复合带放置在圆盘放线装置，以恒定的张力放出，并均匀的包覆在所述内加强层30外，且包覆率为95％以上，形成耐压层40；步骤S4：将隔热层50包覆在所述耐压层40外，同时绕包搭接率达到30％-50％，绕包速率控制在40m/min-60m/min；步骤S5：采用阻燃螺杆均匀挤出外护层60，使所述外护层60包覆所述隔热层50，将加强件61通过放线架穿过机头模具内嵌在所述外护层60内。
本发明所述的高强度可回抽式探测光缆的制造方法，由于用于制造实施例一所述的高强度可回抽式探测光缆，因此实施例一具有的优点，本实施例也全部具有。
本发明所述的高强度可回抽式探测光缆在生产过程中，所述松套管20采用干式套塑工艺，在套塑过程中，所述光纤10通过放线装置和张力稳定装置进入过纤针管，再通过挤塑机挤塑所述松套管20，同时在所述松套管20内充入纤膏，并根据在线测量所述松套管的圆整度，及时调整纤膏量以及PBT挤出量。利用在线外径检测装置测试外径，通过温差法、收线放线张力等控制方式，控制所述光纤的余长为1‰±0.3‰。
所述内加强层30钢带皱包在缆芯外，以提高缆芯内部的整体抗压效果，同时要求绕包搭接率达到缆芯的20％，速度控制在50m/min-80m/min。
所述耐压层40缓冲型耐压复合带放置在圆盘放线装置，以恒定的张力放出，并均匀的包覆在所述内加强层30外，且包覆率为95％以上，充分的起到缓冲释压的作用。
所述隔热层50包覆所述耐压层40，以隔绝热量向光缆内部的传递，同时要求绕包搭接率达到30％-50％，绕包速率控制在40m/min-60m/min。
两个所述加强件61为玻璃纤维杆，并通过两个放线架以180°穿过机头模具内嵌在所述外护层60内。
所述外护层60采用专用阻燃螺杆均匀挤出，同时机头各区挤塑温度控制在170℃-190℃之间，外护层厚度为2.0mm。
本发明的轻型高强度可回抽式探测光缆在生产过程中，所述松套管20采用干式套塑工艺，在套塑过程中，光纤通过放线装置和张力稳定装置进入过纤针管，再通过挤塑机挤塑松套管20，同时在松套管20内充入纤膏，并根据在线测量松套管圆整度及时调整纤膏量以及PBT挤出量。利用在线外径检测装置测试外径，通过温差法、收线放线张力等控制方式，控制光纤的余长为1‰±0.3‰。
所述内加强层30钢带皱包在缆芯外，以提高缆芯内部的整体抗压效果，同时要求绕包搭接率达到缆芯的20％，速度控制在50-80m/min。
所述耐压层40缓冲型耐压复合带放置在圆盘放线装置，以恒定的张力放出均匀的包覆在内加强层30外且包覆率为95％以上充分的起到缓冲释压的作用。
所述隔热层50材料绕包包覆在耐压层40外，以隔绝热量向光缆内部的传递，同时要求绕包搭接率达到30％-50％，绕包速率控制在40-60m/min。
两个非金属加强件61为玻璃纤维杆，并通过两个放线架以180°穿过机头模具内嵌在外护层60内。
所述外护层60采用专用阻燃螺杆均匀挤出，同时机头各区挤塑温度控制在170-190℃之间，外护层厚度为2.0mm。
本发明的光缆能够承受住在环境中60Mpa的压力和100°高温下正常且持续工作，隔热可以隔绝热量向光缆内部的传递，同时耐压层40能提供外部压力的支撑保护内部的缆芯可以在高温高压的环境下使用，内嵌在护套的非金属加强件61可以提供光缆的抗拉性能且减轻了光缆的重量便于使用。光缆内部若干根松套管20出于分散的状态，每一根都相对独立极大的提高的施工过程中的使用便捷性可以轻易抽出，在使用中有了更多的选择。光缆半干式的结构设计，大量减少油膏的使用，减少了环境的污染。另外，通过在所述松套管20之间填充干性阻水纱线21以及隔热层50与外护层60之间间填充阻水纱和阻水粉，提高了光缆中阻水材料的用量，有利于提高光缆的阻水性。本发明光缆质量轻、结构小巧、光纤回抽方便、抗压、耐高温等特点，特别适合应用于油田等高压，高温的探测环境。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高强度可回抽式探测光缆，其特征在于，包括：多个松套管、内加强层、耐压层、隔热层以及外护层，其中每个松套管的内部设有光纤，所述光纤表面涂覆着色层，所述内加强层包覆所述多个松套管，所述多个松套管以发散的方式设置在所述内加强层内并形成圆整的缆芯，所述耐压层挤塑包覆所述内加强层，所述隔热层包覆所述耐压层，所述外护层包覆所述隔热层，且所述外护层内还嵌设有加强件。
2.根据权利要求1所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述加强件呈圆柱状。
3.根据权利要求1或2所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述加强件的数量为多个，均匀分布在所述外护层内。
4.根据权利要求3所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述加强件的表面设有多个凹凸纹理。
5.根据权利要求1所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述多个松套管之间填充有干性阻水纱线。
6.根据权利要求1所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述外护层上对称设有色条层。
7.根据权利要求1所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述着色层由涂料涂覆于所述光纤表面后固化后得到。
8.根据权利要求1所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述隔热层与所述外护层之间填充阻水材料。
9.根据权利要求1所述的高强度可回抽式探测光缆，其特征在于：所述内加强层的厚度为0.5mm-0.8mm，所述耐压层的厚度为0.8mm-1.2mm，所述隔热层的厚度为0.2mm-0.4mm，所述外护层的厚度为1.8mm-2.2mm。
10.一种高强度可回抽式探测光缆的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：松套管采用干式套塑工艺，在套塑过程中，光纤通过放线装置和张力稳定装置进入过纤针管，再通过挤塑所述松套管，同时在所述松套管内充入纤膏，并根据在线测量所述松套管的圆整度，及时调整纤膏量以及PBT挤出量，测试外径，控制所述光纤的余长为1‰±0.3‰；
步骤S2：将钢带皱包在缆芯外形成内加强层；
步骤S3：将耐压复合带放置在圆盘放线装置，以恒定的张力放出，并均匀的包覆在所述内加强层外，且包覆率为95％以上，形成耐压层；
步骤S4：将隔热层包覆在所述耐压层外，同时绕包搭接率达到30％-50％，绕包速率控制在40m/min-60m/min；
步骤S5：采用阻燃螺杆均匀挤出外护层，使所述外护层包覆所述隔热层，将加强件通过放线架穿过机头模具内嵌在所述外护层内。
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