CN114705230A - 一种用于井下作业的蓝宝石光纤传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，包括蓝宝石传感器(1)，所述蓝宝石传感器(1)包括蓝宝石传感器单元(1－0)，蓝宝石传感器单元(1－0)采用蓝宝石构成法布里－帕罗腔结构，包括蓝宝石耐压膜片(1－0－1)、蓝宝石耐压腔体(1－0－2)、蓝宝石耐温膜片(1－0－3)、蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)、准直器(1－0－5)以及与准直器连接的高温光纤(1－6)，蓝宝石耐压膜片与蓝宝石耐温膜片的各自一侧分别通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石耐压腔体的两端，由此形成压感腔(1－0－6)，蓝宝石耐温膜片的另一侧通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石帕罗腔主体的一端，准直器固定在蓝宝石帕罗腔主体的内部腔室中。

Description

一种用于井下作业的蓝宝石光纤传感器
技术领域
本发明涉及石油勘探技术领域，更具体涉及一种用于井下作业的蓝宝石光纤传感器。
背景技术
在开采石油的过程中，井下的温度和压力是必不可少的测量参数，准确的井下温度和压力测量对于油井监测等都具有重要的作用。油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层压力不断下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产。为了弥补原油采出后造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，利用注水井把水/气注入油层，以补充和保持油层压力。然而采取这些操作时一定要在对井下条件有全面了解之后才能进行。
也即，在油田的开发过程中，人们需要知道在产液或注水过程中有关井内流体的持性与状态的详细资料，这就要用到石油测井，其可靠性和准确性是至关重要的。
针对目前对于井下温度压力的监测系统，井下温度和压力参数的测量主要是依赖于毛细管测压以及电子传感技术。但是，电子类传感器其寿命短，容易电打火，每年的地面标定等问题，使它只能应用于常规测井及短期测井作业中，无法适应储气库井下长期监测的需要。对于毛细管的测压方式来说，其只能测量压力值而不能测量温度值，这是其最大的缺点所在。另外由于毛细管测压系统在下井作业的过程中需要不断补充氮气，来保证毛细管内充满氮气，这样大大增加了作业的时间和相应作业费用；井下的温度变化使毛细管氮气桶内及毛细管内氮气密度发生变化，需要地面温度校正，来及时调整地面增补氮气，采取办法多为滞后的地面温度补偿和同时加入热电偶的方式来对温度检测，复杂结构不利于设备的安全稳定运行；安装作业过程中判断安装是否正常仅靠观察回压来确定，如果在较深位置发生损坏很难进行判断。
因此，需要的新的设备和技术，以克服现有技术中存在的问题。
发明内容
研究表明，光纤传感器具有一些优势，例如其对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件，包括高温、高压以及强烈的冲击与振动，可以高精度地测量井筒和井场环境参数的同时，光纤传感器具有分布式测量能力，可以用来测量某些参量的空间分布，给出剖面信息。除此之外，光纤传感器横截面积小，外形短，在井筒中只需要占据极小的空间。
更具体地，蓝宝石光纤传感器具有寿命长、传感距离长、耐高温、测量点多和可扩展性好、抗震性强，抗干扰、安全隐患小等特点。
蓝宝石光纤传感器比电子传感器的使用寿命明显增长，一般蓝宝石光纤传感器温度压力传感器的使用寿命都能达到10－15年，而电子传感器的平均寿命只有1到3年。因此往往在油井还没有枯竭之前传感器就已经失效了，如果想要继续获得温度和压力数据，便需要更换新的传感设备。在几百米至几千米深的油气井中把旧设备取出再安装新设备，其工作量和成本是巨大的，同时还会影响到生产，而且多增加的施工次数也使得发生事故的风险加大，再加上购买新设备的成本，使得电子传感器在纵观全局来说经济性上不如蓝宝石光纤传感器。
蓝宝石传感器比电子传感器传输距离长，电子传感器由于信号在电缆中的衰减比较厉害，其最大的传感距离一般小于5Km。对于井深超过 5Km的深井，不得不加装复杂的有源器件进行信号放大以保证信号质量。这限制了电子传感器在深井中的使用，特别是如今深井广泛存在的油气井中的使用。由于光信号在光缆中的信号衰减很小，所以光学传感器的有效传感距离可以达到20km，适合于深井的传感，大大超越了电子传感的使用范围。
对于电子类传感器来说，由于受电子元件工作温度的限制，电子类传感器的工作温度一般低于175℃，对于温度高于175℃的高温油气井无法长期使用，电子类传感器在高温下长期使用时，失效概率较高，所以高温对于电子类传感器来说是一个瓶颈，石英传感器也是一样的问题。而对于蓝宝石光纤传感器来说，传感器在井下的部分用的是集测温和测压一体的蓝宝石法帕腔光学器件，而这种器件在高温情况下性能优异。所以对于高温油井广泛存在的今天，蓝宝石传感设备可以长期正常工作在高温条件下的性能大大超过了电子类传感器和石英传感器，比较适合高温井。
电子传感器的测量点一般不超过10个，否则系统会变得复杂和庞大，安装会发生困难。对于普通的单点电子式温度压力传感器来说，需要4根铜线来进行传感器信号的传输；而蓝宝石光纤传感器同样是完成温度压力信号的传输仅需要一根单模光纤。除此之外，光缆还可以作为一个可扩展的技术平台，同时完成温度压力单点测量、分布式测温、多向流流量、分布式声波等的测量，达到一缆多用的目的，增加了设计的灵活性。
蓝宝石传感器传感头较小，这样振动时产生的冲击也就相对较小，导致其抗震性能卓越。而电子类传感器由于其中有大量的电子元器件且核心部件的体积和重量相对蓝宝石传感器来说均较大，这样在振动和冲击的过程中这些元器件也就会承受更大的冲击，所以在抗震指标上光纤类传感器要更加优越。因为传感器运输安装以及井下使用的过程中，震动是不可避免的，所以这也是传感器性能是否优异的一项指标。
电子类传感器由于使用了电子器件和线路，电子类传感器易受电磁干扰。而蓝宝石传感器完全不受电磁干扰的影响。并且，在井下易燃易爆环境中工作的电子类传感器是有源带电设备，虽然可以采取提高防护等级，设计更安全的电路等措施，但是由于设备损坏而产生电打火的可能性总还是存在的，而蓝宝石传感器所有的有源器件全部在井口的设备间内，这也就使得蓝宝石传感器完全没有电打火的风险。
根据本发明的一方面，提供了一种用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，包括蓝宝石传感器(1)，所述蓝宝石传感器(1)包括蓝宝石传感器单元(1－0)，所述蓝宝石传感器单元(1－0)采用蓝宝石构成法布里－帕罗腔结构，包括蓝宝石耐压膜片(1－0－1)、蓝宝石耐压腔体(1－0－2)、蓝宝石耐温膜片(1－0－3)、蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)、准直器(1－0－5) 以及与准直器(1－0－5)连接的高温光纤(1－6)，
其中，蓝宝石耐压膜片(1－0－1)与蓝宝石耐温膜片(1－0－3)分别通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石耐压腔体(1－0－2)的两端，由此形成压感腔(1－0－6)，蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)的一端通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石耐温膜片(1－0－3)上，由此蓝宝石耐温膜片(1－0－3)设置在蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)与蓝宝石耐压腔体(1－0－2)之间，准直器(1－0－5)固定在蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)的内部腔室中。
根据本发明的实施方案，所述蓝宝石传感器(1)还包括蓝宝石传感器主体(1－2)，所述蓝宝石传感器主体(1－2)包括出口端和压力入口端，所述蓝宝石传感器单元(1－0)设置在蓝宝石传感器主体(1－2)内腔之中，蓝宝石耐压膜片(1－0－1)面向所述压力入口端，蓝宝石帕罗腔主体 (1－0－4)密封性地固定在所述出口端一侧的内腔之中。
根据本发明的实施方案，所述蓝宝石传感器(1)还包括与所述蓝宝石传感器主体(1－2)的压力入口端连接的传感器压力入口件(1－1)。
根据本发明的实施方案，所述蓝宝石传感器(1)还包括连接件，高温光纤(1－6)经所述出口端并穿过连接件，所述连接件包括连接轴(1－5)、两个传感器连接螺柱(1－4)以及两个限位环(1－3)，两个传感器连接螺柱(1－4)分别套在连接轴(1－5)两侧且两个传感器连接螺柱的螺纹方向分别朝向两侧，所述连接轴(1－5)两端通过螺纹连接所述两个限位环 (1－3)，所述连接件的一端通过一个传感器连接螺柱(1－4)的螺纹连接而密封性地连接所述蓝宝石传感器主体(1－2)的出口端。
根据本发明的实施方案，所述用于井下作业的蓝宝石光纤传感器还包括传感器保护器(2)，所述传感器保护器(2)密封性地连接所述连接件的另一端，由此高温光纤(1－6)与穿过传感器保护器(2)的铠装光缆(5)中的光纤(5－1)二者熔接的熔接点(5－2)能够位于所述传感器保护器(2)之中得到保护。
根据本发明的实施方案，所述传感器保护器(2)包括密封性地连接所述连接件的另一端连接的传感器焊点保护器前端接头(2－1)、传感器焊点保护器中间管(2－2)以及密封连接组件，
其中，传感器焊点保护器前端接头(2－1)通过密封焊接连接所述传感器焊点保护器中间管(2－2)的一端，所述密封连接组件密封连接所述传感器焊点保护器中间管(2－2)的另一端，熔接点(5－1)位于传感器焊点保护器中间管(2－2)之中；
其中，密封连接组件包括续接点保护器尾端(2－3)、尾端密封螺柱 (2－7)、尾端连接件(2－11)以及尾端压紧螺柱(2－12)；
保护器尾端(2－3)的右端密封性地焊接固定在传感器焊点保护器中间管(2－2)的左端；并且保护器尾端(2－3)的连接内腔右端形成有锥面；
所述尾端密封螺柱(2－7)的外周自右向左依次形成有第一轴肩、第一环槽以及第二轴肩，第一密封圈(2－6)、第一半圆隔套(2－8)、第二密封圈(2－10)分别安装在上述第一轴肩、第一环槽以及第二尾轴肩上；所述第一半圆隔套(2－8)外表面中间安装有第一钢丝卡圈(2－9)；所述尾端密封螺柱(2－7)的右端设置有第一翻边卡套(2－5)，第一翻边卡套 (2－5)与保护器尾端(2－3)的锥面之间设置有第一金属锥密封组件 (2－4)，由此保护器尾端(2－3)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端密封螺柱(2－7)；
所述尾端连接件(2－11)的外周自右向左依次形成有第二环槽以及第三轴肩，第二半圆隔套(2－13)以及第三密封圈(2－14)分别安装在上述第二环槽以及第三轴肩上；所述第二半圆隔套(2－13)外表面中间安装有第二钢丝卡圈(2－15)；所述尾端连接件(2－11)的右端与所述尾端密封螺柱(2－7)的连接内腔右端形成的锥面之间设置第二金属锥密封组件(2－16)，由此所述尾端密封螺柱(2－7)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端连接件(2－11)；
所述尾端连接件(2－11)的连接内腔的右端形成有锥面，第三金属锥密封组件(2－17)设置在该锥面与尾端压紧螺柱(2－12)的右端之间，由此所述尾端连接件(2－11)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端压紧螺柱(2－12)。
根据本发明的实施方案，所述用于井下作业的蓝宝石光纤传感器还包括传感器拖筒(3)，设置为包封所述传感器保护器(2)以及所述蓝宝石传感器(1)。
根据本发明的实施方案，所述保护器尾端(2－3)还包括在侧壁上形成的第一检测孔(2－18)，用于检测所述尾端密封螺柱(2－7)与保护器尾端(2－3)之间的密封性。
根据本发明的实施方案，所述尾端密封螺柱(2－7)还包括在侧壁上形成的第二检测孔(2－19)，用于检测所述尾端密封螺柱(2－7)与尾端连接件(2－11)之间的密封性。
根据本发明的实施方案，所述用于井下作业的蓝宝石光纤传感器还包括与铠装光缆(5)连接的解调仪。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
图1为根据本发明实施方案的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器的蓝宝石传感器单元的结构示意图；
图2为根据本发明实施方案的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器的部分结构的截面示意图；
图3为根据本发明实施方案的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器的另一部分结构的截面示意图；
图4为根据本发明的实施方案的带有传感器拖筒的蓝宝石光纤传感器的截面示意图；
图5为利用根据本发明实施方案的蓝宝石光纤传感器监测压力时数字压力计显示的压力变化结果图示；
图6为与图5所示压力变化相对应的腔长变化结果图示；
图7为根据本发明实施方案的蓝宝石光纤传感器的压力与腔长的标定曲线图；以及
图8为据本发明实施方案的蓝宝石光纤传感器的温度与蓝宝石耐温膜片厚度的标定曲线图。
具体实施方式
根据附图以及下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制本发明。
图4为根据本发明的实施方案的带有传感器拖筒的蓝宝石光纤传感器的截面示意图。参考图4，实施方案的蓝宝石光纤传感器可以包括蓝宝石传感器(1)、传感器保护器(2)、传感器拖筒(3)以及铠装光缆(5)，其中，通过传感器保护器(2)将蓝宝石传感器(1)与铠装光缆(5)将二者牢固安全地连接起来，蓝宝石传感器(1)以及传感器保护器(2) 二者设置在传感器拖筒(3)之中，并且传感器拖筒(3)固定在管路上，由此通过传感器拖筒(3)对传感器进行进一步的保护；拖筒本身并非是密封的，不妨碍蓝宝石传感器(1)对环境参数的测量。
图1为根据本发明实施方案的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器的蓝宝石传感器单元的结构示意图。参考图1，实施方案的蓝宝石传感器 (1)包括蓝宝石传感器单元1－0，其中蓝宝石传感器单元1－0可以包括蓝宝石耐压膜片(1－0－1)、蓝宝石耐压腔体(1－0－2)、蓝宝石耐温膜片 (1－0－3)、蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)、准直器(1－0－5)以及与准直器(1－0－5)连接的高温光纤(1－6)；其中，蓝宝石耐压膜片(1－0－1)与蓝宝石耐温膜片(1－0－3)的各自一侧分别通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石耐压腔体(1－0－2)的两端，由此形成压感腔(1－0－6)。蓝宝石耐温膜片(1－0－3)的另一侧通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4) 的一端，准直器(1－0－5)固定在蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)的内部腔室中。由此采用蓝宝石形成了具有法布里－帕罗腔结构的所述蓝宝石传感器单元(1－0)。
如图所示，外界压力(P0)对所述蓝宝石传感器单元(1－0)施加压力，导致压感腔(1－0－6)的腔长(L0)发生变化。外界压力(P0)越大，空腔腔长(L0)越短；外界压力(P0)越小，空腔腔长(L0)越长；通过标定，可以建立外界压力(P0)与空腔腔长(L0)的对应关系。
在使用时，通过精确探测空腔腔长(L0)，即可通过标定曲线，得知外界压力(P0)。图5是根据实施方案的数字压力计显示的压力变化，图 6是根据实施方案的对应的腔长变化。如图5和6所示，当外界压力增加时，压感腔(1－0－6)的腔长(L0)的长度减小；当外界压力减小时，压感腔(1－0－6)的腔长(L0)的长度增加。由此外界压力P的大小和法布里——帕罗腔的空腔长度d之间成反比的关系，通过对压力传感器的标定可以得出压力传感器的标定曲线，结果如图7所示，表明本发明压力传感器的良好的线性关系和准确性。
另外，周围环境的温度会导致蓝宝石耐温膜片(1－0－3)的厚度(H0) 发生变化。温度越高，厚度越大；温度越低，厚度越小；通过标定，建立温度与膜厚(H0)的对应关系。在使用时，通过精确探测膜厚(H0)，例如通过激光入射到蓝宝石耐温膜片(1－0－3)第一表面的反射光以及穿过膜片入射第二表面时的反射光的正弦波的相位差来计算，即可通过标定曲线，得知温度。图8为据本发明实施方案的蓝宝石光纤传感器的温度与蓝宝石耐温膜片厚度的标定曲线，结果表明本发明温度传感器具有良好的线性关系和准确性。
图2为根据本发明实施方案的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器的部分结构的截面示意图。参考图2，所述蓝宝石传感器(1)还包括蓝宝石传感器主体(1－2)以及分别与所述蓝宝石传感器主体(1－2)的压力入口端和出口端连接的传感器压力入口件(1－1)和连接件。蓝宝石传感器主体(1－2)为具有内腔的柱体，包括出口端和压力入口端(附图中，右侧为压力入口端，左侧为出口端)。蓝宝石传感器单元(1－0)设置在蓝宝石传感器主体(1－2)内腔之中，蓝宝石耐压膜片(1－0－1)面向所述压力入口端，蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)密封性地固定在所述出口端一侧的内腔之中。例如可以利用耐高温粘合剂如环氧粘合剂，将蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)密封粘合固定蓝宝石传感器主体(1－2)的靠近出口端的内腔中，由此蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)可以所述蓝宝石传感器主体(1－2)的压力入口端和出口端密封性地分隔开。
如图所示，传感器压力入口件(1－1)与蓝宝石传感器主体(1－2) 的压力入口端连接，传感器压力入口件(1－1)中形成有通路，用于引导外部环境的流体进入蓝宝石传感器主体(1－2)中。例如传感器压力入口件(1－1)的连接端形成有凸起，而上述压力入口端形成有凹陷，凸起和凹陷之间可以通过螺纹配合在一起，或者焊接在一起。
参考图2，所述蓝宝石传感器主体(1－2)的出口端连接所述连接件，蓝宝石传感器单元(1－0)的高温光纤(1－6)经所述出口端并穿过连接件。所述连接件包括连接轴(1－5)、两个传感器连接螺柱(1－4)以及两个限位环(1－3)。两个传感器连接螺柱(1－4)分别套在连接轴(1－5) 两侧且两个传感器连接螺柱的外表面上形成有螺纹，螺纹方向分别朝向两侧，所述连接轴(1－5)两端通过螺纹连接所述两个限位环(1－3)，所述连接件的一端通过一个传感器连接螺柱(1－4)的螺纹连接所述蓝宝石传感器主体(1－2)的出口端内表面上的螺纹，由此连接所述蓝宝石传感器主体(1－2)的出口端。更具体地，所述蓝宝石传感器主体(1－2)的出口端形成有凹锥面，而连接轴(1－5)形成有相应的凸锥面，在两个部件在传感器连接螺柱(1－4)的作用下紧密接触，由此实现密封。
参见图2和3，实施方案的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器还可以包括传感器保护器(2)，所述传感器保护器(2)包括传感器焊点保护器前端接头(2－1)、传感器焊点保护器中间管(2－2)以及密封连接组件。传感器焊点保护器前端接头(2－1)的一端与所述连接件的另一端密封连接，二者连接的方式可以与所述连接件和所述蓝宝石传感器主体(1－2)的连接方式一样，因此不在赘述。传感器焊点保护器前端接头(2－1)的另一端与传感器焊点保护器中间管(2－2)二者密封连接，例如可以通过焊接密封。由此高温光纤(1－6)能够密封性地穿过所述连接件以及传感器焊点保护器前端接头(2－1)，并进入传感器焊点保护器中间管(2－2) 之中。
如图3所示，密封连接组件密封性地连接在传感器焊点保护器中间管(2－2)的另一端，铠装光缆(5)穿过密封连接组件进入中间保护管 (2－2)中，由此其中的光纤(5－1)与高温光纤(1－6)在传感器焊点保护器中间管(2－2)中熔接在一起，并得到保护。
参考图3，实施方案的密封连接组件可以包括续接点保护器尾端 (2－3)、尾端密封螺柱(2－7)、尾端连接件(2－11)以及尾端压紧螺柱 (2－12)；保护器尾端(2－3)的右端密封性地焊接固定在传感器焊点保护器中间管(2－2)的左端；并且保护器尾端(2－3)的连接内腔右端形成有锥面。
更具体地，所述保护器尾端(2－3)的右端形成有凸起结构，所述传感器焊点保护器中间管(2－2)的左端形成有相配合的凹陷结构，由此二者配合在一起，然后可以通过焊接，将保护器尾端(2－3)的右端密封性地焊接固定在传感器焊点保护器中间管(2－2)的左端。保护器尾端(2－3) 中形成有连接内腔，连接内腔由左向右内径逐渐变小，在连接内腔中形成有用于连接的所述尾端密封螺柱(2－7)的螺纹，并且在连接内腔右端形成有锥面。
所述尾端密封螺柱(2－7)的外周形成有与保护器尾端(2－3)连接内腔中螺纹相配合的螺纹，并且外周自右向左还依次形成有第一轴肩、第一环槽以及第二轴肩；第一密封圈(2－6)、第一半圆隔套(2－8)、第二密封圈(2－10)分别安装在上述第一轴肩、第一环槽以及第二尾轴肩上，并且所述第一半圆隔套(2－8)与第二密封圈(2－10)相邻；所述第一半圆隔套(2－8)外表面中间安装有第一钢丝卡圈(2－9)；所述尾端密封螺柱(2－7)的右端设置有第一翻边卡套(2－5)，第一翻边卡套(2－5) 与保护器尾端(2－3)的锥面之间设置有第一金属锥密封组件(2－4)，由此保护器尾端(2－3)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端密封螺柱(2－7)；另外，所述尾端密封螺柱(2－7)中形成有连接内腔，连接内腔由左向右内径逐渐变小，在连接内腔中形成有用于连接的所述尾端连接件(2－11)的螺纹，并且在连接内腔右端形成有锥面。
所述尾端连接件(2－11)的外周形成有与所述尾端密封螺柱(2－7) 连接内腔中螺纹相配合的螺纹，并且外周自右向左依次形成有第二环槽以及第三轴肩，第二半圆隔套(2－13)以及第三密封圈(2－14)分别安装在上述第二环槽以及第三轴肩上，并且所述第二半圆隔套(2－13)与第三密封圈(2－14)相邻；所述第二半圆隔套(2－13)外表面中间安装有第二钢丝卡圈(2－15)；所述尾端连接件(2－11)的右端与所述尾端密封螺柱(2－7)的连接内腔右端形成的锥面之间设置第二金属锥密封组件 (2－16)，由此所述尾端密封螺柱(2－7)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端连接件(2－11)。
所述尾端连接件(2－11)中形成有连接内腔，连接内腔中形成有用于连接所述尾端压紧螺柱(2－12)的螺纹，并且连接内腔的右端形成有锥面，第三金属锥密封组件(2－17)设置在该锥面与尾端压紧螺柱(2－12) 的右端之间，所述尾端压紧螺柱(2－12)的外周形成有与所述尾端连接件(2－11)连接内腔中螺纹相配合的螺纹，由此所述尾端连接件(2－11) 的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端压紧螺柱(2－12)。
如图3所示，所述保护器尾端(2－3)、尾端密封螺柱(2－7)、尾端连接件(2－11)以及尾端压紧螺柱(2－12)的内壁或者外壁上形成相互配合的螺纹的位置可以是图中虚线圆圈所示。
另外，为了检测各个部件之间的密封性，可以在例如保护器尾端 (2－3)侧壁上形成的第一检测孔(2－18)，用于检测所述尾端密封螺柱 (2－7)与保护器尾端(2－3)之间的密封性。例如第一金属锥密封组件(2－4)、第一翻边卡套(2－5)以及第一密封圈(2－6)的密封效果；第一半圆隔套(2－8)、第一钢丝卡圈(2－9)；第二密封圈(2－10)的密封效果等。也可以在所述尾端密封螺柱(2－7)侧壁上形成的第二检测孔 (2－19)，用于检测所述尾端密封螺柱(2－7)与尾端连接件(2－11)之间的密封性。例如，第二金属锥密封组件(2－16)的密封效果，第二半圆隔套(2－13)、第三密封圈(2－14)以及第二钢丝卡圈(2－15)的密封效果等。
上述各部件均采用耐高温高压材料制成，例如传感器焊点保护器中间管(2－2)、保护器尾端(2－3)、尾端密封螺柱(2－7)、尾端连接件(2－11) 以及尾端压紧螺柱(2－12)可以采用不锈钢材料制成，中间的密封用的各部件也可以采用金属或者其他材料例如碳材料等制成。
另外，实施方案的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器还包括与铠装光缆(5)连接的解调仪，用于信号的发射、接收和解析等。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于：包括蓝宝石传感器(1)，所述蓝宝石传感器(1)包括蓝宝石传感器单元(1－0)，所述蓝宝石传感器单元(1－0)采用蓝宝石构成法布里－帕罗腔结构，包括蓝宝石耐压膜片(1－0－1)、蓝宝石耐压腔体(1－0－2)、蓝宝石耐温膜片(1－0－3)、蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)、准直器(1－0－5)以及与准直器(1－0－5)连接的高温光纤(1－6)，
其中，蓝宝石耐压膜片(1－0－1)与蓝宝石耐温膜片(1－0－3)分别通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石耐压腔体(1－0－2)的两端，由此形成压感腔(1－0－6)，蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)的一端通过陶瓷粉末烧结焊接在蓝宝石耐温膜片(1－0－3)上，由此蓝宝石耐温膜片(1－0－3)设置在蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)与蓝宝石耐压腔体(1－0－2)之间；准直器(1－0－5)固定在蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)的内部腔室中。
2.根据权利要求1所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，所述蓝宝石传感器(1)还包括蓝宝石传感器主体(1－2)，所述蓝宝石传感器主体(1－2)包括出口端和压力入口端，所述蓝宝石传感器单元(1－0)设置在蓝宝石传感器主体(1－2)内腔之中，蓝宝石耐压膜片(1－0－1)面向所述压力入口端，蓝宝石帕罗腔主体(1－0－4)密封性地固定在所述出口端一侧的内腔之中。
3.根据权利要求2所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，所述蓝宝石传感器(1)还包括与所述蓝宝石传感器主体(1－2)的压力入口端连接的传感器压力入口件(1－1)。
4.根据权利要求2所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，所述蓝宝石传感器(1)还包括连接件，高温光纤(1－6)经所述出口端并穿过连接件，所述连接件包括连接轴(1－5)、两个传感器连接螺柱(1－4)以及两个限位环(1－3)，两个传感器连接螺柱(1－4)分别套在连接轴(1－5)两侧且两个传感器连接螺柱的螺纹方向分别朝向两侧，所述连接轴(1－5)两端通过螺纹连接所述两个限位环(1－3)，所述连接件的一端通过一个传感器连接螺柱(1－4)的螺纹连接而密封性地连接所述蓝宝石传感器主体(1－2)的出口端。
5.根据权利要求4所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，还包括传感器保护器(2)，所述传感器保护器(2)密封性地连接所述连接件的另一端，由此高温光纤(1－6)与穿过传感器保护器(2)的铠装光缆(5)中的光纤(5－1)二者熔接的熔接点(5－2)能够位于所述传感器保护器(2)之中得到保护。
6.根据权利要求5所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，所述传感器保护器(2)包括密封性地连接所述连接件的另一端连接的传感器焊点保护器前端接头(2－1)、传感器焊点保护器中间管(2－2)以及密封连接组件，
其中，传感器焊点保护器前端接头(2－1)通过密封焊接连接所述传感器焊点保护器中间管(2－2)的一端，所述密封连接组件密封连接所述传感器焊点保护器中间管(2－2)的另一端，熔接点(5－1)位于传感器焊点保护器中间管(2－2)之中；
其中，密封连接组件包括续接点保护器尾端(2－3)、尾端密封螺柱(2－7)、尾端连接件(2－11)以及尾端压紧螺柱(2－12)；
保护器尾端(2－3)的右端密封性地焊接固定在传感器焊点保护器中间管(2－2)的左端；并且保护器尾端(2－3)的连接内腔右端形成有锥面；
所述尾端密封螺柱(2－7)的外周自右向左依次形成有第一轴肩、第一环槽以及第二轴肩，第一密封圈(2－6)、第一半圆隔套(2－8)、第二密封圈(2－10)分别安装在上述第一轴肩、第一环槽以及第二尾轴肩上；所述第一半圆隔套(2－8)外表面中间安装有第一钢丝卡圈(2－9)；所述尾端密封螺柱(2－7)的右端设置有第一翻边卡套(2－5)，第一翻边卡套(2－5)与保护器尾端(2－3)的锥面之间设置有第一金属锥密封组件(2－4)，由此保护器尾端(2－3)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端密封螺柱(2－7)；
所述尾端连接件(2－11)的外周自右向左依次形成有第二环槽以及第三轴肩，第二半圆隔套(2－13)以及第三密封圈(2－14)分别安装在上述第二环槽以及第三轴肩上；所述第二半圆隔套(2－13)外表面中间安装有第二钢丝卡圈(2－15)；所述尾端连接件(2－11)的右端与所述尾端密封螺柱(2－7)的连接内腔右端形成的锥面之间设置第二金属锥密封组件(2－16)，由此所述尾端密封螺柱(2－7)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端连接件(2－11)；
所述尾端连接件(2－11)的连接内腔的右端形成有锥面，第三金属锥密封组件(2－17)设置在该锥面与尾端压紧螺柱(2－12)的右端之间，由此所述尾端连接件(2－11)的连接内腔通过螺纹密封性地连接所述尾端压紧螺柱(2－12)。
7.根据权利要求1所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，还包括传感器拖筒(3)，设置为包封所述传感器保护器(2)以及所述蓝宝石传感器(1)。
8.根据权利要求1所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，所述保护器尾端(2－3)还包括在侧壁上形成的第一检测孔(2－18)，用于检测所述尾端密封螺柱(2－7)与保护器尾端(2－3)之间的密封性。
9.根据权利要求1所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，所述尾端密封螺柱(2－7)还包括在侧壁上形成的第二检测孔(2－19)，用于检测所述尾端密封螺柱(2－7)与尾端连接件(2－11)之间的密封性。
10.根据权利要求5所述的用于井下作业的蓝宝石光纤传感器，其特征在于，还包括与铠装光缆(5)连接的解调仪。
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