CN115691910A - 一种光电复合缆多层钢管焊接工艺及连续油管探测光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电复合缆多层钢管焊接工艺及连续油管探测光缆，包括以下步骤：缆芯的准备、内层钢管的焊接以及表层钢管的焊接，通过二次拉拔工序将表层钢管包覆在内层钢管的外侧；表层钢管的层数至少为1层。通过上述方式，本发明所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺及连续油管探测光缆，通过控制内层钢管和表层钢管的焊接成型，确保内层钢管和表层钢管拉力的同步，提升抗压扁性能和抗拉伸性能的同时，还能具有良好的柔性和耐腐蚀效果，以适应井下恶劣的环境。
Description
技术领域
本发明涉及光缆领域，特别是涉及一种光电复合缆多层钢管焊接工艺及连续油管探测光缆。
背景技术
随着石油资源的不断消耗，石油价格高涨，促进了石油开采技术的不断发展，以提高油井的产量，最大限度发挥资源的利用率。用于辅助石油开采的重要技术中，油井探测传感光缆及系统的应用日益受到关注。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特性与状态的详细资料，以及注蒸汽井的吸汽剖面测试和采油过程中的井筒热场分布状态，从而科学指导油藏开发和生产管理，这就要用到油井探测系统，其可靠性和准确性是至关重要的。
传统的电子基传感器无法在井下恶劣环境诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰下工作。光纤传感系统可以克服这些困难，其对电磁干扰不敏感，而且能承受极端条件，包括高温、高压（几十MPa）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，同时，光纤传感系统具有分布式测量能力，可以测量被测量的空间分布，给出剖面信息。而且，光纤传感系统横截面积小，在井筒中占据空间极小。随着光纤传感系统技术不断进步和成熟，光纤传感系统在油井探测领域获得广泛应用。
部分油井的深度大，需要的光缆长度较大，对光缆的抗拉伸性能提成了更高的要求。此外，油井下的条件复杂且往往比较恶劣，需要光缆可以灵活弯曲，而且对光缆的耐腐蚀及抗压扁性能要求更高。为了提升光缆的抗压扁性能和抗拉伸性能，可以在缆芯的外侧包覆一层钢管，通过增加钢管的厚度和层数来提升抗压扁和抗拉伸强度，但是厚度较大的钢管缺乏柔性，不容易弯曲，而且单层钢管焊缝出现开裂瑕疵时，对光缆的耐高温、高压和耐腐蚀性能的影响是致命的。
因此，在连续油管探测光缆中，采用多层钢管来进行缆芯的保护势在必行，但是多层钢管的焊接难度大，难以控制钢管之间的间隙，不能保证钢管之间拉力的同步，需要进行改进。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种光电复合缆多层钢管焊接工艺及连续油管探测光缆，提升抗压扁性能和抗拉伸性能，并具有良好的柔性和耐腐蚀效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光电复合缆多层钢管焊接工艺，包括以下步骤：
缆芯的准备：进行缆芯表面的清洗，所述缆芯包括缆芯钢管及光纤，所述光纤设置在缆芯钢管中；
内层钢管的焊接；进行钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在缆芯外侧的内层钢管，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将内层钢管圆整、紧密包覆在缆芯上；
表层钢管的焊接：进行钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在内层钢管外侧的表层钢管，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将表层钢管包覆在内层钢管的外侧，使得表层钢管与内层钢管的间隙为0.02~0.1mm；
表层钢管的层数至少为1层，当表层钢管的层数大于1层时，相邻表层钢管的间隙为0.02~0.1mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述缆芯还包括位于缆芯钢管外侧的铠装层。
在本发明一个较佳实施例中，所述铠装层采用铜丝铠装，铜丝铠装采用的铜丝直径为0.15mm-2.0mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述缆芯还包括位于铠装层外侧的绝缘护套，所述绝缘护套的单边厚度为0.3~1mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述缆芯钢管内填充有纤膏。
在本发明一个较佳实施例中，在内层钢管的焊接步骤中，二次拉拔工序包括如下步骤：先通过第一定径模把内层钢管渐变地收紧在缆芯上，再通过第二定径模对包覆后的内层钢管进行塑性变型后的定形，形成圆整、紧密包覆在缆芯上的圆整结构。
在本发明一个较佳实施例中，所述缆芯钢管采用304不锈钢、316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，所述缆芯钢管的厚度为0.15~0.4mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述内层钢管采用304不锈钢、316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，所述内层钢管的厚度为0.15~0.4mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述表层钢管采用316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，所述表层钢管的厚度为0.15~0.4mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述内层钢管与表层钢管之间以及相邻表层钢管之间设置有耐高温纤膏。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种连续油管探测光缆，由上述一种光电复合缆多层钢管焊接工艺制得。
本发明的有益效果是：本发明指出的一种光电复合缆多层钢管焊接工艺及连续油管探测光缆，通过内层钢管进行缆芯表面的包覆和防护，并通过表层钢管进行内层钢管的防护，形成多层钢管结构，通过控制内层钢管和表层钢管的焊接成型，确保内层钢管和表层钢管拉力的同步，提升抗压扁性能和抗拉伸性能的同时，还能具有良好的柔性，避免因单层钢管焊接瑕疵对耐腐蚀效果的不良影响，以适应井下恶劣的环境，满足大深度的油井探测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明一种光电复合缆多层钢管焊接工艺及连续油管探测光缆一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例包括：
实施例1：
一种光电复合缆多层钢管焊接工艺，包括以下步骤：
缆芯的准备：进行缆芯表面的清洗，缆芯包括绝缘护套4、铠装层3、缆芯钢管2及光纤1，光纤设置在缆芯钢管2中，在本实施例中，缆芯钢管2内填充有纤膏，进行光纤1的阻水保护；缆芯钢管可以采用304不锈钢、316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，其中，优选304不锈钢，304不锈钢成本相对较低；缆芯钢管的厚度为0.2mm，进行光纤1的抗压和抗拉保护；
内层钢管5的焊接；在本实施例中，内层钢管5采用304不锈钢、316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，耐腐蚀效果好，内层钢管5的厚度为0.2mm，进行对应材质钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在缆芯外侧的内层钢管，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将内层钢管5圆整、紧密包覆在缆芯上；
具体的，先通过第一定径模把内层钢管5渐变地收紧在缆芯上，再通过第二定径模对包覆后的内层钢管5进行塑性变型后的定形，形成圆整、紧密包覆在缆芯上的圆整结构；
表层钢管6的焊接：在本实施例中，表层钢管采用316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，耐腐蚀性能好，表层钢管的厚度为0.2mm；进行对应材质钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在内层钢管5外侧的表层钢管6，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将表层钢管包覆在内层钢管5的外侧，使得表层钢管6与内层钢管5的间隙为0.03mm，间隙较小，受拉时，使得表层钢管6与内层钢管5可以同时出力；
对于二次拉拔工序，根据安全系数K衡量每次拉拔的变量，理想状态为拉拔量均摊至两道拉拔，第二道拉拔过后由轮牵提供对钢管的拉力。如果拉拔量均摊，那么第二道拉拔也有较大的形变量，需要较大的拉力达到形变要求，拉力由后方轮牵提供，当轮牵提供张力达到形变时，张力本身可能已经对钢管产生较大拉伸，回缩后形变较大，从而满足设计的指标，保证多层钢管可以同时提供产品所需的力值；
如图1所示，在本实施例中，采用2层表层钢管，相邻表层钢管的间隙为0.03mm，进一步增强了缆芯的防护能力，内层钢管5的耐压扁强度为5kN时，内层钢管5与多层表层钢管6协作，耐压扁强度可以达到15kN以上。
实施例2：
一种光电复合缆多层钢管焊接工艺，包括以下步骤：
缆芯的准备：进行缆芯表面的清洗，缆芯包括绝缘护套4、铠装层3、缆芯钢管2及光纤1，光纤设置在缆芯钢管2中，在本实施例中，缆芯钢管2内填充有纤膏，进行光纤1的阻水保护；缆芯钢管可以采用304不锈钢，成本相对较低；缆芯钢管的厚度为0.3mm，进行光纤1的抗压和抗拉保护；
铠装层3位于缆芯钢管4的外侧，铠装层3可以采用铜丝铠装，在本实施例中，铜丝铠装采用的铜丝直径为0.2mm，不仅能保护光纤1，还可以进行导电；
此外，将绝缘护套4包覆在铠装层3的外侧，采用高分子绝缘材料，进行缆芯的绝缘和防水保护，绝缘护套的单边厚度为0.5mm，选择灵活；
内层钢管5的焊接；在本实施例中，内层钢管5采用304不锈钢、316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，耐腐蚀效果好，内层钢管5的厚度为0.3mm，进行对应材质钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在缆芯外侧的内层钢管，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将内层钢管5圆整、紧密包覆在缆芯上；
表层钢管6的焊接：在本实施例中，表层钢管采用316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，耐腐蚀性能好，表层钢管的厚度为0.3mm；进行对应材质钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在内层钢管5外侧的表层钢管6，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将表层钢管包覆在内层钢管5的外侧，使得表层钢管6与内层钢管5的间隙为0.02；
表层钢管的层数至少为1层，当表层钢管的层数大于1层时，相邻表层钢管的间隙为0.02；
在本实施例中，为了确保，内层钢管5、表层钢管6的拉力同步，在内层钢管5与表层钢管6之间以及相邻表层钢管6之间设置有耐高温纤膏，通过耐高温纤膏进行内层钢管5与表层钢管6之间以及相邻表层钢管6之间的防水和粘合，实现内层钢管5、表层钢管6的拉力同步，并确保弯曲柔性。
综上，本发明指出的一种光电复合缆多层钢管焊接工艺及制得的连续油管探测光缆，通过多层钢管的焊接和拉拔，加强了对缆芯的保护，结构紧凑，弯曲柔性好，抗拉和抗压强度高，具有良好的耐腐蚀性和机械性能，满足油井探测需求，同时能够承受探测收放时自身承受的重力，重复利用率高，使连续油管探测光缆及光电复合缆的实际应用更加的轻巧方便。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，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 (10)
1.一种光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
缆芯的准备：进行缆芯表面的清洗，所述缆芯包括缆芯钢管及光纤，所述光纤设置在缆芯钢管中；
内层钢管的焊接；进行钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在缆芯外侧的内层钢管，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将内层钢管圆整、紧密包覆在缆芯上；
表层钢管的焊接：进行钢带的放卷，通过滚轮成型模具卷制成包覆在内层钢管外侧的表层钢管，并进行接缝的焊接，通过二次拉拔工序将表层钢管包覆在内层钢管的外侧，使得表层钢管与内层钢管的间隙为0.02~0.1mm；
表层钢管的层数至少为1层，当表层钢管的层数大于1层时，相邻表层钢管的间隙为0.02~0.1mm。
2.根据权利要求1所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，所述缆芯还包括位于缆芯钢管外侧的铠装层。
3.根据权利要求2所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，所述铠装层采用铜丝铠装，铜丝铠装采用的铜丝直径为0.15mm-2.0mm。
4.根据权利要求2所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，所述缆芯还包括位于铠装层外侧的绝缘护套，所述绝缘护套的单边厚度为0.3~1mm。
5.根据权利要求1所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，所述缆芯钢管内填充有纤膏。
6.根据权利要求1所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，在内层钢管的焊接步骤中，二次拉拔工序包括如下步骤：先通过第一定径模把内层钢管渐变地收紧在缆芯上，再通过第二定径模对包覆后的内层钢管进行塑性变型后的定形，形成圆整、紧密包覆在缆芯上的圆整结构。
7.根据权利要求1所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，所述缆芯钢管采用304不锈钢、316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，所述缆芯钢管的厚度为0.15~0.4mm。
8.根据权利要求1所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，所述内层钢管采用304不锈钢、316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，所述内层钢管的厚度为0.15~0.4mm，所述表层钢管采用316L不锈钢、2205双向不锈钢、A625或A825合金材料，所述表层钢管的厚度为0.15~0.4mm。
9.根据权利要求1所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺，其特征在于，所述内层钢管与表层钢管之间以及相邻表层钢管之间设置有耐高温纤膏。
10.一种连续油管探测光缆，其特征在于，由上述权利要求1~9所述的光电复合缆多层钢管焊接工艺制得。
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