CN212181103U - 一种稠油井用耐高温光缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稠油井用耐高温光缆，包括缆芯、密封内管、镀锌钢丝铠装、聚合缓冲层及合金外管，缆芯由两根对绞的特种光纤以及密封隔热层组成，特种光纤包括涂锗石英内芯、纯石英包层、PFA缓冲层和硅橡胶护套；密封内管内壁涂布除氢凝胶层，外壁电镀有金属电镀阻氢层；聚合缓冲层采用聚酯纤维防水带及聚丙烯酸酯吸水膨胀粉绕包而成；合金外管内壁涂布发泡泡沫层，外壁电镀有防水漆层。本实用新型采用多层隔热及多层防水的结构，可以用在高温和高压环境下正常工作的测井光缆，具有良好的抗拉、抗压扁、耐高温及腐蚀等性能；该光缆主要应用在稠油井、油井地下管道等领域，在未来必将成为通信行业的重要组成部分。

Description

一种稠油井用耐高温光缆

技术领域

本实用新型涉及特种电缆技术领域，尤其涉及一种稠油井用耐高温光缆。

背景技术

在油田的开发过程中，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，就要用到石油测井，其可靠性和准确性是至关重要的。石油测井需要采用光纤传感器，光纤传感器对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件，包括高温、高压（几十兆帕以上）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t同时，光纤传感器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，光纤传感器横截面积小，外形短，在井筒中占据空间极小。

光纤传感器需要相配套的耐高温光缆，传统的光缆测井系统主要应用于常温油井中，工作温度较低，数据传输光缆不能应用于稠油井这种特殊的工作环境，为了解决这个问题，设计了一种稠油井用耐高温光缆。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种稠油井用耐高温光缆。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种稠油井用耐高温光缆，包括缆芯、套在缆芯外的密封内管、紧套在密封内管外的镀锌钢丝铠装、挤包在镀锌钢丝铠装外的聚合缓冲层以及套在聚合缓冲层外的合金外管，缆芯由两根对绞的特种光纤以及填充在两根特种光纤与密封内管之间空隙中的密封隔热层组成，特种光纤自内而外依次包括涂锗石英内芯、纯石英包层、PFA缓冲层和硅橡胶护套，此类特种光纤可耐200℃以上的高温要求；

密封内管的管体部分为无缝不锈钢管，密封内管的内壁涂布有除氢凝胶层，密封内管的外壁电镀有金属电镀阻氢层；

镀锌钢丝铠装采用多根镀锌钢丝同心绞合而成的单层铠装结构；

聚合缓冲层采用聚酯纤维防水带绕包而成的6-8层的螺旋绕包结构，且任一层的聚酯纤维防水带的间隙中填充有聚丙烯酸酯吸水膨胀粉；

合金外管的管体部分具体是耐热镍铬铁合金冷轧而成的无缝管结构，合金外管的内壁涂布有发泡泡沫层，合金外管的外壁电镀有防水漆层。

优选地，密封隔热层具体是油性硅酮树脂，起隔热和防水的双重作用。

优选地，PFA缓冲层具体是四氟乙烯-全氟烃基乙烯醚共聚物发泡层，发泡率以30-50%最佳；四氟乙烯和全氟烃基乙烯醚的共聚物经发泡后可作为缓冲层，具有一定的弹性，并降低密度，减轻特种光纤的总重量，同时其含氟聚合物能够耐多种酸性和腐蚀性液体、并能耐高温。

优选地，除氢凝胶层具体是碱性二氧化硅气凝胶漆涂布而成的管状结构，除氢凝胶层的厚度为1-2mm；金属电镀阻氢层具体是镀铬层。在实际生产过程中，采用旋转浸渍方法，在密封内管内壁浸有二氧化硅气凝胶漆，匀速旋转密封内管，干燥后再用同一方法浸渍pH为10-10.5的NH₄HCO₃缓冲液，并干燥，即得到所谓除氢凝胶层。

优选地，聚酯纤维防水带双面涂有有机硅耐高温胶，聚丙烯酸酯吸水膨胀粉通过有机硅耐高温胶均匀粘附在聚酯纤维防水带上。在实际生产过程中，采用先将聚酯纤维防水带浸渍有机硅耐高温胶的胶液，沥干后均匀粘附丙烯酸酯吸水膨胀粉，干燥后轻轻抖落，即得到粘附有丙烯酸酯吸水膨胀粉的聚酯纤维防水带；将该防水带绕包在镀锌钢丝铠装外，即得到所谓的聚合缓冲层，该聚合缓冲层具有防水和抗高压介电(参考文献：高压电缆缓冲层的设计与工艺研究，赵健康、樊友兵，电线电缆，2010年第3期），故聚合缓冲层可防止液体流入光缆内部；同时在光缆受到碰撞而弯曲或压扁时增加抗弯能力。

优选地，发泡泡沫层具体是发泡硅橡胶，其密度为0.6-0.8g/cm³；防水漆层具体是石油管道专用防腐涂料，具体是由江苏邦杰防腐保温科技有限公司生产，根据资料，石油管道专用防腐涂料是由改性丙烯酸树脂、特种优质耐研磨的防腐颜填料、有机溶剂等组成的一种快干单组份防锈涂层。发泡泡沫层起隔热和防水作用，防水漆层用于保护合金外管，提高其使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提出的耐高温光缆，其通信元件——特种光纤采用的是可耐200℃高温的特种光纤，并添加硅酮树脂、 PFA和镀锌钢丝，硅酮树脂和 PFA可耐受 200℃高温，镀锌钢丝为金属材料，可满足耐高温性能需求。

2.本实用新型采用多层隔热及多层防水的结构，充分保护光纤芯，使其能够经受住稠油井中高温蒸汽采挖的高湿度、高温度、高酸度及高腐蚀性的环境，并且对作为护套用的密封内管和合金外管均采用了表层保护，使光缆的使用寿命大大增加。

3.本实用新型提供的耐高温光缆可以用在高温和高压环境下正常工作的测井光缆，具有良好的抗拉、抗压扁、耐高温及腐蚀等性能。该光缆主要应用在稠油井、油井地下管道等领域，在未来必将成为通信行业的重要组成部分。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种稠油井用耐高温光缆的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种稠油井用耐高温光缆的特种光纤的内部结构图；

图中：密封内管1、除氢凝胶层101、金属电镀阻氢层102、镀锌钢丝铠装2、聚合缓冲层3、合金外管4、发泡泡沫层401、防水漆层402、特种光纤5、涂锗石英内芯501、纯石英包层502、PFA缓冲层503、硅橡胶护套504、密封隔热层6。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种稠油井用耐高温光缆，包括缆芯、套在缆芯外的密封内管1、紧套在密封内管1外的镀锌钢丝铠装2、挤包在镀锌钢丝铠装2外的聚合缓冲层3以及套在聚合缓冲层3外的合金外管4，所述缆芯由两根对绞的特种光纤5以及填充在两根所述特种光纤5与密封内管1之间空隙中的密封隔热层6组成，所述特种光纤5自内而外依次包括涂锗石英内芯501、纯石英包层502、PFA缓冲层503和硅橡胶护套504，此类特种光纤5可耐200℃以上的高温要求；所述密封内管1的管体部分为无缝不锈钢管，所述密封内管1的内壁涂布有除氢凝胶层101，所述密封内管1的外壁电镀有金属电镀阻氢层102；所述镀锌钢丝铠装2采用多根镀锌钢丝同心绞合而成的单层铠装结构；所述聚合缓冲层3采用聚酯纤维防水带绕包而成的6-8层的螺旋绕包结构，且任一层的所述聚酯纤维防水带的间隙中填充有聚丙烯酸酯吸水膨胀粉；所述合金外管4的管体部分具体是耐热镍铬铁合金冷轧而成的无缝管结构，所述合金外管4的内壁涂布有发泡泡沫层401，所述合金外管4的外壁电镀有防水漆层402。

参照图1，所述密封隔热层6具体是油性硅酮树脂，起隔热和防水的双重作用。

参照图2，所述PFA缓冲层503具体是四氟乙烯-全氟烃基乙烯醚共聚物发泡层，发泡率以30-50%最佳；四氟乙烯和全氟烃基乙烯醚的共聚物经发泡后可作为缓冲层，具有一定的弹性，并降低密度，减轻特种光纤5的总重量，同时其含氟聚合物能够耐多种酸性和腐蚀性液体、并能耐高温。

参照图1，所述除氢凝胶层101具体是碱性二氧化硅气凝胶漆涂布而成的管状结构，所述除氢凝胶层101的厚度为1-2mm；所述金属电镀阻氢层102具体是镀铬层。在实际生产过程中，采用旋转浸渍方法，在密封内管1内壁浸有二氧化硅气凝胶漆，匀速旋转密封内管1，干燥后再用同一方法浸渍pH为10-10.5的NH₄HCO₃缓冲液，并干燥，即得到所谓除氢凝胶层101。

参照图1，所述聚酯纤维防水带双面涂有有机硅耐高温胶，所述聚丙烯酸酯吸水膨胀粉通过有机硅耐高温胶均匀粘附在聚酯纤维防水带上。在实际生产过程中，采用先将聚酯纤维防水带浸渍有机硅耐高温胶的胶液有效固含量为15%，沥干后均匀粘附丙烯酸酯吸水膨胀粉，干燥后轻轻抖落，即得到粘附有丙烯酸酯吸水膨胀粉的聚酯纤维防水带；将该防水带绕包在镀锌钢丝铠装2外，即得到所谓的聚合缓冲层3，该聚合缓冲层3具有防水和抗高压介电参考文献：高压电缆缓冲层的设计与工艺研究，赵健康、樊友兵，电线电缆，2010年第3期，故聚合缓冲层3可防止液体流入光缆内部；同时在光缆受到碰撞而弯曲或压扁时增加抗弯能力。

参照图1，所述发泡泡沫层401具体是发泡硅橡胶，其密度为0.6-0.8g/cm³；所述防水漆层402具体是石油管道专用防腐涂料，具体是由江苏邦杰防腐保温科技有限公司生产，根据资料，石油管道专用防腐涂料是由改性丙烯酸树脂、特种优质耐研磨的防腐颜填料、有机溶剂等组成的一种快干单组份防锈涂层。发泡泡沫层401起隔热和防水作用，防水漆层402用于保护合金外管4，提高其使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种稠油井用耐高温光缆，包括缆芯、套在缆芯外的密封内管（1）、紧套在密封内管（1）外的镀锌钢丝铠装（2）、挤包在镀锌钢丝铠装（2）外的聚合缓冲层（3）以及套在聚合缓冲层（3）外的合金外管（4），其特征在于，所述缆芯由两根对绞的特种光纤（5）以及填充在两根所述特种光纤（5）与密封内管（1）之间空隙中的密封隔热层（6）组成，所述特种光纤（5）自内而外依次包括涂锗石英内芯（501）、纯石英包层（502）、PFA缓冲层（503）和硅橡胶护套（504）；

所述密封内管（1）的管体部分为无缝不锈钢管，所述密封内管（1）的内壁涂布有除氢凝胶层（101），所述密封内管（1）的外壁电镀有金属电镀阻氢层（102）；

所述镀锌钢丝铠装（2）采用多根镀锌钢丝同心绞合而成的单层铠装结构；

所述聚合缓冲层（3）采用聚酯纤维防水带绕包而成的6-8层的螺旋绕包结构，且任一层的所述聚酯纤维防水带的间隙中填充有聚丙烯酸酯吸水膨胀粉；

所述合金外管（4）的管体部分具体是耐热镍铬铁合金冷轧而成的无缝管结构，所述合金外管（4）的内壁涂布有发泡泡沫层（401），所述合金外管（4）的外壁电镀有防水漆层（402）。

2.根据权利要求1所述的一种稠油井用耐高温光缆，其特征在于，所述密封隔热层（6）具体是油性硅酮树脂。

3.根据权利要求1所述的一种稠油井用耐高温光缆，其特征在于，所述PFA缓冲层（503）具体是四氟乙烯-全氟烃基乙烯醚共聚物发泡层。

4.根据权利要求1所述的一种稠油井用耐高温光缆，其特征在于，所述除氢凝胶层（101）具体是碱性二氧化硅气凝胶漆涂布而成的管状结构，所述除氢凝胶层（101）的厚度为1-2mm；所述金属电镀阻氢层（102）具体是镀铬层。

5.根据权利要求1所述的一种稠油井用耐高温光缆，其特征在于，所述聚酯纤维防水带双面涂有有机硅耐高温胶，所述聚丙烯酸酯吸水膨胀粉通过有机硅耐高温胶均匀粘附在聚酯纤维防水带上。

6.根据权利要求1所述的一种稠油井用耐高温光缆，其特征在于，所述发泡泡沫层（401）具体是发泡硅橡胶，其密度为0.6-0.8g/cm³；所述防水漆层（402）具体是石油管道专用防腐涂料。

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