CN220473754U - 一种油气井光缆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种油气井光缆，包括外护套和中心光缆，中心光缆设于外护套内，中心光缆包括光纤单元，以及由内到外依次设置的金属松套管、铝层和金属单丝绞合层，光纤单元位于金属松套管内。在本申请中，在金属松套管的外侧设置铝层和金属单丝绞合层，其中铝层具有耐氢损耗效率，可以增加油气井光缆的抗氢迁移能力，同时铝层外绞合的金属单丝绞合层具有拉伸效果，相比于金属钢带铠装，金属单丝绞合层也易于光缆的剥离。金属松套管优选设置一层，而因为铝层外绞合的金属单丝绞合层具有拉伸效果，故即使金属松套管设置一层，也能确保油气井光缆的刚度和拉伸性能满足相关法规要求。

Description

一种油气井光缆

技术领域

本申请涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种油气井光缆。

背景技术

随着石油测井技术的深入发展，在油田勘探过程中对井下参数监测的可靠性、准确性、实时性提出了更高的要求。油井作业，往往越深温度越高，压力越大，在这样的环境下，传统的电子传感器是无法正常工作的。然而，光纤传感系统却可以克服这些困难，光纤传感技术具有电绝缘性能好、抗电磁干扰、耐高温、性能稳定、精度高等优点。利用光纤传感测井技术通过一根光缆可实现全井段的温度和声波等参数测量，测井过程中不需要移动光缆，不干扰井下动态环境，测井更高效更准确。基于井下的环境，当深度4000到5000米的深度，温度可达150摄氏度，压力高达100Mpa，普通光纤和光缆已无法满足应用需求。因此，需要开发一种新型耐受型的光纤光缆，要求具备耐高温、耐高压和优异抗拉性能，满足油井内测试及反复收放的要求，现有的油气井光缆多采用多层的不锈钢松套管来保护中心光纤不受外界高温高压的影响。

然而，现有的油气井光缆中多层不锈钢松套管因壁厚较大导致光缆的刚性较大，光纤剥离困难，同时不锈钢层抗氢损能力差。

发明内容

本申请实施例提供一种油气井光缆，以解决相关技术中油气井光缆中多层不锈钢松套管抗氢损能力差的问题。

本申请实施例提供了一种油气井光缆，其包括外护套和中心光缆，所述中心光缆设于所述外护套内；

其中，所述中心光缆包括光纤单元，以及由内到外依次设置的金属松套管、铝层和金属单丝绞合层，所述光纤单元位于所述金属松套管内。

一些实施例中，所述金属松套管内还设有阻水材料。

一些实施例中，所述阻水材料包括纤膏、阻水纱和阻水带中的一种或几种。

一些实施例中，所述光纤单元包括分离的光纤和由光纤组成的光纤带中的一种或几种。

一些实施例中，所述光纤包括单模光纤和多模光纤中的一种或几种。

一些实施例中，所述油气井光缆还包括金属单丝绞线，所述金属单丝绞线设于所述外护套内，且所述中心光缆两侧中，至少有一侧设有所述金属单丝绞线。

一些实施例中，所述金属单丝绞线的外径大于等于所述中心光缆的外径；

和/或，所述金属单丝绞线包括若干个绞线单元，每个所述绞线单元由若干金属单丝绞合而成；

和/或，所述金属单丝绞线所采用的金属单丝包括镀锌钢丝、高碳钢丝、磷化钢丝和不锈钢丝中的一种或几种。

一些实施例中，所述中心光缆外还设置有金属松套层，所述金属松套层位于所述外护套内。

一些实施例中，所述金属松套层有一层或多层。

一些实施例中，所述金属松套管采用不锈钢管；

和/或，所述金属松套管设置一层或多层；

和/或，所述金属单丝绞合层所采用的金属单丝包括镀锌钢丝、高碳钢丝、磷化钢丝和不锈钢丝中的一种或几种；

和/或，所述外护套的材质为聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚偏氟乙烯；

和/或，所述外护套为圆形、正方形或长方形。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种油气井光缆，在本申请中，在金属松套管的外侧设置铝层和金属单丝绞合层，其中铝层具有耐氢损耗效率，可以增加油气井光缆的抗氢迁移能力，同时铝层外绞合的金属单丝绞合层具有拉伸效果，相比于金属钢带铠装，金属单丝绞合层也易于光缆的剥离。

在本申请中，金属松套管可以设置一层，也可以设置多层，由于金属松套管设置多层时会使得油气井光缆因金属松套管整体壁厚较大导致油气井光缆的刚性较大，因此，金属松套管优选设置一层，而因为铝层外绞合的金属单丝绞合层具有拉伸效果，故即使金属松套管设置一层，也能确保油气井光缆的刚度和拉伸性能满足相关法规要求。

所述中心光缆的外径小于等于所述金属单丝绞线的外径，可有效防止光所述中心光缆受到挤压，增强光缆的抗侧压能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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他的附图。

图1为本申请提供的油气井光缆结构示意图；

图2为本申请实施例1提供的油气井光缆结构示意图；

图3为本申请实施例2提供的油气井光缆结构示意图。

图中：1、外护套；2、中心光缆；21、光纤单元；22、金属松套管；23、金属单丝绞合层；3、金属单丝绞线；31、绞线单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种油气井光缆，其能解决相关技术中油气井光缆中多层不锈钢松套管抗氢损能力差。

参见图1、图2和图3所示，本申请提供了一种油气井光缆，其包括外护套1和中心光缆2，所述中心光缆2设于所述外护套1内；所述外护套1的形状有多种选择，比如，作为示例，所述外护套1可以是圆形，或者扁平状的比如正方形或者长方形，参见图1所示，所述外护套1为扁平状且挤塑套设于所述中心光缆2的外部，其中，所述中心光缆2包括光纤单元21、金属松套管22、铝层和金属单丝绞合层23，而金属松套管22、铝层和金属单丝绞合层23由内到外依次设置，所述光纤单元21位于所述金属松套管22内。

在本申请中，在金属松套管22的外侧设置铝层和金属单丝绞合层23，其中铝层具有耐氢损耗效率，可以增加油气井光缆的抗氢迁移能力，同时铝层外绞合的金属单丝绞合层23具有拉伸效果，相比于金属钢带铠装，金属单丝绞合层23也易于光缆的剥离。

在本申请中，金属松套管22可以设置一层，也可以设置多层，由于金属松套管22设置多层时会使得油气井光缆因金属松套管22整体壁厚较大导致油气井光缆的刚性较大，因此，在一些优选实施方案中，金属松套管22可以设置一层，而因为铝层外绞合的金属单丝绞合层23具有拉伸效果，故即使金属松套管22设置一层，也能确保油气井光缆的刚度和拉伸性能满足相关法规要求。

所述金属松套管22的材质有多种选择，具体材质不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述金属松套管22采用不锈钢管。

在一些优选的实施方式中，所述金属松套管22内还设有阻水材料，具体阻水材料是否需要加入进去不做要求，根据实际生产需要确定。

其中，所述阻水材料的材质有多种选择，具体材质不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述阻水材料采用纤膏、阻水纱和阻水带中的一种或几种。

在一些优选的实施方式中，所述光纤单元21的结构形式有多种选择，具体结构形式不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述光纤单元21包括分离的光纤和由光纤组成的光纤带中的一种或几种。

其中，所述光纤的材质有多种选择，具体材质不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述光纤采用包括单模光纤和多模光纤中的一种或几种。

其中，所述光纤单元21的芯数有多种选择，具体芯数数量不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述光纤单元21中光纤芯数为4芯。

所述金属单丝绞合层23所采用的金属单丝的材质有多种选择，具体材质不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述金属单丝包括镀锌钢丝、高碳钢丝、磷化钢丝和不锈钢丝中的一种或几种。

参见图2和图3所示，所述油气井光缆还包括金属单丝绞线3，所述金属单丝绞线3设于所述外护套1内，且所述中心光缆2两侧中，至少有一侧设有所述金属单丝绞线3。

所述金属单丝绞线3所采用的金属单丝的材质有多种选择，具体材质不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述金属单丝包括镀锌钢丝、高碳钢丝、磷化钢丝和不锈钢丝中的一种或几种。

为了对中心光缆2进行保护，在一些优选实施方式中，所述金属单丝绞线3的外径大于等于所述中心光缆2的外径。所述中心光缆2的外径小于等于所述金属单丝绞线3的外径，可有效防止光所述中心光缆2受到挤压，增强光缆的抗侧压能力。

进一步地，所述中心光缆2两侧均设有所述金属单丝绞线3。

所述金属单丝绞线3包括若干个绞线单元31，每个所述绞线单元31由若干金属单丝绞合而成，其中绞线单元31的数量不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，参见图2所示，图中所述金属单丝绞线3包括一个绞线单元31；在比如，参见图3所示，图中所述金属单丝绞线3包括两个绞线单元31。

所述外护套1的材质有多种选择，具体材质不做要求，根据实际生产需要确定，比如，作为示例，所述外护套1的材质为聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚偏氟乙烯。

进一步地，还可以在所述中心光缆2外设置金属松套层(图中未示出)，所述金属松套层位于所述外护套1内，以对中心光缆2进行整体保护。

在本申请中，金属松套层可以设置一层，也可以设置多层，根据实际需要确定。

实施例1

参见图2所示，为本申请实施例1中的油气井光缆，其中心为中心光缆2，中心光缆2包括光纤单元21，以及由内到外依次设置的金属松套管22、铝层和金属单丝绞合层23，所述光纤单元21位于所述金属松套管22内，其中，金属松套管22采用一层不锈钢管，不锈钢管的外径为2.2mm，壁厚为0.2mm，光纤单元21采用分离的光纤，光纤芯数为4芯，其中2芯单模光纤，2芯50/125多模光纤，不锈钢管内部填充的阻水材料为耐高温纤膏，型号为INFO-K550。不锈钢管的外部为连续挤出的铝层，厚度为1.0mm，铝层的外径为4.2mm。铝层外部为铠装的镀锌钢丝，镀锌钢丝绞合成金属单丝绞合层23，镀锌钢丝的外径为0.9mm，其锌层含量大于70g/平方米，抗张强度大于1870MPa，绞合节距为100mm，绞合后的中心光缆2的外径为6.2mm，中心光缆2的两侧各布置1根金属单丝绞线3，金属单丝绞线3包含一个绞线单元31，绞线单元31包括等径多股的钢绞线，其材料为镀锌钢丝，结构为1*7，每股镀锌钢丝的直径为2.2mm，其锌层含量大于70g/平方米，金属单丝绞线3整体外径为6.6mm。最外部外护套1采用高分子材料挤出成型，护套后油气井光缆的尺寸为11mm*22mm，高分子材料采用改性聚丙烯，满足150℃及以下的长期工作温度。

实施例2

参见图3所示，为本申请实施例2中的油气井光缆，其中心为中心光缆2，中心光缆2包括光纤单元21，以及由内到外依次设置的金属松套管22、铝层和金属单丝绞合层23，所述光纤单元21位于所述金属松套管22内，其中，金属松套管22采用一层不锈钢管，不锈钢管的外径为1.8mm，壁厚为0.2mm，光纤单元21采用分离的光纤，光纤芯数为4芯，其中2芯单模光纤，2芯50/125多模光纤，不锈钢管内部填充的阻水材料为耐高温纤膏，型号为INFO-K550。不锈钢管的外部为连续挤出的铝层，厚度为1.5mm，铝层的外径为4.8mm。铝层外部为铠装的不锈钢丝，不锈钢丝绞合成金属单丝绞合层23，不锈钢丝的外径为0.8mm，绞合节距为120mm，绞合后的中心光缆2的外径为6.6mm，中心光缆2的两侧各布置1根金属单丝绞线3，金属单丝绞线3包含两个绞线单元31，绞线单元31包括等径多股的钢绞线，其材料为不锈钢丝，结构为1*7，每股单线的直径为1.2mm，每一个绞线单元31外径为3.6mm，单侧两根绞线单元31的整体高度为7.2mm。最外部外护套1采用高分子材料挤出成型，护套后油气井光缆的尺寸为11mm*22mm，高分子材料采用全氟乙烯丙烯共聚物，满足200℃及以下的长期工作温度。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种油气井光缆，其特征在于，其包括外护套(1)和中心光缆(2)，所述中心光缆(2)设于所述外护套(1)内；

其中，所述中心光缆(2)包括光纤单元(21)，以及由内到外依次设置的金属松套管(22)、铝层和金属单丝绞合层(23)，所述光纤单元(21)位于所述金属松套管(22)内；

金属单丝绞线(3)，所述金属单丝绞线(3)设于所述外护套(1)内，且所述中心光缆(2)两侧中，至少有一侧设有所述金属单丝绞线(3)。

2.如权利要求1所述的油气井光缆，其特征在于：

所述金属松套管(22)内还设有阻水材料。

3.如权利要求2所述的油气井光缆，其特征在于：

所述阻水材料包括纤膏、阻水纱和阻水带中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的油气井光缆，其特征在于：

所述光纤单元(21)包括分离的光纤和由光纤组成的光纤带中的一种或几种。

5.如权利要求4所述的油气井光缆，其特征在于：

所述光纤包括单模光纤和多模光纤中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的油气井光缆，其特征在于：

所述金属单丝绞线(3)的外径大于等于所述中心光缆(2)的外径；

和/或，所述金属单丝绞线(3)包括若干个绞线单元(31)，每个所述绞线单元(31)由若干金属单丝绞合而成；

和/或，所述金属单丝绞线(3)所采用的金属单丝包括镀锌钢丝、高碳钢丝、磷化钢丝和不锈钢丝中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的油气井光缆，其特征在于：

所述中心光缆(2)外还设置有金属松套层，所述金属松套层位于所述外护套(1)内。

8.如权利要求7所述的油气井光缆，其特征在于：

所述金属松套层有一层或多层。

9.如权利要求1所述的油气井光缆，其特征在于：

所述金属松套管(22)采用不锈钢管；

和/或，所述金属松套管(22)设置一层或多层；

和/或，所述金属单丝绞合层(23)所采用的金属单丝包括镀锌钢丝、高碳钢丝、磷化钢丝和不锈钢丝中的一种或几种；

和/或，所述外护套(1)的材质为聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚偏氟乙烯；

和/或，所述外护套(1)为圆形、正方形或长方形。