CN212542027U - 一种连续油管用光电复合缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种连续油管用光电复合缆，包括钢管光单元、导体层、高分子材料绝缘层以及不锈钢管护层，所述导体层包裹在钢管光单元外侧，所述导体层由若干根铜丝组成，若干所述铜丝紧密并列螺旋缠绕在所述钢管光单元外侧，所述高分子材料绝缘层包裹在所述导体层外侧，所述不锈钢管护层包裹在所述高分子材料绝缘层外侧。钢管光单元和导体层采用同心式结构，且导体层无需焊接，结构紧凑，有效利用了钢管护层内部的空间，最大限度的提高了绝缘层的厚度及光单元的尺寸，既增强了绝缘层的耐电压性能，又满足大长度光缆中光纤大余长所需的空间。

Description

一种连续油管用光电复合缆

技术领域

本实用新型涉及光纤传感技术领域，更准确的说涉及一种连续油管用光电复合缆。

背景技术

连续油管广泛应用于油气田测井、修井、钻井、完井等作业，在油气田勘探及开发过程中起着重要的作用。传统的连续油管作业过程中，通常在管内放置一根电缆为井下电子传感器供电，但是电缆的铠装钢丝耐酸腐蚀性能差，如果在铠装钢丝外再包裹一层耐腐蚀材料会增加电缆的外径，此外，采用电缆无法监测整根电缆长度上的温度变化。

近年来，随着光纤传感技术的日益成熟，连续油管中开始布放传感光缆，用于监测井下分布式温度和分布式声波。如果在传感光缆中复合一根绝缘铜线为传统的电子传感器提供电源，则仅需一根光电复合缆即可同时实现对井下压力、温度、声波等参量的监测，增加了监测内容。

连续油管内的光缆置入方法可分为两种，一种是在连续油管生产制造时同时置入，这种方式对光缆的外径要求不高；另一种是将光缆泵入制造完成的连续油管中。连续油管的长度一般为5000米—8000米，由于泵入困难的原因，要求泵入式光缆的外径不能过大，一般为4mm或以下。在外径4mm的限制条件下，连续油管内的光缆在井下要能耐受高压、高温、高腐蚀等环境影响。较高的压力意味着光缆的外层钢管护层必须达到足够的厚度才不至于在大于138MPa的井下压力下被压扁从而保证光纤安全，通常厚度在0.51—0.71mm之间。较高的温度意味着光纤必须有足够的余长才不至于由于金属热膨胀伸长而拉断光纤，而要使光纤有足够的余长，光单元的外径必须足够大。由于钢管护层内部的尺寸在满足耐压要求下是固定的，增加光单元外径就意味着导线的绝缘外径必须减小。绝缘外径的减小意味着导线的绝缘能力下降，在复杂环境下，有可能因绝缘层受到破坏从而无法为电子传感器提供电源。更重要的，绝缘层厚度的减小意味着绝缘导线的生产难度大大增加，绝缘电阻、击穿电压、漏电流等指标很难满足技术要求，合格率不高。因此，由以上可知，连续油管用光电复合缆的性能必须同时满足耐压、光纤余长、导体电阻、击穿电压等各项指标。

现有的光电复合缆有的采用单根绝缘导体，具有空间利用率不高的问题，绝缘导体的耐压等级以及产品合格率较低；有的采用激光连续焊接铜管导体工艺，缺陷是一旦开始生产中途不能停机，制造风险大。采用细径铜丝缠绕方式制造工艺风险小，缠绕后的外径增加仅为2根导体的直径。现有技术中还有采用铜质缠绕带、铜网做为导电层的方案，缠绕工序后的外径增加不是双层的铜带厚度，而是四层的铜带厚度，这大大减小了留给绝缘层厚度的空间，容易造成绝缘击穿，无法保证光电复合缆的电气性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种连续油管用光电复合缆，包括钢管光单元，钢管光单元外具有有多根细径铜丝螺旋组成的导体层，导体层外连续挤包形成高分子材料绝缘层，高分子绝缘层外部具有不锈钢管护层，导体层结构紧凑，以提高高分子材料绝缘层厚度及钢管光单元的尺寸。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种连续油管用光电复合缆，包括钢管光单元、导体层、高分子材料绝缘层以及不锈钢管护层，所述导体层包裹在钢管光单元外侧，所述导体层由若干根铜丝组成，若干所述铜丝紧密并列螺旋缠绕在所述钢管光单元外侧，所述高分子材料绝缘层包裹在所述导体层外侧，所述不锈钢管护层包裹在所述高分子材料绝缘层外侧。

优选地，所述铜丝直径范围为0.08mm-0.3mm。

优选地，所述钢管光单元包括若干光纤和不锈钢管，若干所述光纤设置在所述不锈钢管内部。

优选地，所述光纤和所述不锈钢管之间填充有光纤阻水膏。

优选地，所述高分子材料绝缘层厚度范围为0.2mm—0.4mm。

优选地，所述不锈钢管护层由激光连续焊接单层不锈钢带组成。

优选地，所述不锈钢管护层包括内层钢管和外层钢管，所述内层钢管包覆在所述高分子材料绝缘层外侧，所述外层钢管包覆在所述内层钢管外侧。

与现有技术相比，本实用新型公开的一种连续油管用光电复合缆的优点在于：钢管光单元和导体层采用同心式结构，且导体层无需焊接，结构紧凑，有效利用了钢管护层内部的空间，最大限度的提高了绝缘层的厚度及光单元的尺寸，既增强了绝缘层的耐电压性能，又满足大长度光缆中光纤大余长所需的空间；提高了大长度光缆使用的安全性和可靠性。同时降低了大长度连续油管用光电复合缆的生产难度，使工艺控制更加简单，提高了产品一次生产合格率，降低了产品综合生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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所示为本实用新型一种连续油管用光电复合缆的截面图。

图2所示为本实用新型一种连续油管用光电复合缆的一种变体的截面图。

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。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本申请一种连续油管用光电复合缆包括钢管光单元10、导体层20、高分子材料绝缘层30以及不锈钢管护层40，导体层20由若干根铜丝21组成，若干铜丝21紧密并列螺旋缠绕在钢管光单元10外侧，高分子材料绝缘层30包裹在导体层20外侧，不锈钢管护层40包裹在高分子材料绝缘层30外侧。导体层20采用铜丝21缠绕形成的方式，能够在最大程度上避免单根绝缘导体结构造成的空间利用率不足的问题，从而可以利用节约的空间来增加高分子材料绝缘层30的厚度和光单元10的尺寸，既够增强高分子材料绝缘层30的耐电压性能，也能够满足大长度光缆光纤大余长所需的空间。

具体的，铜丝21直径范围为0.08mm-0.3mm。铜丝21可选用裸铜丝、镀锡铜丝、镀银铜丝、镀镍铜丝中的一种。

钢管光单元10包括若干光纤11和不锈钢管12，若干光纤11设置在不锈钢管12内部。优选地，光纤11和不锈钢管12之间填充有光纤阻水膏13。

光纤11优选为光固化丙烯酸酯涂层石英光纤，也可选择其它材料的光纤涂层如硅橡胶涂层、聚酰亚胺涂层、镀铝涂层、镀金涂层。光纤的芯数至少为1芯。

高分子材料绝缘层30采用耐高温高分子聚合物材料，可选择PP、PVDF、ETFE、FEP、PTFE、PFA、PEEK、PI等材料。高分子材料绝缘层30厚度范围为0.2mm—0.4mm。高分子材料绝缘层30可以是高分子材料挤出单层绝缘或多层绝缘，也可以是带材绕包或纵包绝缘，也可以是高分子材料挤出与带材绕包或纵包组合绝缘，也可以是高分子材料涂覆绝缘。

不锈钢管护层40由激光连续焊接单层不锈钢带组成。钢管材料为316L或NAS825合金。

如图2所示，为本申请一种连续油管用光电复合缆的一种变体，区别点在于不锈钢管护层40A，不锈钢管护层40A包括内层钢管41A和外层钢管42A，内层钢管41A包覆在高分子材料绝缘层30外侧，外层钢管42A包覆在内层钢管41A外侧。内层钢管41A和外层钢管42A材料为316L或NAS825合金。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种连续油管用光电复合缆，其特征在于，包括钢管光单元、导体层、高分子材料绝缘层以及不锈钢管护层，所述导体层包裹在钢管光单元外侧，所述导体层由若干根铜丝组成，若干所述铜丝紧密并列螺旋缠绕在所述钢管光单元外侧，所述高分子材料绝缘层包裹在所述导体层外侧，所述不锈钢管护层包裹在所述高分子材料绝缘层外侧。

2.如权利要求1所述的连续油管用光电复合缆，其特征在于，所述铜丝直径范围为0.08mm-0.3mm。

3.如权利要求1所述的连续油管用光电复合缆，其特征在于，所述钢管光单元包括若干光纤和不锈钢管，若干所述光纤设置在所述不锈钢管内部。

4.如权利要求3所述的连续油管用光电复合缆，其特征在于，所述光纤和所述不锈钢管之间填充有光纤阻水膏。

5.如权利要求1所述的连续油管用光电复合缆，其特征在于，所述高分子材料绝缘层厚度范围为0.2mm—0.4mm。

6.如权利要求1所述的连续油管用光电复合缆，其特征在于，所述不锈钢管护层由激光连续焊接单层不锈钢带组成。

7.如权利要求1所述的连续油管用光电复合缆，其特征在于，所述不锈钢管护层包括内层钢管和外层钢管，所述内层钢管包覆在所述高分子材料绝缘层外侧，所述外层钢管包覆在所述内层钢管外侧。

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