專利名稱：適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信領(lǐng)域，涉及一種適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置。
背景技術(shù)：
光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型傳感技術(shù)。國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用研究已取得豐碩成果，不少光纖傳感系統(tǒng)已實(shí)用化，成為替代傳統(tǒng)傳感器的商品。光纖的典型結(jié)構(gòu)是一種細(xì)長(zhǎng)多層同軸圓柱形實(shí)體復(fù)合纖維。自內(nèi)向外為:纖芯(芯層)一包層一涂覆層。核心部分為纖芯和包層，二者共同構(gòu)成介質(zhì)光波導(dǎo)，形成對(duì)光信號(hào)的傳導(dǎo)和約束，實(shí)現(xiàn)光的傳輸，所以又將二者構(gòu)成的光纖稱為裸光纖。因裸光纖的主要成分為二氧化硅，它是一種脆性易碎材料，抗彎曲性能差，韌性差，為提高光纖的微彎性能，通常再涂覆一層高分子涂層，涂覆層又稱被覆層，是一層高分子涂層，主要對(duì)裸光纖提供機(jī)械保護(hù)。在油田的開發(fā)過程中，人們需要知道在產(chǎn)液或注水過程中有關(guān)井內(nèi)流體的持性與狀態(tài)的詳細(xì)資料，這就要用到石油測(cè)井，其可靠性和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。而傳統(tǒng)的電子傳感器無(wú)法在井下惡劣的環(huán)境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電干擾下工作。光纖傳感器可以克服這些困難，其對(duì)電磁干擾不敏感而且能承受極端條件，包括高溫、高壓(幾十兆帕以上)以及強(qiáng)烈的沖擊與振動(dòng)，可以高精度地測(cè)量井筒和井場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，同時(shí)，光纖傳感器具有分布式測(cè)量能力，可以測(cè)量被測(cè)量的空間 分布，給出剖面信息。而且，光纖傳感器橫截面積小，外形短，在井筒中占據(jù)空間極小。為方便傳輸數(shù)據(jù)，光纖傳感器連接有光纖抽頭以與傳感光纜連接，傳統(tǒng)技術(shù)采用直接熔接后在連接處包覆一層密封外套的連接方式，連接處機(jī)械強(qiáng)度差，抗彎折能力弱。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服傳統(tǒng)技術(shù)在光纜傳感器和傳感光纜連接處機(jī)械強(qiáng)度差，抗彎折能力弱的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供一種適于溫度300度、壓力50MPa (兆帕)的測(cè)井傳感器連接封裝
>j-U ρ α裝直。本實(shí)用新型所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，包括光纖傳感器、傳感光纜和光纜壓套，光纖傳感器，包括伸出的第一光纖抽頭，所述傳感光纜穿過光纜壓套，伸出部分為第二光纖抽頭；所述第一光纖抽頭、第二光纖抽頭末端固定連接；所述第一光纖抽頭和第二光纖抽頭外圍包覆有內(nèi)徑大于連接點(diǎn)附近光纖外徑的密封套，從而在密封套和連接點(diǎn)之間形成光纖冗余空間。優(yōu)選的,還包括套在連接點(diǎn)外的保護(hù)外套。進(jìn)一步的，所述保護(hù)外套材料為聚四氟乙烯。[0011]優(yōu)選的，所述連接點(diǎn)外還涂抹有保護(hù)樹脂。進(jìn)一步的，所述保護(hù)樹脂為聚酰亞胺樹脂。優(yōu)選的，所述密封套包括密封內(nèi)襯和套在密封內(nèi)襯外面的密封外套。優(yōu)選的，所述光纖冗余空間的長(zhǎng)度與連接的傳感光纜長(zhǎng)度比為1:1.2至1:1.5。優(yōu)選的，還包括位于密封套靠近傳感器一端，將密封套密封鎖緊在傳感器上的傳感器螺母和密封墊片。優(yōu)選的，還包括夾緊光纜壓套的光纜卡式夾頭和緊固光纜卡式夾頭的光纜鎖緊螺母。采用本實(shí)用新型所述的適用于溫度300度、壓力50MPa環(huán)境的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，對(duì)光纖連接點(diǎn)附近的光纜剝離了被覆層，形成一個(gè)光纖冗余空間，能讓光纖接頭不受外力和應(yīng)力的作用，有效的保護(hù)連接點(diǎn)；保證傳感傳感器與傳感光纜的接頭有良好的機(jī)械強(qiáng)度和抗彎折能力。

圖1示出本實(shí)用新型所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置的一種具體實(shí)現(xiàn)方式；各圖中附圖標(biāo)記名稱為:1.光纖傳感器，2.傳感器壓帽，3.密封墊片，4.傳感器螺母,5.第一光纖抽頭,6.第二光纖抽頭,7.連接點(diǎn),8.保護(hù)樹脂層,9.保護(hù)外套，10.光纖冗余空間，11.密封外套，12.密封內(nèi)襯13.光纜壓套卡口，14.光纜壓套，15.光纜卡式夾頭，16.密封膠層，17.光纜鎖緊螺母，18.傳感光纜A.連接的傳感光纜長(zhǎng)度。
具體實(shí)施方式
`[0020]
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本實(shí)用新型所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，包括光纖傳感器1、傳感光纜18和光纜壓套14，光纖傳感器包括伸出的第一光纖抽頭5，所述傳感光纜穿過光纜壓套14，伸出部分為第二光纖抽頭6 ；所述第一光纖抽頭5、第二光纖抽頭6末端固定連接；所述第一光纖抽頭5和第二光纖抽頭6外圍包覆有內(nèi)徑大于連接點(diǎn)附近光纖外徑的密封套，從而在密封套和連接點(diǎn)之間形成光纖冗余空間10。傳統(tǒng)光纖連接采用熔接后在連接處再直接包覆一層密封套的連接方式，連接處機(jī)械強(qiáng)度差，抗彎折能力弱。本實(shí)用新型在連接處采用內(nèi)徑大于連接點(diǎn)附近光纖外徑的密封套，使密封套與連接點(diǎn)之間形成一個(gè)光纖冗余空間。當(dāng)連接處密封套受外力變形時(shí)，由于光纖冗余空間的存在，密封套的變形不會(huì)直接傳遞到內(nèi)部的光纖抽頭連接處，且光纖冗余空間使得連接處的可變形允許范圍增大，提高了連接處的機(jī)械強(qiáng)度和抗彎折能力。構(gòu)造光纖冗余空間可以采用內(nèi)徑大于光纖外徑的密封套，但優(yōu)選的，可以采用內(nèi)徑與完整光纖外徑相同的密封外套，同時(shí)對(duì)連接點(diǎn)附近的光纖抽頭部分進(jìn)行剝離，可以剝離全部涂覆層而僅保留光纖纖芯和包層，也可以根據(jù)需要，剝離部分涂覆層構(gòu)成不同厚度的光纖冗余空間。根據(jù)不同的光纖直徑和光纖冗余空間外徑，光纖冗余空間長(zhǎng)度設(shè)置不同，實(shí)用新型人經(jīng)過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光纖冗余空間的長(zhǎng)度與連接的傳感光纜長(zhǎng)度比為1: 1.2至1: 1.5時(shí)，連接處的抗彎折性能和密封性能較佳，更進(jìn)一步的，上述長(zhǎng)度比為1:1.3時(shí)，取得最佳的實(shí)用效果。所謂連接的傳感光纜長(zhǎng)度為光纖冗余空間靠近傳感光纜端面到光纜壓套遠(yuǎn)離光纖冗余空間的距離，如附圖中標(biāo)示出的距離A。為進(jìn)一步提高光纖連接點(diǎn)的機(jī)械性能，還可以在連接點(diǎn)外套上保護(hù)外殼，聚四氟乙烯(俗稱特氟龍)具有密封性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力、耐溫優(yōu)異(能在+250°C至_180°C的溫度下長(zhǎng)期工作)，對(duì)人沒有毒性。保護(hù)外殼的厚度較薄，一般為
0.1至0.5毫米，長(zhǎng)度設(shè)置在25-50毫米，以保持連接處的柔韌性。連接點(diǎn)外還可以預(yù)先涂上保護(hù)樹脂后再套上保護(hù)外殼，以保護(hù)連接點(diǎn)，優(yōu)選使用聚酰亞胺樹脂，聚酰亞胺樹脂作為絕緣漆廣泛運(yùn)用于電纜光纖，同時(shí)也是一種優(yōu)良的耐高溫涂料。以下給出本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
:先將傳感光纖18表面涂抹密封膠形成密封膠層16后穿過光纜壓套14，然后進(jìn)行切割打磨；將光纖傳感器的密封墊片3安裝在光纖傳感器I上；光纖傳感器伸出的第一光纖抽頭5與要連接的第二光纖抽頭6將外面的涂覆層全部剝離，預(yù)先將保護(hù)外套穿過光纖抽頭，然后再進(jìn)行兩個(gè)光纖抽頭的熔接，熔接后在熔接點(diǎn)上涂抹保護(hù)樹脂形成保護(hù)樹脂層8，然后將保護(hù)外套9套接在熔接點(diǎn)上，以保證熔接點(diǎn)的強(qiáng)度和質(zhì)量。上述光纖熔接和保護(hù)工作完成后，在光纖傳感器的壓帽2和光纜壓套14之間安裝好密封內(nèi)襯12，接著將密封外套11安裝在密封內(nèi)襯12外面，傳感光纜末端用光纜卡式夾頭夾緊，緊固傳感器螺母4和穿過光纜卡式夾頭15的光纜鎖緊螺母17，將傳感光纜和密封外套緊固；然后在光纜壓套卡口 13上進(jìn)行多次滾壓密封。密封外套安裝在熔接點(diǎn)外，抗腐蝕性要求較高，密封外套外表面可以涂抹抗腐蝕涂層。密封內(nèi)襯則要求機(jī)械性能好，材質(zhì)性能應(yīng)當(dāng)優(yōu)于密封外套，如果是同種材料，則密封內(nèi)襯的厚度通常大于密封外套厚度。傳感器壓帽2、光纜壓套14、密封內(nèi)襯12、密封外套11、傳感器螺母4、光纜鎖緊螺母17為牌號(hào)為304、304L或306的鋼材中任意一種。所述的光纜壓套14、光纖傳感器金屬墊片3材料為經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的45#鋼、Cr12,Cr12MoV或其它模具鋼之任意一種。Crl2為高碳高鉻萊氏體鋼，Crl2MoV為鋼材行業(yè)的國(guó)標(biāo)名稱，這里指符合該標(biāo)準(zhǔn)的鋼材，Crl2MoV模具鋼淬透性、淬火回火后的硬度、強(qiáng)度、韌性均優(yōu)于CR12鋼。所謂調(diào)質(zhì)是鋼材冶煉領(lǐng)域的公知技術(shù)，指淬火+高溫回火；也就是先淬火，淬火后再進(jìn)行高溫回火即可。調(diào)質(zhì)的主要目的是得到強(qiáng)度、塑性都比較好的綜合機(jī)械性能。本實(shí)用新型所述的傳感光纖和光纖傳感器中的光纖適用于普通多模、單模光纖、聚酰亞胺被覆光纖、金屬被覆光纖之任意一種或多種。本實(shí)用新型通過多重保護(hù)能保證光纖傳感器與傳感光纜的接頭有良好的機(jī)械強(qiáng)度和抗彎折能力；通過多次密封能保證傳感傳感器和傳感光纜中光纖能保持在獨(dú)立的、隔絕的空間中運(yùn)行，因?yàn)槠淞己玫母綦x性能有效延長(zhǎng)光纜及傳感器的使用壽命，讓測(cè)試系統(tǒng)長(zhǎng)期、不間斷的工作在測(cè)定位面。本裝置中所有金屬材料均采用抗腐蝕能力較強(qiáng)的金屬加工，如前所述的牌號(hào)為304、304L或306的鋼材，以及經(jīng) 過調(diào)質(zhì)后的45#鋼、Cr12, Cr12MoV或其它模具鋼等材料，能有效抵抗油井下復(fù)雜的、較強(qiáng)的腐蝕環(huán)境；經(jīng)過獨(dú)特設(shè)計(jì)形成的光纖冗余空間能讓光纖接頭不受外力和應(yīng)力的作用，有效的保護(hù)熔接點(diǎn)。由于本裝置具有在長(zhǎng)期高溫下良好的密封性能，可以耐高達(dá)300°C高溫、抗10000N以上拉力、抗50MPa，甚至IOOMPa以上壓力、抗腐蝕等優(yōu)異性能，能應(yīng)對(duì)油井下復(fù)雜的工作環(huán)境；本裝置適用于油井汽井等非常惡劣的環(huán)境中測(cè)量井筒和井場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)和傳遞相關(guān)信號(hào)(如液位面深度等)，并且能夠精確測(cè)量，拓展了光纖傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，能給勘探鉆取工作提供持續(xù)、長(zhǎng)期、準(zhǔn)確的測(cè)量參數(shù)。前文所述的為本實(shí)用新型的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實(shí)施方式為前提，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式都可以任意疊加組合使用，所述實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述實(shí)用新型發(fā)明人的實(shí)用新型驗(yàn)證過程，并非用以限制本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運(yùn)用本實(shí)用新型的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求1.適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，包括光纖傳感 器(I )、傳感光纜(18)和光纜壓套(14)，光纖傳感器(I)包括伸出的第一光纖抽頭(5)，所述傳感光纜(18)穿過光纜壓套(14)，伸出部分為第二光纖抽頭(6)； 其特征在于:所述第一光纖抽頭(5)、第二光纖抽頭(6)末端固定連接，且所述第一光纖抽頭(5)和第二光纖抽頭(6)外圍包覆有內(nèi)徑大于連接點(diǎn)附近光纖外徑的密封套，從而在密封套和連接點(diǎn)之間形成光纖冗余空間(10)。
2.如權(quán)利要求1所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:還包括套在連接點(diǎn)外的保護(hù)外套(9)。
3.如權(quán)利要求2所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:所述保護(hù)外套(9)材料為聚四氟乙烯。
4.如權(quán)利要求1所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:所述連接點(diǎn)外還有保護(hù)樹脂層(8)。
5.如權(quán)利要求4所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:所述保護(hù)樹脂層(8)為聚酰亞胺樹脂。
6.如權(quán)利要求1所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:所述密封套包括密封內(nèi)襯(12)和套在密封內(nèi)襯外面的密封外套(11)。
7.如權(quán)利要求1所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:所述連接點(diǎn)附近的光纖僅包括光纖纖芯和包層。
8.如權(quán)利要求1所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:所述光纖冗余空間(10)的長(zhǎng)度與連接的傳感光纜長(zhǎng)度比為1: 1.2至1:1.5。
9.如權(quán)利要求1所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:還包括位于密封套靠近光纖傳感器一端，將密封套密封鎖緊在光纖傳感器上的傳感器螺母(4)和密封墊片(3)。
10.如權(quán)利要求1所述適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，其特征在于:還包括夾緊光纜壓套的光纜卡式夾頭(15)和緊固光纜卡式夾頭(15)的光纜鎖緊螺母(17)。
專利摘要適于溫度300度、壓力50MPa的測(cè)井傳感器連接封裝裝置，具備如下全部特征包括光纖傳感器、傳感光纜和光纜壓套，光纖傳感器包括伸出的第一光纖抽頭，所述傳感光纜穿過光纜壓套，伸出部分為第二光纖抽頭；所述第一光纖抽頭、第二光纖抽頭末端固定連接，且連接點(diǎn)附近光纖抽頭部分僅包括光纖纖芯和包層。所述第一光纖抽頭和第二光纖抽頭外圍整體包覆有內(nèi)徑大于完整光纖外徑的密封套，從而在密封套和連接點(diǎn)之間形成光纖冗余空間。本實(shí)用新型對(duì)光纖連接點(diǎn)附近的光纜剝離了被覆層，形成一個(gè)光纖冗余空間，能讓光纖接頭不受外力和應(yīng)力的作用，有效的保護(hù)連接點(diǎn)；保證傳感傳感器與傳感光纜的接頭有良好的機(jī)械強(qiáng)度和抗彎折能力。
文檔編號(hào)E21B47/00GK203101683SQ201320036408
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者王茜袆, 陳方春 申請(qǐng)人:四川匯源光通信有限公司