專利名稱：適于溫度300度、壓力50MPa的測井傳感器連接封裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種適于溫度300度、壓力50MPa的測井傳感器連接封
-Μ. ο
背景技術(shù)：
光纖傳感技術(shù)是20世紀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)。國外一些發(fā)達國家對光纖傳感技術(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)是一種細長多層同軸圓柱形實體復(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)，形成對光信號的傳導(dǎo)和約束，實現(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，主要對裸光纖提供機械保護。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)的詳細資料，這就要用到石油測井，其可靠性和準確性至關(guān)重要。而傳統(tǒng)的電子傳感器無法在井下惡劣的環(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)以及強烈的沖擊與振動，可以高精度地測量井筒和井場環(huán)境參數(shù)，同時，光纖傳感器具有分布式測量能力，可以測量被測量的空間分布，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，連接處機械強度差，抗彎折能力弱。

發(fā)明內(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械強度差，抗彎折能力弱的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種適于溫度300度、壓力50MPa (兆帕)的測井傳感器連接封裝裝置。本發(fā)明所述適于溫度300度、壓力50MPa的測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)徑大于連接點附近光纖外徑的密封套，從而在密封套和連接點之間形成光纖冗余空間。優(yōu)選的,還包括套在連接點外的保護外套。進一步的，所述保護外套材料為聚四氟乙烯。優(yōu)選的，所述連接點外還涂抹有保護樹脂。
進一步的，所述保護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度與連接的傳感光纜長度比為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。采用本發(fā)明所述的適用于溫度300度、壓力50MPa環(huán)境的測井傳感器連接封裝裝置，對光纖連接點附近的光纜剝離了被覆層，形成一個光纖冗余空間，能讓光纖接頭不受外力和應(yīng)力的作用，有效的保護連接點；保證傳感傳感器與傳感光纜的接頭有良好的機械強度和抗彎折能力。


圖1示出本發(fā)明所述適于溫度300度、壓力50MPa的測井傳感器連接封裝裝置的一種具體實現(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,8.保護樹脂層,9.保護外套，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.連接的傳感光纜長度。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本發(fā)明所述適于溫度300度、壓力50MPa的測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)徑大于連接點附近光纖外徑的密封套，從而在密封套和連接點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，連接處機械強度差，抗彎折能力弱。本發(fā)明在連接處采用內(nèi)徑大于連接點附近光纖外徑的密封套，使密封套與連接點之間形成一個光纖冗余空間。當(dāng)連接處密封套受外力變形時，由于光纖冗余空間的存在，密封套的變形不會直接傳遞到內(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，提高了連接處的機械強度和抗彎折能力。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，同時對連接點附近的光纖抽頭部分進行剝離，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，光纖冗余空間長度設(shè)置不同，發(fā)明人經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)光纖冗余空間的長度與連接的傳感光纜長度比為1:1. 2至1:1. 5時，連接處的抗彎折性能和密封性能較佳，更進一步的，上述長度比為1:1. 3時，取得最佳的實用效果。所謂連接的傳感光纜長度為光纖冗余空間靠近傳感光纜端面到光纜壓套遠離光纖冗余空間的距離，如附圖中標(biāo)示出的距離A。為進一步提高光纖連接點的機械性能，還可以在連接點外套上保護外殼，聚四氟乙烯(俗稱特氟龍)具有密封性、高潤滑不粘性、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的溫度下長期工作)，對人沒有毒性。保護外殼的厚度較薄，一般為
O.1至O. 5毫米，長度設(shè)置在25-50毫米，以保持連接處的柔韌性。連接點外還可以預(yù)先涂上保護樹脂后再套上保護外殼，以保護連接點，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用于電纜光纖，同時也是一種優(yōu)良的耐高溫涂料。以下給出本發(fā)明的一個
具體實施例方式 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)先將保護外套穿過光纖抽頭，然后再進行兩個光纖抽頭的熔接，熔接后在熔接點上涂抹保護樹脂形成保護樹脂層8，然后將保護外套9套接在熔接點上，以保證熔接點的強度和質(zhì)量。上述光纖熔接和保護工作完成后，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上進行多次滾壓密封。密封外套安裝在熔接點外，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)的國標(biāo)名稱，這里指符合該標(biāo)準的鋼材，Crl2MoV模具鋼淬透性、淬火回火后的硬度、強度、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，淬火后再進行高溫回火即可。調(diào)質(zhì)的主要目的是得到強度、塑性都比較好的綜合機械性能。本發(fā)明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。本發(fā)明通過多重保護能保證光纖傳感器與傳感光纜的接頭有良好的機械強度和抗彎折能力；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立的、隔絕的空間中運行，因為其良好的隔離性能有效延長光纜及傳感器的使用壽命，讓測試系統(tǒng)長期、不間斷的工作在測定位面。本裝置中所有金屬材料均采用抗腐蝕能力較強的金屬加工，如前所述的牌號為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、較強的腐蝕環(huán)境；經(jīng)過獨特設(shè)計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，有效的保護熔接點。由于本裝置具有在長期高溫下良好的密封性能，可以耐高達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)境中測量井筒和井場的環(huán)境參數(shù)和傳遞相關(guān)信號(如液位面深度等)，并且能夠精確測量，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)、長期、準確的測量參數(shù)。前文所述的為本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，本發(fā)明的專利保護范圍仍然以其權(quán)利要求書為準，凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.適于溫度300度、壓力50MPa的測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)徑大于連接點附近光纖外徑的密封套，從而在密封套和連接點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的測井傳感器連接封裝裝置，其特征在于還包括套在連接點外的保護外套(9)。
3.如權(quán)利要求2所述適于溫度300度、壓力50MPa的測井傳感器連接封裝裝置，其特征在于所述保護外套(9)材料為聚四氟乙烯。
4.如權(quán)利要求1所述適用于溫度300度、壓力50MPa環(huán)境的測井傳感器連接封裝裝置，其特征在于所述連接點外還有保護樹脂層(8)。
5.如權(quán)利要求4所述適于溫度300度、壓力50MPa的測井傳感器連接封裝裝置，其特征在于所述保護樹脂層(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的測井傳感器連接封裝裝置，其特征在于所述連接點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)的長度與連接的傳感光纜長度比為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)。
全文摘要
適于溫度300度、壓力50MPa的測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之間形成光纖冗余空間。本發(fā)明對光纖連接點附近的光纜剝離了被覆層，形成一個光纖冗余空間，能讓光纖接頭不受外力和應(yīng)力的作用，有效的保護連接點；保證傳感傳感器與傳感光纜的接頭有良好的機械強度和抗彎折能力。
文檔編號G02B6/38GK103064153SQ20131002586
公開日2013年4月24日 申請日期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 申請人:四川匯源光通信有限公司