新型油井測(cè)溫用高溫光纖再獲突破！耐溫超過700℃！

新型油井測(cè)溫用高溫光纖再獲突破！耐溫超過700℃！




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。在石油測(cè)井中，油井測(cè)溫的可靠性和準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的，而傳統(tǒng)的電子基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。近年來油氣井光纖傳感測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用，極大地改善了在惡劣環(huán)境中被各種因素干擾的造成的測(cè)量誤差。但目前的油氣井測(cè)溫光纖在耐高溫和耐腐蝕等方面仍受到一定局限性。上海連艦光電推出的鍍金屬光纖特別是鍍金光纖，使油氣井測(cè)溫光纖在耐高溫和耐腐蝕等抗干擾性能再上新臺(tái)階。


　　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。

 



 

光纖傳感器在石油測(cè)井中的重要性

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)確性是至關(guān)重要的，而傳統(tǒng)的電子基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以上這些困難，其對(duì)電磁干擾不敏感而且能承受極duan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。

 

 



 

光纖傳感器中耐高溫光纖的要求

由于井下復(fù)雜的高溫高濕及易燃易爆的特殊環(huán)境，這也要求光纖傳感器中的光纖有靈敏度高、熱傳導(dǎo)快、準(zhǔn)確度好以及體積小、重量輕、高抗拉、高抗壓、耐高溫、無可燃物等特點(diǎn)。特殊工作溫度范圍：零下270℃至+650℃，短期可至700攝氏度。目前在油氣井測(cè)溫光纖中，常用的耐高溫光纖主要是聚酰亞胺涂層的高溫光纖，耐溫也只能達(dá)到350攝氏度左右。在復(fù)雜更高溫的環(huán)境下使用仍受到一定的局限性。例如，從地表算起，每往下鉆井100m井下溫度就會(huì)上升3度，因此目前傳統(tǒng)的耐高溫光纖隨著井深的增加也會(huì)“望井興嘆”了。上海連艦光電科技有限公司是一家專業(yè)的光電產(chǎn)品代理與系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)的綜合性服務(wù)商，在針對(duì)井下高溫傳感和測(cè)溫等方面經(jīng)多年的摸索和開發(fā)，成功引入美國(guó)Molex（莫仕）旗下 的 Fiberguide（飛博蓋德） 鍍金高溫光纖，用于井下高溫傳感測(cè)溫。上海連艦光電科技有限公司目前也是Molex旗下Polymicro Technologies全系列產(chǎn)品中國(guó)獨(dú)jia代理，致力于推動(dòng)各種特種石英光纖在醫(yī)療，科研，傳感，激光加工等方面的應(yīng)用。Molex的鍍金光纖也*了井下測(cè)溫特殊且嚴(yán)苛的溫度條件。Molex（莫仕） 的 Fiberguide（飛博蓋德） 鍍金高溫光纖旨在實(shí)現(xiàn)市面上所有光纖所能達(dá)到的最寬溫度范圍（-269 至 +700°C）。結(jié)合了優(yōu)異的耐腐蝕性能，以及該光纖可焊接和可釬焊的能力，使其成為在眾多應(yīng)用領(lǐng)域的理想光纖。

 

金屬涂層光纖優(yōu)勢(shì)   　　

在大于400℃的空氣環(huán)境的環(huán)境下，有機(jī)材料涂層會(huì)快速熱氧老化，喪失保護(hù)光纖的作用，導(dǎo)致光纖失效。目前的尼龍涂層，聚酰亞胺涂層，丙烯酸涂層，特氟龍涂層等均為有機(jī)材料涂層，在大于400℃均無法正常使用。而金屬涂層的光纖，如鍍金光纖和鍍鋁光纖，均可達(dá)到或超過400℃的耐溫要求。因此，只有金屬涂覆光纖，才能正常使用在高于400攝氏度的惡劣高溫環(huán)境。  

金屬涂層光纖將耐高溫金屬材料緊覆在裸光纖上，主要有化學(xué)鍍、電鍍法、熔融涂覆法與材料濺射薄膜法等制作方法。其中化學(xué)法與電鍍法雖然工藝簡(jiǎn)單、容易操作、成本低;但是鍍出的光纖衣層薄膜均勻度差，難以滿足高靈敏度傳感器的需求。   　　

與其它高溫光纖的涂覆工藝相比，金屬涂覆光纖的優(yōu)勢(shì)在于：金屬鍍層的熱膨脹系數(shù)低，基本與光纖處于同一數(shù)量級(jí);金屬涂層的抗腐蝕、耐應(yīng)力性能佳;耐低溫性能佳，可在-269℃連續(xù)工作;涂層與光纖包層結(jié)合緊密，機(jī)械強(qiáng)度高;耐疲勞、抗水、抗氫性能好;可用金屬焊接。   　　

不過，金屬涂覆的工藝尤為復(fù)雜，需要精確濺射爐功率、反應(yīng)物質(zhì)流量，光纖收放速度，才能保證在裸光纖表面濺射均勻的涂覆層。同時(shí)生產(chǎn)效率極低，連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)度僅為1km左右。此外，由于金屬涂層同樣無法使用剝線鉗進(jìn)行涂層剝離，因此常采用加熱硫酸溶解方式或王水進(jìn)行溶解剝除。

 

Molex（莫仕） 的 Fiberguide（飛博蓋德） 鍍金高溫光纖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格：

階躍折射率多模光纖

純?nèi)廴诙趸枥w芯 / 摻氟二氧化硅包層

纖芯 / 包層尺寸：50 至 500µm

波長(zhǎng)：180 至 2400nm

數(shù)值孔徑 (NA)：0.12、0.22、0.26

也提供漸變折射率多模和單模鍍金光纖

涂層：金：-269 至 +600°C / -452 至 +1292°F

 

典型應(yīng)用:

• 高溫和低溫溫度傳感

• 用于油氣行業(yè)的井下傳感

• 腐蝕品和腐蝕性環(huán)境

• 超高真空裝置

• 抗輻射傳感器

• 火箭、渦輪和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)

 

關(guān)于連艦光電：

上海連艦光電科技有限公司是一家專業(yè)的光電產(chǎn)品代理與系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)的綜合性服務(wù)商。上海連艦光電科技有限公司是Molex（莫仕）旗下Polymicro Technologies全系列產(chǎn)品中國(guó)獨(dú)jia代理，要了解有關(guān)Polymicro解決方案的更多信息。