一种下井光缆及下井方法与流程

本发明涉及油井监测技术领域，具体涉及一种下井光缆及下井方法。

背景技术：

随着油气勘探技术的提升，基于光纤的分布式温度和振动监测系统逐渐进入油气勘探行业，为油田增储提产提供了技术手段。为保证基于光纤的振动信号监测系统的监测效果，需要测试光缆尽可能的紧密贴合铁质井壁以拾取振动信号，方便后续根据该振动信号分析井内油气分布情况。

传统光缆在下井过程中由于井内复杂的环境无法与铁质井壁紧密贴合，为解决前述问题，已有光缆的间隔添加磁铁或其他磁性材料使测试光缆与井壁贴合的方法，使得光缆与井壁之间有一定间隔，光缆会自身产生谐振或受到井内液体流动冲击，导致光缆无法有效的拾取振动信号，这严重影响油气勘探及油气开采。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种下井光缆及下井方法，以解决现有光缆下井时不能紧贴井壁，光缆会自身产生谐振或受到井内液体流动冲击，导致光缆无法有效的拾取振动信号的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种下井光缆，包括：从内到外依次设置的第一光纤、第一保护套、第一铠装保护层；第一铠装保护层的外侧套设有多个第二保护套，相邻第二保护套之间设有套设在第一铠装保护层上的环形吸附件。

本发明的第一保护套和第一铠装保护层能够有效保护第一光纤不受损伤，环形吸附件位于相邻第二保护套之间，下井光缆下放到油井中后，环形吸附件与铁质井壁进行吸附时，下井光缆能够与铁质井壁紧密接触，避免自身产生谐振或受到井内液体流动冲击而导致无法有效拾取振动信号。

进一步地，上述环形吸附件的外径小于第二保护套的外径，环形吸附件的外侧涂覆有第三保护套，第三保护套与第二保护套连接。

本发明的第三保护套与第二保护套连接后形成一个整体，用于对环形吸附件的限位，避免环形吸附件的移动以及避免环形吸附件的脱离。

进一步地，上述环形吸附件为径向充磁的环形磁铁。

进一步地，上述第一保护套为不锈钢管，第二保护套和第三保护套的材质为塑料。

进一步地，上述第二保护套的外侧套设有第二铠装保护层。

本发明的第二铠装保护层用以提高下井光缆的拉伸强度，避免下井光缆伸入油井的长度过长而导致第一光缆在过大的拉力作用下损坏。

进一步地，上述第二铠装保护层为双层绞合式，并设有第二光纤。

本发明的第二铠装保护层能提高下井光缆的拉伸强度，但第一光纤拾取振动信号时需要经过第二铠装保护层，拾取的振动信号会衰减，通过在第二铠装保护层中设置第二光纤，拾取的振动信号衰减小，能够更好地拾取振动信号。

一种基于上述下井光缆的下井方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：在油井的井口的顶部外侧设置滑轮，使滑轮与油井的内腔边缘相对；

s2：在下井光缆的一端连接重锤；

s3：将下井光缆套设在滑轮上，并将重锤放置到油井内；

s4：将重锤下放至油井的底部，重锤在油井高温环境下或水中逐渐熔解或溶解，环形吸附件在吸力的作用下紧贴井壁，完成下井光缆的下井操作。

本发明的下井光缆在下放时，通过重锤的重力和光缆的自身重力克服环形吸附件的吸引力，从而使得下井光缆竖直下放到油井中，重锤在井中环境是一个逐渐熔解或逐渐溶解的过程，使得下井光缆可以更好的贴合井壁，下井光缆不会出现弯折等情况，贴合效果好。

进一步地，上述环形吸附件的长度l与各滑轮的轮槽半径r之间的关系为：

其中，θ≤1.5°。

本发明环形吸附件的长度l与各滑轮的轮槽半径r之间满足上述关系式，环形吸附件的全长近似与滑轮轮槽相切，环形吸附件在经过各滑轮时不容易损坏。

进一步地，上述重锤的材质为熔点低于150℃的低熔点材料，或者重锤为水溶性材料。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的下井光缆下放到油井中后，环形吸附件与铁质井壁进行吸附时，下井光缆能够与铁质井壁紧密接触，避免自身产生谐振或受到井内液体流动冲击而导致无法有效拾取油井勘探过程中所需地震振动信号。

(2)本发明设置第二铠装保护层用以提高下井光缆的拉伸强度，避免下井光缆伸入油井的长度过长而导致第一光缆在过大的拉力作用下损坏，同时，为了避免第二铠装保护层对振动信号的拾取造成影响，通过将第二铠装保护层中的一根钢丝替换成第二光纤，从而能够减小拾取的振动信号的衰减，能够更好地拾取油井勘探过程中所需地震振动信号。

(3)本发明能够在重锤的重力作用下将下井光缆竖直下放到油井中，重锤在油井环境中逐渐熔解或逐渐溶解，在油井勘探完成后，井中提起光缆的过程中，由于重锤在光缆布放完成一段时间后熔解或溶解，光缆提升的阻力减小，减小光缆提升的难度，降低光缆的断裂的风险。

附图说明

图1为本发明实施例1的下井光缆的结构示意图；

图2为本发明实施例1的下井光缆的截面示意图；

图3为本发明实施例1第二保护套与环形吸附件之间的连接示意图；

图4为本发明实施例2的下井光缆的结构示意图；

图5为本发明实施例2的下井光缆的截面示意图；

图6为本发明实施例3中下井光缆的下井示意图；

图7为本发明实施例3中环形吸附件与各滑轮之间接触示意图。

图中：10-第一光纤；11-第一保护套；12-第一铠装保护层；13-第二保护套；14-环形吸附件；15-第三保护套；16-第二铠装保护层；17-第二光纤；20-油井；30-滑轮；40-重锤。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

请参照图1至图3，一种下井光缆，包括：从内到外依次设置的第一光纤10、第一保护套11和第一铠装保护层12。第一光纤10用于振动信号的拾取，第一保护套11为不锈钢管，与第一铠装保护层12一起对第一光纤10起到保护作用。

第一铠装保护层12的外侧套设有多个第二保护套13，相邻第二保护套13之间设有套设在第一铠装保护层12上的环形吸附件14。第二保护套13的材质为塑料，环形吸附件14为环形磁铁，并且环形吸附件14为径向充磁的环形磁铁。

环形吸附件14的外径小于第二保护套13的外径，并且环形吸附件14的外侧涂覆有第三保护套15，第三保护套15的材质为橡胶，第三保护套15与第二保护套13一体成型，并且第三保护套15的外侧壁与第二保护套13的外侧壁齐平，确保下井光缆的整体性。下井光缆通过环形吸附件14与铁质井壁贴合时，能够紧密接触，避免自身产生谐振或受到井内液体流动冲击而导致无法有效拾取振动信号。

实施例2

请参照图4和图5，本实施例中的下井光缆与实施例1中的下井光缆之间区别在于：第二保护套13和第三保护套15的外侧套设有第二铠装保护层16，第二铠装保护层16为双层绞合式，并且其中一根钢丝替换为第二光纤17。

第二铠装保护层16能提高下井光缆的拉伸强度，但第一光纤10拾取振动信号时需要经过第二铠装保护层16，拾取的振动信号会衰减，通过在第二铠装保护层16中设置第二光纤17，拾取的振动信号衰减小，能够更好地拾取振动信号。

实施例3

请参照图6和图7，一种基于上述下井光缆的下井方法，包括以下步骤：

s1：在油井20的井口的顶部外侧设置滑轮30，使滑轮30与油井20的内腔边缘相对；

s2：在下井光缆的一端连接重锤40，重锤40由熔点低于150℃的低熔点材料制成，在本实施例中，重锤40采用伍德合金；

s3：将下井光缆套设在滑轮30上，并将重锤40放置到油井20内，通过滑轮30改变受力方向，便于对下井光缆进行竖直下放；

s4：将重锤40下放至油井20的底部，重锤40在油井20高温环境下逐渐熔解，环形吸附件14在吸力的作用下逐渐靠近井壁，直到紧贴井壁，完成下井光缆的下井操作，下井光缆不会出现弯折等情况，贴合效果较好。

在油井勘探完成后，缆车牵引光缆从井中提起光缆的过程中，由于可熔性重锤在光缆布放完成一段时间后熔解，光缆提升的阻力减小，减小光缆提升的难度，使得光缆顺利提起回收。

显然，重锤40还可以由水溶性材料制成，具体地，可以采用可溶性暂堵球、水溶性pva支撑材料等。

请参照图7，为了使环形吸附件在经过各滑轮时不容易损坏，在本实施例中，环形吸附件14的长度l与各滑轮的轮槽半径r之间的关系为：

其中，θ为环形吸附件14与各滑轮接触时，环形吸附件14端部到中心的距离相对于各滑轮的中心所形成的夹角，并且θ≤1.5°。

环形吸附件14的长度l与各滑轮的轮槽半径r之间满足上述关系式时，环形吸附件的全长近似与滑轮轮槽相切，环形吸附件在经过各滑轮时不容易损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。