一种油井探测缆及其制造方法与流程

本发明涉及光电复合缆技术领域，特别是涉及用于油井内的探测缆及其制造方法。

背景技术：

油井勘测中，探测器需要使用油井探测缆进行数据传输。现有的油井探测缆一般为光电复合缆，具有抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、质量轻的机械性能以及耐水耐高温、耐腐蚀的化学性能。探测器的光纤传感系统利用光纤传输的优异性能克服井下恶劣环境，高精度地测量井筒和井场环境参数。

在采油过程中，当油井下为粘度高、流动性差的稠油时，目前普遍的开采方式是通过单独的液压管线向油井内注入高温高压蒸汽，提高井下稠油的温度和压力，增加其流动性达到驱油目的。同时，当井下石油粘稠时，也会阻碍探测设备在油层的垂直敷设，从而无法使探测设备和探测缆深入油井中层和底层等目标探测区进行测量。

现有的油井探测缆功能单一且多为圆形结构，在向油井内敷设和进行油层深入探测工作时容易出现旋转打扭无法前进的现象。油井探测缆在工作时产生的扭转将降低信号传输的稳定性甚至出现传输中断。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种多功能且耐扭转的油井探测缆及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案是：提供一种油井探测缆，包括：至少一光单元、至少一电单元、至少一液压管单元以及将该光单元、所述电单元、该液压管单元包覆于内的外护层，该外护层的外形为矩形或者扁平形状，该光单元、该电单元、该液压管单元沿该外护层的长度方向概呈一直线排列。

其中，该光单元包括位于最内层的若干光纤、涂覆于该光纤上的若干纤膏、包覆于该光纤及该纤膏外侧的第一不锈钢管、包覆于该第一不锈钢管外侧的第二不锈钢管。

其中，该第一不锈钢管与该第二不锈钢管之间有空隙，该空隙内填充密封胶或者油膏。

其中，该电单元包括位于最内层的铜导体、包覆于该铜导体外侧的绝缘层、包覆于该绝缘层外侧的填充层以及包覆于该填充层外侧的不锈钢管。

其中，该液压管单元是采用高耐腐蚀镍基合金钢带经激光焊接形成的圆形液压管。

其中，该外护层是由热塑性弹性体动态硫化橡胶挤塑形成。

本发明还提供一种油井探测缆，包括：至少一光单元、至少一液压管单元以及将该光单元及该液压管单元包覆于内的外护层，该外护层的外形为矩形或者扁平形状，该光单元及该液压管单元沿该外护层的长度方向概呈一直线排列。

本发明另提供一种油井探测缆，包括：至少一电单元、至少一液压管单元以及将该电单元及该液压管单元包覆于内的外护层，该外护层的外形为矩形或者扁平形状，该电单元及该液压管单元沿该外护层的长度方向概呈一直线排列。

另外，本发明还提供一种油井探测缆的制造方法，包括以下步骤：

光单元步骤，采用激光焊接技术，利用不锈钢带将若干光纤和若干纤膏进行包覆焊接，制备成无缝的第一不锈钢管，用耐腐蚀镍基合金钢带将该第一不锈钢管和阻水填充胶包覆焊接成第二不锈钢管，形成光单元；

液压管单元步骤，在焊管生产线，采用耐腐蚀镍基合金钢带利用激光焊接技术制成无缝的圆形液压管。

外护层步骤，利用挤塑工艺，采用材料将该光单元及至少一该液压管单元进行包覆，形成扁平形状的油井探测缆成品。

其中，在该外护层步骤之前还包括电单元步骤，采用挤塑工艺，在镀镍铜导体外挤制高温氟塑料绝缘层形成绝缘导线，在该绝缘导线外挤塑尼龙材料作为填充层，采用激光焊接技术将含有该填充层的该绝缘导线和阻水填充胶包覆在无缝不锈钢管内，形成电单元，该电单元包覆于该外护层内。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明油井探测缆包括液压管单元，在油井内可用于注入高温高压蒸汽，提高井下稠油温度和压力，增加稠油的流动性，能够很好的解决探测设备深入难和油井缆敷设难等问题，同时该油井探测缆的外形呈矩形或者扁平形状，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能，且能在长期高温高压的油井环境中稳定传输光电信号，解决了现有产品功能单一、敷设难等问题，并且产品结构简单、功能稳定，适应性强。

附图说明

图1是本发明油井探测缆的第一实施方式的截面图，该油井探测缆包括一光单元及一电单元；

图2是图1中油井探测缆的光单元的截面图；

图3是图1中油井探测缆的电单元的截面图；

图4是本发明油井探测缆的第二实施方式的截面图；

图5是本发明油井探测缆的第三实施方式的截面图；

图6是本发明油井探测缆的第四实施方式的截面图；

图7是本发明油井探测缆的第五实施方式的截面图；

图8是本发明油井探测缆的第六实施方式的截面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所提供的各个示例性的实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明油井探测缆的第一实施方式的截面图，该油井探测缆100包括间隔设置的一光单元10、一电单元20、一液压管单元30以及将该光单元10、该电单元20、该液压管单元30包覆于内的外护层40。该外护层40的外形为矩形或者扁平形状，该光单元10、电单元20、液压管单元30沿该外护层40的长度方向概呈一直线排列，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能。

请参阅图2，该光单元10用于传输光信号，包括位于最内层的若干光纤11、涂覆于这些光纤11上的若干纤膏13、包覆于该光纤11及纤膏13外侧的第一不锈钢管15、包覆于该第一不锈钢管15外侧的第二不锈钢管17。在本实施方式中，第一不锈钢管15与第二不锈钢管17之间存在空隙19，在其他实施方式中，可以在此空隙19内填充阻水填充胶或者填充油以达到阻水和密封的效果。

请参阅图3，该电单元20用于传输电信号，包括位于最内层的铜导体21、包覆于该铜导体21外侧的绝缘层23、包覆于该绝缘层23外侧的填充层25以及包覆于填充层25外侧的不锈钢管27。在本实施方式中，该填充层25与该不锈钢管27之间存在空隙29，在其他实施方式中，也可以填充密封胶或者填充油以达到阻水和密封的效果。该铜导体21为镀银铜线、镀锡铜线或镀镍铜线。在本实施方式中，该绝缘层23为氟化乙烯丙烯共聚物材质(即FEP,Fluorinated ethylene propylene)或者橡胶组成的绝缘线。该填充层25为尼龙材质，该填充层25外侧有密封胶，并且用不锈钢管27进行保护，使得油井探测缆能够耐高温、耐油、耐纵向高压渗水。

该液压管单元30采用高耐腐蚀镍基合金(俗称Incoloy 825合金)材质的钢带利用激光焊接技术制成的无缝的圆形液压管，可用于注入300℃、207MPa的高温高压蒸汽。在油井下，特别是稠油环境中，利用液压管单元向油井内注入高温高压蒸汽，提高井下稠油温度和压力，增加稠油的流动性，能够很好的解决探测设备深入难和油井缆敷设难等问题。

在本实施方式中，该外护层40为具有耐热性能和低压缩变形性能的热塑性弹性体动态硫化橡胶(TPV)挤塑形成，使得油井探测缆能够耐温、耐磨、耐老化、耐油、耐腐蚀，最大耐压70MPa，长期使用温度最大可达150℃，适用于油井探测环境。在其他实施方式中，该外护层40还可以是通过挤压包覆弹性体或者尼龙等耐高温的绝缘材料，如采用聚偏氟乙烯(PVDF)挤塑形成。

图4是本发明第二实施方式的截面图，该油井探测缆100a包括间隔设置的一光单元10a、一液压管单元30a、两分别位于该光单元10a与液压管单元30a外侧的电单元20a以及将该光单元10a、该液压管单元30a、该两电单元20a包覆于内的外护层40a。该外护层40a的外形为矩形或者扁平形状，其中电单元20a、光单元10a、液压管单元30a、电单元20a沿该外护层40a的长度方向概呈一直线排列，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能。

与第一实施方式的不同之处在于，本实施方式中，该电单元20a为镀银铜绞线，由七根镀银铜线绞合形成，为油井探测缆100a供电及加强机械性能。

图5是本发明第三实施方式的截面图，该油井探测缆100b包括间隔设置的一光单元10b、一电单元20b、以及位于该光单元10b与电单元20b之间的两液压管单元30b以及将该光单元10b、该两液压管单元30b、该电单元2b包覆于内的外护层40b。该外护层40b的外形为矩形或者扁平形状，其中光单元10b、两液压管单元30b、电单元20b沿该外护层40b的长度方向概呈一直线排列，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能。

与第一实施方式的不同之处在于，本实施方式中，该液压管单元30b数量为两个，在其他实施方式中，可以根据井下稠油的密度调整液压管单元的数量。

图6是本发明第四实施方式的截面图，该油井探测缆100c包括间隔设置的一液压管单元30c、两分别位于液压管单元30c两侧的电单元20c以及将该液压管单元30c、该两电单元20c包覆于内的外护层40c。该外护层40c的外形为矩形或者扁平形状，其中电单元20c、液压管单元30c、电单元20c沿该外护层40c的长度方向概呈一直线排列，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能。

与第一实施方式的不同之处在于，本实施方式中，该电单元20c为镀银铜绞线，由七根镀银铜线绞合形成，为油井探测缆100c供电及加强机械性能。

图7是本发明第五实施方式的截面图，该油井探测缆100d包括间隔设置的一光单元10d、一液压管单元30d以及将该光单元10d、该液压管单元30d包覆于内的外护层40d。该外护层40d的外形为矩形或者扁平形状，其中光单元10d、液压管单元30d沿该外护层40d的长度方向概呈一直线排列，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能。

图8是本发明第六实施方式的截面图，该油井探测缆100e包括间隔设置的一电单元20e、一液压管单元30e以及将该电单元20e、该液压管单元30e包覆于内的外护层40e。该外护层40e的外形为矩形或者扁平形状，其中电单元20e、液压管单元30e沿该外护层40e的长度方向概呈一直线排列，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能。

本发明还提供一种油井探测缆的制备方法，其第一实施方式的步骤如下：

光单元步骤，在焊管生产线采用激光焊接技术，利用不锈钢带将多根耐高温光纤和耐高低温和耐高压的纤膏进行包覆焊接，制备成无缝的第一不锈钢管，然后再利用激光焊接技术将Incoloy 825合金钢带将第一不锈钢管和阻水填充胶包覆焊接制备成第二不锈钢管，形成圆形光单元。

电单元步骤，在高温绝缘生产线采用挤塑工艺，在镀镍铜导体外挤制高温氟塑料FEP绝缘层形成绝缘导线，然后在绝缘层外挤塑尼龙材料作为填充层，采用激光焊接技术将含有填充层的绝缘导线和阻水填充胶包覆在无缝不锈钢管内，形成圆形的电单元；

液压管单元步骤，在焊管生产线，采用Incoloy 825合金材质的钢带利用激光焊接技术制成无缝的圆形液压管。

外护层步骤，在高温护套线利用挤塑工艺，采用耐高温的TPV或PVDF材料将光单元、至少一电单元、至少一液压管单元进行包覆，形成扁平形状的油井探测缆成品。

本发明还提供一种油井探测缆的制备方法的第二实施方式，其步骤如下：

光单元步骤，在焊管生产线采用激光焊接技术，利用不锈钢带将多根耐高温光纤和耐高低温和耐高压的纤膏进行包覆焊接，制备成无缝的第一不锈钢管，然后再利用激光焊接技术将Incoloy 825合金钢带将第一不锈钢管和阻水填充胶包覆焊接制备成第二不锈钢管，形成圆形光单元。

液压管单元步骤，在焊管生产线，采用Incoloy 825合金材质的钢带利用激光焊接技术制成无缝的圆形液压管。

外护层步骤，在高温护套线利用挤塑工艺，采用耐高温的TPV或PVDF材料将光单元及至少一液压管单元进行包覆，形成扁平形状的油井探测缆成品。

本发明油井探测缆包括液压管单元，在油井内可用于注入高温高压蒸汽，提高井下稠油温度和压力，增加稠油的流动性，同时该油井探测缆的外形呈矩形或者扁平形状，使得油井探测缆具备优良的抗拉、抗侧压、耐扭转等机械性能。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。