[发明专利]使用光纤元件作为传感器测量电缆的长度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来测量电缆的长度的方法。

背景技术

电缆的长度在由其运送的信号的传输中可以起到关键的作用。WO2010/126467公开一种用来为串行数字接口信号指示输入电缆长度的方法。该方法包括：测量与电缆的端部处的信号的特性成比例地近似线性地在第一值（+1V）和第二值（-1V）之间变化的差；和将测量到的差电压转化为电缆长度测量值。

WO2010/092256描述一种用来测量设置有标记的移动电缆的长度的装置，该标记沿电缆以预定间隔被固定。该装置包括电子检测装置，该电子检测装置适合于在移动的电缆上自动检测与标记的存在相关的横向几何形状的每一个局部变化。

油气井的测井操作通常需要精确地确定测井工具在井的钻孔中的位置。在测井操作期间实现测井工具的精确位置确定的方法涉及监视被电缆绞车放入或拉出井孔的支撑测井工具的电缆或钢缆的孔下长度。通过使用校准的计数轮可以执行该长度的监视，该校准的计数轮精确地匹配被装载到绞车的电缆盘/卷轴上的钢缆或电缆的直径，从而为被放出或卷入的电缆的长度产生传播信号的距离。US6,745,487描述一种孔下电缆长度测量设备，该孔下电缆长度测量设备包括三个主要部件：旋转距离测量组件；旋转到长度校准组件；和处理器单元。

缠绕在电缆盘上的电缆的电缆长度传感器已经被使用。通常，电缆在其端部侧的一个上被紧固并且被返回元件预张紧。由于电缆盘的直径是已知的，通过估算单元借助传感器可以确定被抽取的电缆长度，该估算单元通常在外部。US2008/0141548涉及一种电缆长度传感器，其中返回装置布置在外壳中，并且设置用来将返回装置联接到电缆盘的转动方向的联接装置。固定装置与外壳关联，该固定装置可以从外壳的外部被致动，并且该固定装置用来固定返回装置的当前位置，特别地，返回装置的至少略微预张紧的开始位置与外壳相关联。

在一些应用中，顾客可以通过购买的或安装的总长度索要电缆和装置。在这种情况中，可能有用的是，在安装之后测量电缆的长度而不需要预先测量它。US2006/181283公开一种电缆诊断机构，该电缆诊断机构利用时域反射仪（TDR）来检测和识别电缆故障，执行电缆长度的估算，识别电缆布局，识别金属的成对电缆（诸如双绞线和共轴电缆）上的载荷和不规则阻抗。

由于在电导体上执行使用TDR进行的测量，当导体缠绕电缆轴线（很常见的构造）时，导体的长度大于电缆的长度，并且不以令人满意的精度知道这个差，因为铺放节距不被精确地控制。

WO08/073033描述一种通过测量连接到或并入电缆的光纤中的应变用来监视连接到移动的海上平台的电缆的弯曲和应变的系统。电缆中的弯曲将在光纤中产生应变并且这种应变将改变纤维的光性质。通过光时域反射仪（OTDR）或光频域反射仪（OFDR）可以测量光性质的变化。

GB2368921公开一种井孔电缆，该井孔电缆具有包括第一端部和第二端部的间隔开的端部，从第一端部延伸到其第二端部的空心金属管，和至少一个光纤，该至少一个光纤松弛地布置在空心金属管内并且在其中从第一端部延伸到其第二端部。该至少一个光纤具有至少一个纤维布拉格光栅。

EP0203249公开一种中电压（6到60kV）电缆，该中电压电缆包括至少一个温度和/或张力传感器光纤。

典型地，电缆在盘绕线轴的情况下与缠绕的电缆的名义长度的信息一起被输送到客户。在一些应用中，诸如用于井下环境，可能重要的是，知道放出的电缆的“真实”长度以便沿展开限定电缆的路线。显然可忽略的长度，诸如1米或更小，特别地当缺少时，可能产生不便。

本申请人已经观察到，在一些情况中，客户可能要求设置有接合连接器的电缆，这因此需要在输送电缆之前在工厂中被设置。在工厂中制备用于现场接合的电缆端部的巨大优点是，减少现场接合程序，并且以较高质量的结果在受控制的（清洁的）环境中工作。在这种情况中，如果后续接合连接器之间的电缆长度段不对应于使用环境中所需长度段，该电缆段可能导致太短或太长而不能连接到沿电缆路线的已有接合位置。特别地在包含多个电缆跨距的电缆段的情况中，可能不直接切割且装配电缆长度段。

在一些其它情况中，顾客可能希望在输送电缆之后控制电缆长度。

本申请人已经观察到，当电缆的展开遵循复杂的路线且/或电缆长度相对大（例如，超过1km）时，通过使用沿电缆长度移动的机械装置的电缆长度的测量可能是不现实的。