[发明专利]一种油井用测温光缆

说明书

本发明公开了一种油井用测温光缆，涉及油井光纤测温领域，包括内保护层、外保护层和光纤层，该内保护层包括由内向外依次套设的内层保护管、铝层和外层保护管；所述外保护层设于所述内保护层的外周；所述光纤层，置于所述内层保护管内，包括光纤、光纤光栅温度传感光纤和填充在两者之间的填充物。本发明采用耐高温光纤光栅作为敏感元件制作封装温度传感器，具有耐高温、体积小、精度高、质量轻、便于复用的特点；实现对DTS系统测温光缆的温度初始定标，无需将测温光缆整体进行温度定标处理，提高DTS系统测温光缆在油田中实际施工的便利性；在实际使用过程中可以实时获取参考温度点温度值对分布式油井测温的温度进行校准，提高DTS系统的测温准确度。

技术领域

本发明涉及油井光纤测温的领域，具体涉及一种油井用测温光缆。

背景技术

在油井的测量过程中，油井中温度场的分布是油田的一个重要参数。井下温度的稳定监测可以协助提高采收率、提高产量、实时优化生产、及时了解油藏变化趋势，是规划油藏、制定生产任务的重要决策依据。

分布式光纤测温(Distributed Temperature Sensor,DTS)技术是井下温度测量的新技术，它是利用拉曼散射和光时域反射技术研制而成，以长距离光纤作为温度传感器下到井下，沿整个完井长度连续性的采集井下温度剖面变化，与传统的点式传感器相比具有无可比拟的优势。DTS系统常采用基于反斯托克斯光和斯托克斯光双路解调方法，将光纤中斯托克斯光作为参考光，利用反斯托克斯光与斯托克斯光的强度比值关系得到光纤的温度场分布。

光在光纤中传输时，斯托克斯光与反斯托克斯光在光纤中的衰减系数不同，为温度解调引入了误差。为了消除由于光衰减系数不同引入误差，需要对测温光缆进行温度初始定标，常用方式为将光缆部分或者整体放入恒温环境进行温度分段定标，计算得到光信号中斯托克斯光与反斯托克斯光衰减系数及温度系数。由于油井工作环境温度一般为300℃左右，对测温光缆定标环境以及定标精度要求较高，限制了DTS系统的使用范围。同时，油井测温光缆均为长距离光缆，在收放过程中受到的扭力等可能会引入光纤色散，从而影响DTS系统的测温精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种油井用测温光缆，该测温光缆中集成了光纤光栅温度传感器，将光纤光栅温度传感器所在光缆位置点作为温度参考点，通过光缆中不同温度参考点的斯托克斯光与反斯托克斯光的比值关系补偿由于光衰减系数的不同而造成的测量误差，从而降低光纤中色散等对解调结果的影响，实现对DTS系统测温光缆的初始定标与实时校准，提高系统温度测量精准度。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种油井用测温光缆，包括

内保护层，其包括由内向外依次套设的内层保护管、铝层和外层保护管；

外保护层，其设于所述内保护层的外周；以及

光纤层，其置于所述内层保护管内，包括光纤、光纤光栅温度传感光纤和填充在两者之间的填充物；

所述光纤光栅温度传感光纤由若干个光纤光栅与一根单模连接光纤串联而成；所述光纤光栅为飞秒激光刻蚀光纤光栅或者其它类型的耐高温光纤光栅，每一光纤光栅置于光纤保护管内封装形成温度传感器，该光纤保护管的两端与单模连接光纤连接固定，温度传感器沿该单模连接光纤均匀分布，每一温度传感器所处的位置点形成一个温度参考点。

作为优选的技术方案，所述光纤采用单模光纤或多模光纤，其光纤包层外采用聚酰亚胺涂覆或金属涂覆；所述单模光纤的纤芯直径为9μm，包层外径为125μm；所述多模光纤的纤芯直径为50μm，包层外径为125μm。

作为优选的技术方案，所述填充物采用耐高温纤膏或者耐高温纤维。

作为优选的技术方案，所述内层保护管与外层保护管采用304或者316L不锈钢制成。

作为优选的技术方案，所述铝层经连续挤出工艺制成。