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新型油井测温用高温光纤再获突破!耐温超过700℃!

  • 发布日期:2022-08-01      浏览次数:3945
    • 新型油井测温用高温光纤再获突破!耐温超过700℃!


      在油田的开发过程中,人们需要知道在产液或注水过程中有关井内流体的持性与状态的详细资料,这就要用到石油测井。在石油测井中,油井测温的可靠性和准确性是至关重要的,而传统的电子基传感器无法在井下恶劣的环境诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰下工作。近年来油气井光纤传感测温技术的应用,极大地改善了在恶劣环境中被各种因素干扰的造成的测量误差。但目前的油气井测温光纤在耐高温和耐腐蚀等方面仍受到一定局限性。上海连舰光电推出的镀金属光纤特别是镀金光纤,使油气井测温光纤在耐高温和耐腐蚀等抗干扰性能再上新台阶。

        光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术,国外一些发达国家对光纤传感技术的应用研究已取得丰硕成果,不少光纤传感系统已实用化,成为替代传统传感器的商品。

       

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      光纤传感器在石油测井中的重要性

      在油田的开发过程中,人们需要知道在产液或注水过程中有关井内流体的持性与状态的详细资料,这就要用到石油测井,其可靠性和准确性是至关重要的,而传统的电子基传感器无法在井下恶劣的环境诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰下工作。

      光纤传感器可以克服以上这些困难,其对电磁干扰不敏感而且能承受极duan条件,包括高温、高压(几十兆帕以上)以及强烈的冲击与振动,可以高精度地测量井筒和井场环境参数,同时,光纤传感器具有分布式测量能力,可以测量被测量的空间分布,给出剖面信息。而且,光纤传感器横截面积小,外形短,在井筒中占据空间极小。

       

       

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      光纤传感器中耐高温光纤的要求

      由于井下复杂的高温高湿及易燃易爆的特殊环境,这也要求光纤传感器中的光纤有灵敏度高、热传导快、准确度好以及体积小、重量轻、高抗拉、高抗压、耐高温、无可燃物等特点。特殊工作温度范围:零下270℃至+650℃,短期可至700摄氏度。目前在油气井测温光纤中,常用的耐高温光纤主要是聚酰亚胺涂层的高温光纤,耐温也只能达到350摄氏度左右。在复杂更高温的环境下使用仍受到一定的局限性。例如,从地表算起,每往下钻井100m井下温度就会上升3度,因此目前传统的耐高温光纤随着井深的增加也会“望井兴叹”了。上海连舰光电科技有限公司是一家专业的光电产品代理与系统集成业务的综合性服务商,在针对井下高温传感和测温等方面经多年的摸索和开发,成功引入美国Molex(莫仕)旗下 的 Fiberguide(飞博盖德) 镀金高温光纤,用于井下高温传感测温。上海连舰光电科技有限公司目前也是Molex旗下Polymicro Technologies全系列产品中国独jia代理,致力于推动各种特种石英光纤在医疗,科研,传感,激光加工等方面的应用。Molex的镀金光纤也*了井下测温特殊且严苛的温度条件。Molex(莫仕) 的 Fiberguide(飞博盖德) 镀金高温光纤旨在实现市面上所有光纤所能达到的最宽温度范围(-269 至 +700°C)。结合了优异的耐腐蚀性能,以及该光纤可焊接和可钎焊的能力,使其成为在众多应用领域的理想光纤。

       

      金属涂层光纤优势     

      在大于400℃的空气环境的环境下,有机材料涂层会快速热氧老化,丧失保护光纤的作用,导致光纤失效。目前的尼龙涂层,聚酰亚胺涂层,丙烯酸涂层,特氟龙涂层等均为有机材料涂层,在大于400℃均无法正常使用。而金属涂层的光纤,如镀金光纤和镀铝光纤,均可达到或超过400℃的耐温要求。因此,只有金属涂覆光纤,才能正常使用在高于400摄氏度的恶劣高温环境。  

      金属涂层光纤将耐高温金属材料紧覆在裸光纤上,主要有化学镀、电镀法、熔融涂覆法与材料溅射薄膜法等制作方法。其中化学法与电镀法虽然工艺简单、容易操作、成本低;但是镀出的光纤衣层薄膜均匀度差,难以满足高灵敏度传感器的需求。     

      与其它高温光纤的涂覆工艺相比,金属涂覆光纤的优势在于:金属镀层的热膨胀系数低,基本与光纤处于同一数量级;金属涂层的抗腐蚀、耐应力性能佳;耐低温性能佳,可在-269℃连续工作;涂层与光纤包层结合紧密,机械强度高;耐疲劳、抗水、抗氢性能好;可用金属焊接。     

      不过,金属涂覆的工艺尤为复杂,需要精确溅射炉功率、反应物质流量,光纤收放速度,才能保证在裸光纤表面溅射均匀的涂覆层。同时生产效率极低,连续生产长度仅为1km左右。此外,由于金属涂层同样无法使用剥线钳进行涂层剥离,因此常采用加热硫酸溶解方式或王水进行溶解剥除。

       

      Molex(莫仕) 的 Fiberguide(飞博盖德) 镀金高温光纤标准规格:

      阶跃折射率多模光纤

      纯熔融二氧化硅纤芯 / 掺氟二氧化硅包层

      纤芯 / 包层尺寸:50  500µm

      波长:180  2400nm

      数值孔径 (NA)0.120.220.26

      也提供渐变折射率多模和单模镀金光纤

      涂层:金:-269  +600°C / -452  +1292°F

       

      典型应用:

      • 高温和低温温度传感

      • 用于油气行业的井下传感

      • 腐蚀品和腐蚀性环境

      • 超高真空装置

      • 抗辐射传感器

      • 火箭、涡轮和喷气发动机监测

       

      关于连舰光电:

      上海连舰光电科技有限公司是一家专业的光电产品代理与系统集成业务的综合性服务商。上海连舰光电科技有限公司是Molex(莫仕)旗下Polymicro Technologies全系列产品中国独jia代理,要了解有关Polymicro解决方案的更多信息。

       

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