新型油井測溫用高溫光纖再獲突破！耐溫超過700℃！

新型油井測溫用高溫光纖再獲突破！耐溫超過700℃！




在油田的開發過程中，人們需要知道在產液或注水過程中有關井內流體的持性與狀態的詳細資料，這就要用到石油測井。在石油測井中，油井測溫的可靠性和準確性是至關重要的，而傳統的電子基傳感器無法在井下惡劣的環境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電干擾下工作。近年來油氣井光纖傳感測溫技術的應用，極大地改善了在惡劣環境中被各種因素干擾的造成的測量誤差。但目前的油氣井測溫光纖在耐高溫和耐腐蝕等方面仍受到一定局限性。上海連艦光電推出的鍍金屬光纖特別是鍍金光纖，使油氣井測溫光纖在耐高溫和耐腐蝕等抗干擾性能再上新臺階。


　　光纖傳感技術是20世紀70年代伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的新型傳感技術，國外一些發達國家對光纖傳感技術的應用研究已取得豐碩成果，不少光纖傳感系統已實用化，成為替代傳統傳感器的商品。

 



 

光纖傳感器在石油測井中的重要性

在油田的開發過程中，人們需要知道在產液或注水過程中有關井內流體的持性與狀態的詳細資料，這就要用到石油測井，其可靠性和準確性是至關重要的，而傳統的電子基傳感器無法在井下惡劣的環境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電干擾下工作。

光纖傳感器可以克服以上這些困難，其對電磁干擾不敏感而且能承受極duan條件，包括高溫、高壓（幾十兆帕以上）以及強烈的沖擊與振動，可以高精度地測量井筒和井場環境參數，同時，光纖傳感器具有分布式測量能力，可以測量被測量的空間分布，給出剖面信息。而且，光纖傳感器橫截面積小，外形短，在井筒中占據空間極小。

 

 



 

光纖傳感器中耐高溫光纖的要求

由于井下復雜的高溫高濕及易燃易爆的特殊環境，這也要求光纖傳感器中的光纖有靈敏度高、熱傳導快、準確度好以及體積小、重量輕、高抗拉、高抗壓、耐高溫、無可燃物等特點。特殊工作溫度范圍：零下270℃至+650℃，短期可至700攝氏度。目前在油氣井測溫光纖中，常用的耐高溫光纖主要是聚酰亞胺涂層的高溫光纖，耐溫也只能達到350攝氏度左右。在復雜更高溫的環境下使用仍受到一定的局限性。例如，從地表算起，每往下鉆井100m井下溫度就會上升3度，因此目前傳統的耐高溫光纖隨著井深的增加也會“望井興嘆”了。上海連艦光電科技有限公司是一家專業的光電產品代理與系統集成業務的綜合性服務商，在針對井下高溫傳感和測溫等方面經多年的摸索和開發，成功引入美國Molex（莫仕）旗下 的 Fiberguide（飛博蓋德） 鍍金高溫光纖，用于井下高溫傳感測溫。上海連艦光電科技有限公司目前也是Molex旗下Polymicro Technologies全系列產品中國獨jia代理，致力于推動各種特種石英光纖在醫療，科研，傳感，激光加工等方面的應用。Molex的鍍金光纖也*了井下測溫特殊且嚴苛的溫度條件。Molex（莫仕） 的 Fiberguide（飛博蓋德） 鍍金高溫光纖旨在實現市面上所有光纖所能達到的最寬溫度范圍（-269 至 +700°C）。結合了優異的耐腐蝕性能，以及該光纖可焊接和可釬焊的能力，使其成為在眾多應用領域的理想光纖。

 

金屬涂層光纖優勢   　　

在大于400℃的空氣環境的環境下，有機材料涂層會快速熱氧老化，喪失保護光纖的作用，導致光纖失效。目前的尼龍涂層，聚酰亞胺涂層，丙烯酸涂層，特氟龍涂層等均為有機材料涂層，在大于400℃均無法正常使用。而金屬涂層的光纖，如鍍金光纖和鍍鋁光纖，均可達到或超過400℃的耐溫要求。因此，只有金屬涂覆光纖，才能正常使用在高于400攝氏度的惡劣高溫環境。  

金屬涂層光纖將耐高溫金屬材料緊覆在裸光纖上，主要有化學鍍、電鍍法、熔融涂覆法與材料濺射薄膜法等制作方法。其中化學法與電鍍法雖然工藝簡單、容易操作、成本低;但是鍍出的光纖衣層薄膜均勻度差，難以滿足高靈敏度傳感器的需求。   　　

與其它高溫光纖的涂覆工藝相比，金屬涂覆光纖的優勢在于：金屬鍍層的熱膨脹系數低，基本與光纖處于同一數量級;金屬涂層的抗腐蝕、耐應力性能佳;耐低溫性能佳，可在-269℃連續工作;涂層與光纖包層結合緊密，機械強度高;耐疲勞、抗水、抗氫性能好;可用金屬焊接。   　　

不過，金屬涂覆的工藝尤為復雜，需要精確濺射爐功率、反應物質流量，光纖收放速度，才能保證在裸光纖表面濺射均勻的涂覆層。同時生產效率極低，連續生產長度僅為1km左右。此外，由于金屬涂層同樣無法使用剝線鉗進行涂層剝離，因此常采用加熱硫酸溶解方式或王水進行溶解剝除。

 

Molex（莫仕） 的 Fiberguide（飛博蓋德） 鍍金高溫光纖標準規格：

階躍折射率多模光纖

純熔融二氧化硅纖芯 / 摻氟二氧化硅包層

纖芯 / 包層尺寸：50 至 500µm

波長：180 至 2400nm

數值孔徑 (NA)：0.12、0.22、0.26

也提供漸變折射率多模和單模鍍金光纖

涂層：金：-269 至 +600°C / -452 至 +1292°F

 

典型應用:

• 高溫和低溫溫度傳感

• 用于油氣行業的井下傳感

• 腐蝕品和腐蝕性環境

• 超高真空裝置

• 抗輻射傳感器

• 火箭、渦輪和噴氣發動機監測

 

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