Результат интеллектуальной деятельности: ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ПАРОНАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при добыче вязкой нефти, при воздействии на призабойную зону скважин паром при высоких температуре (до 350°С и выше) и давлении (до 170 атм) в устройствах для проведения измерений температурного распределения по скважине.

Известен волоконно-оптический кабель для проведения измерений в скважинах, включающий размещенное в герметичной металлической трубке, покрытое защитной оболочкой оптическое волокно (патент США №6148925, Е 21 В 19/08, 21.11.2000).

Недостатком известного кабеля является невысокая окружающая его температура возможной эксплуатации.

Известен волоконно-оптический кабель, включающий размещенное в герметичной металлической трубке, заполненной наполнителем, покрытое защитной оболочкой оптическое волокно (патент РФ №2017246).

Недостатком известного кабеля является то, что он не предназначен для использования в скважинах и тем более в паронагнетательных (высокие температура и давление).

Известен, выбранный в качестве прототипа, волоконно-оптический кабель для измерения температурного распределения и давления в скважинах, включающий размещенное в герметичной металлической трубке, заполненной наполнителем, покрытое защитной оболочкой оптическое волокно (WWW. oil and gas international, corn. New real time down hole fider - optic monitoring system launched at SEG. 10/07/2002; Salt Lake City).

Недостатком известного кабеля является ограниченная область использования (температура эксплуатации до 250°С), что определяется температурой деструкции полимерных материалов (не более 300°С при постоянном воздействии температуры), поскольку его защитная оболочка выполнена из полимера. Другим недостатком является то, что в качестве наполнителя использовано “силиконовое масло”, которое при нагреве выделяет водород, диффундирующий через оболочку в оптическое волокно и совместно с кислородом образующий воду, вызывающую деградацию оптического волокна. Металлическая трубка (наружная оболочка) кабеля изготовлена по технологии лазерной сварки, что удорожает стоимость кабеля.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в расширении области использования и обеспечении долговременной эксплуатации (не менее 10000 часов) при температуре свыше 350°С, снижении стоимости кабеля.

Технический результат достигается тем, что в волоконно-оптическом кабеле для измерения температурного распределения в паронагнетательных скважинах, включающем размещенное в герметичной металлической трубке, заполненной наполнителем, покрытое защитной оболочкой оптическое волокно, согласно изобретению защитная оболочка представляет собой слой металлизации, прилегающий к оптическому волокну, и охватывающую его оплетку из стеклонити, при этом в качестве наполнителя применен инертный газ.

В конкретном варианте слой металлизации может быть выполнен из меди и его толщина может составлять несколько десятков микрометров.

Целесообразно металлическую трубку выполнять из нержавеющей стали с толщиной стенки около 1 мм, при этом она может состоять из сваренных между собой отрезков цельнотянутых трубок.

В качестве инертного газа может быть использован, например, аргон под давлением примерно 1 кг/см².

На чертеже приведен кабель в поперечном разрезе.

Кабель включает оптическое волокно 1, покрытое защитной оболочкой, представляющей собой слой 2 металлизации из меди, золота, никеля и т.д. толщиной несколько десятков микрометров и охватывающую его оплетку 3 из стеклонити. Слой 2 металлизации обеспечивает долговременную эксплуатацию оптического волокна при температурах свыше 350°С. Оплетка 3 обеспечивает механическую защиту оптического волокна при изготовлении и эксплуатации кабеля. Герметичная металлическая трубка 4, например, из нержавеющей стали заполнена наполнителем - инертным газом, например аргоном, под давлением примерно 1 кг/см², в которой и размещены оптическое волокно 1, слой 2 металлизации и оплетка 3. Трубка 4 состоит из сваренных между собой отрезков цельнотянутых трубок и имеет толщину стенки около 1 мм. Кабель в процессе изготовления наматывается на транспортный барабан, либо на барабан подъемника. Спуск кабеля в скважину и его расположение в ней осуществляются известным образом.

Измерение температурного распределения в скважине осуществляется с помощью известной аппаратуры известным методом.

Изготовлен кабель диаметром 6 мм. В данное время он проходит испытания.

Предлагаемый кабель, имея невысокую стоимость, может быть использован в паронагнетательных скважинах, характеризующихся сложными термобарическими условиями (давление до 170 атм, температура свыше 350°С).