Волоконно-оптический кабель для измерения температурного распределения в паронагнетательных скважинах

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при добыче, например, вязкой нефти, при воздействии на призабойную зону скважин паром при высоких температуре и давлении, в устройствах для проведения измерений температурного распределения по скважине. Технический результат - создание возможности повышения точности измерений температурного распределения. В герметичной металлической трубке волоконно-оптического кабеля для измерения температурного распределения в паронагнетательных скважинах размещены высокотемпературное оптическое волокнно и проводник электрического тока из проволоки в оболочке из высокотемпературного диэлектрика. Трубка имеет бронепокров из проволоки. Материал проводника электрического тока - металл с высокой зависимостью электрического сопротивления от температуры, например, медь или никель. Может содержаться по два и более высокотемпературных оптических волокна и проводника электрического тока в оболочке из высокотемпературного диэлектрика. Оболочка из высокотемпературного диэлектрика - стеклоэмаль. 7 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при добыче вязкой нефти, при воздействии на призабойную зону скважин паром при высоких температуре и давлении, в устройствах для проведения измерений температурного распределения по скважине.

Известен волоконно-оптический кабель, включающий размещенное в герметичной металлической трубке, заполненной наполнителем, покрытое защитной оболочкой оптическое волокно (RU 2017246, 1994).

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

Известен волоконно-оптический кабель для проведения измерений в скважинах, включающий размещенное в герметичной металлической трубке, покрытое защитной оболочкой оптическое волокно (US 6148925, 2000).

Недостатком известного кабеля являются ограничение по температурным возможностям его эксплуатации (окружающая температура до 250°C) и отсутствие возможности повышения точности измерений температурного распределения.

Известен волоконно-оптический кабель для измерения температурного распределения в паронагнетательных скважинах, включающий оптическое волокно с защитным покрытием, размещенное в металлической трубке, при этом оптическое волокно с защитным покрытием свободно уложено во внутренней металлической трубке, которая размещена во внешней металлической трубке. Толщина внутренней металлической трубки в пределах 0,15-0,5 мм, а ее внутренний диаметр в пределах 2,0-4,0 мм. Отношение внешнего диаметра внутренней металлической трубки к внутреннему диаметру внешней металлической трубки меньше, чем 2/3 (RU 2010125303, 2011).

Недостатком известного кабеля является высокая металлоемкость - две концентричные металлические трубки и отсутствие возможности повышения точности измерений температурного распределения.

Известен принятый в качестве наиболее близкого аналога волоконно-оптический кабель для измерения температурного распределения в паронагнетательных скважинах, включающий размещенное в герметичной металлической трубке, заполненной наполнителем, покрытое защитной оболочкой оптическое волокно. Защитная оболочка представляет собой слой металлизации, прилегающий к оптическому волокну, и охватывающую его оплетку из стеклонити, при этом в качестве наполнителя применен инертный газ. Металлическая трубка выполнена из нержавеющей стали, толщина стенки металлической трубки составляет около 1 мм (RU 2238578, 2004).

Недостатком известного кабеля является отсутствие возможности повышения точности измерений температурного распределения.

Технический результат - создание возможности повышения точности измерений температурного распределения.

Технический результат достигается тем, что в волоконно-оптическом кабеле для измерения температурного распределения в паронагнетательных скважинах, включающем герметичную металлическую трубку, по крайней мере, с одним высокотемпературным оптическим волокном, согласно предложению, в герметичной металлической трубке размещен, по крайней мере, один проводник электрического тока в оболочке из высокотемпературного диэлектрика.

Целесообразно, чтобы герметичная металлическая трубка имела бронепокров, выполненный, например, из проволоки.

Способствует получению технического результата то, что:

- проводник электрического тока выполнен в виде проволоки из металла с высокой зависимостью электрического сопротивления от температуры, например, из меди или никеля;

- в качестве оболочки из высокотемпературного диэлектрика применена стеклоэмаль.

В частных случаях кабель может содержать два высокотемпературных оптических волокна и два проводника электрического тока в оболочке из высокотемпературного диэлектрика.

На чертеже приведена конструкция кабеля в поперечном сечении.

Кабель включает герметичную металлическую трубку 1, заполненную наполнителем, с одним или двумя высокотемпературными оптическими волокнами 2 и с одним или двумя проводниками 3 электрического тока, каждый из которых помещен в оболочку из высокотемпературного диэлектрика, например, стеклоэмали (не показана).

Герметичная металлическая трубка 1 имеет бронепокров 4, выполненный из проволоки. Проводники 3 электрического тока представляют собой проволоку и выполнены из металла с высокой зависимостью электрического сопротивления от температуры, например, из меди или никеля.

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. Рабочая температура - до 350°C. Измеряется сопротивление проводника электрического тока, результат делится на два, определяется средняя температура проводника, в измеряемое температурное распределение вводится соответствующая коррекция, что позволяет повысить точность измерений температурного распределения.

1. Волоконно-оптический кабель для измерения температурного распределения в паронагнетательных скважинах, включающий герметичную металлическую трубку, по крайней мере, с одним высокотемпературным оптическим волокном, отличающийся тем, что в герметичной металлической трубке размещен, по крайней мере, один проводник электрического тока в оболочке из высокотемпературного диэлектрика.

2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что герметичная металлическая трубка имеет бронепокров.

3. Кабель по п.2, отличающийся тем, что бронепокров герметичной металлической трубки выполнен из проволоки.

4. Кабель по п.1, отличающийся тем, что проводник электрического тока выполнен в виде проволоки.

5. Кабель по п.1, отличающийся тем, что проводник электрического тока выполнен из металла с высокой зависимостью электрического сопротивления от температуры, например из меди или никеля.

6. Кабель по п.1, отличающийся тем, что содержит два высокотемпературных оптических волокна.

7. Кабель по п.1, отличающийся тем, что содержит два проводника электрического тока в оболочке из высокотемпературного диэлектрика.

8. Кабель по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что в качестве оболочки из высокотемпературного диэлектрика применена стеклоэмаль.