用于电缆组件的铠装组件系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于电缆组件的铠装组件系统，该铠装组件系统包括：适合包围电缆芯的聚合物复合材料；包围聚合物复合材料的第一强度元件；包围第一强度元件的第一聚合物层；包围第一聚合物层的第二强度元件；和包围第二强度元件的第二聚合物层。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术总体上涉及光-电电缆，并且更具体地涉及用于油田测井 电缆、地震勘探的混合光-电电缆及其制造方法。
技术介绍
本部分中的陈述仅提供与本技术相关的背景信息，并且可能不构 成现有技术。当正钻探油井时，探头通常周期地下降进入钻井以测量它横过的地层 的特征。典型地，测井电缆在钻井中支持并运动探头，为探头运送电力， 并且在探头与地表处的仪器和控制设施之间中继控制指令和数据。由于测 量和测量仪器已变得更精密，数据传输速度己增加到现有电缆可能变得饱 和的点。如光纤电话电缆所展示的，光纤技术能够增加多个数量级的数据传输 速率。然而由于使用测井电缆的要求条件，电话光纤电缆将是不可接受的。 电话电缆被设计以在使用中保持静止，并且不会遇到在油井中发现的温度 与压力极端情况。相反，测井电缆围绕滑轮反复拉动，并随着它下降进入井和从井提升 出来在绞车巻筒上巻上和巻下。因此，该电缆必须承受围绕几英尺直径的 反复弯曲，和数千磅的张力。 一旦在井中，电缆遇到可能超过每平方英寸 2万磅的压力和可能超过175°C的温度。然而，光纤对变形(尤其点负载) 极敏感，这极大地增加了光纤内的光信号的衰减。它们也对湿气敏感，湿 气在光纤中攻击微小裂纹，减小其强度。此外，它们对原子和分子氢敏感，氢与石英(Silica)反应，增加了光纤的衰减。当制造电缆时，并且随后当使 用时，电缆部件(电导体、强度部件等)上的应力(弯曲与拉伸)使它们 在电缆内相对于彼此运动。这能够导致光纤的局部变形。拉伸电缆拉伸了 光纤，从而增加了其应力，加重了其衰减，并且有时导致它们断裂。井内 的高压和高温有助于湿气和氢侵入电缆和光纤。如指示，典型的光学电话 通信电缆不是为这些操作条件而设计的。考虑到前述内容，Anderson等人的U.S. 4,375,313中公开了一种与本 申请共同转让的期望用于油井和地震勘探应用的光-电电缆，其与本申请共 同转让，该专利的内容通过参考整体并入这里。该U.S. 4，375，313专利公 开了一种缓冲结构，用于保护光纤免于湿气、氢和不均匀的应力。虽然这 种缓冲结构适合反复和苛求的测井应用，考虑到在更深油和气井中应用电 缆和采用要求增加数据传输量的更精密的工具，仍需要更好地缓冲光纤对 抗应力和湿气以及氢保护。
技术实现思路
本技术的实施方案提供了具有提高的弯曲不敏感性、疲劳寿命和 对氢侵蚀的保护的光纤元件、混合光-电导体、混合光-电导体组件和光-电 芯组件。在一种优选形式中，光纤元件包括光纤和围绕光纤的碳层。在另一种形式中，混合光-电导体包括至少一个光纤元件；围绕至 少一个光纤元件设置的至少一个电导体；和围绕至少一个电导体设置的固 定层，用于将至少一个电导体固定到位。该至少一个光纤元件包括光纤和 围绕光纤元件的碳层。在另一种形式中，混合光-电导体组件包括成捆设置的多个光-电导 体；和用于结合多个光-电导体的填充材料。该光-电导体每个包括光纤元 件和包围光纤元件的电导体。该光纤元件具有光纤和围绕光纤的碳层。在另一种形式中，混合光-电导体包括至少一个光纤元件；围绕至 少一个光纤元件设置的至少一个电导体；第一聚合物；和第二聚合物层。 第一聚合物层将至少一个电导体固定就位。第二聚合物层包围第一聚合物 层，用于提高光-电导体的机械强度。在另一种形式中，混合光-电导体组件包括:成捆设置的多个光-电导体；嵌条；和填充材料。多个光-电导体确定了外部轮廓和相邻光-电导体 之间的多个间隙。多个嵌条设置在邻近外部轮廓的间隙中。填充材料填充 在间隙中，以连结多个导体和嵌条以形成芯组件。在另一种形式中，用于电缆组件的护套系统包括适合包围电缆芯的 聚合物复合材料；包围聚合物复合材料的第一强度元件；包围第一强度元 件的第一聚合物层；包围第一聚合物层的第二强度元件；和包围第二强度 元件的第二聚合物层。在另一种形式中，制造光电导体组件的方法包括提供多个光-电导 体；成捆设置多个光-电导体，这些光-电导体确定了外部轮廓和相邻光-电 导体之间的多个间隙；将多个嵌条放置在邻近外部轮廓的间隙中；将填充 材料填充入间隙中；和将保护层放置在导体和嵌条周围。通过这里提供的描述，更进一步的应用范围将很明显。应该理解描 述和具体实例意图仅是用于说明目的，并不是对本技术的范围进行限 制。附图说明这里描述的附图仅用于说明的目的，并不是意图以任何方式限制本实 用新型的范围。图1是根据本技术的教导构造的光纤元件的横断面视图。 图2是根据本技术的教导构造的可选光纤元件的横断面视图。 图3是根据本技术的教导构造的混合光-电导体的横断面视图。 图4是根据本技术的教导构造的可选混合光-电导体的横断面视图。图5是根据本技术的教导构造的混合光-电芯组件的横断面视图。图6是根据本技术的教导构造的另一可选混合光-电电缆组件 的横断面视图。图7是根据本技术的教导构造的另一可选混合光-电电缆组件 的横断面视图。图8是根据本技术的教导构造的可选电缆芯组件的横断面视图，禾口图9， 10和11是混合光-电导体组件的芯组件的横断面视图，显示 了根据本技术的教导制造芯组件的顺序步骤。 在几个附图中，对应标号指示对应的部件。具体实施方式下述描述本质上仅是说明性的，并不意图限制本技术、应用或用途。应该理解在全部附图中，对应的标号指类似或对应的部件和特征。 光纤元件参照图1，显示了根据本技术的教导构造的光纤元件，并总地由 标号10指示。光纤元件10包括光纤12;围绕光纤12设置的碳层 14;围绕碳层14的缓冲层18;和围绕缓冲层18的外部硅层24。光纤12包括芯1和覆层2。光纤12和碳层14形成光纤组件16。碳层14是密封、耐高温的， 并被放置在光纤12上以提供对H20和IT的屏障，从而保护防止氢侵 蚀和水解。碳层14也增加了光纤元件10的试验应力水平，和耐静疲劳， 从而增加了光纤元件10的使用寿命。优选地，光纤12具有高数值孔径(Numerical Aperture)和比传统电 信光纤更小的芯1。高数值孔径光纤要求更小的光纤芯尺寸以保持恒定的 截止波长。高NA光纤减小了光纤对由微弯曲和大弯曲造成的光信号衰 减敏感性。缓冲层18包围光纤组件16，并紧密接触光纤组件16。缓冲层18 被称作紧缓冲，因为缓冲层18与光纤组件16紧密接触，与可能采用 导管形式和宽松地包含光纤组件16的松缓冲相反。缓冲层18包括挤 压成形在光纤组件16上的硅层或其它适合的软聚合体20和挤压成形 在硅层20上的PFA(全氟垸氧基)层22。外部硅层或其它适合的软聚合体24被挤压成形在缓冲层18上，以 缓冲光纤组件16并分散在光纤组件16上来自外部的任何压縮负载。利 用这种结构，光纤元件10更不易受拉伸应力和弯曲应力影响，从而减小 信号衰减。参照图2，显示了可选光纤元件并由标号30总地指示。光纤元件30 具有类似于光纤元件10的结构，区别在于光纤元件30包括三个光纤 组件16。应理解和认识到根据应用，光纤元件10或30可具有任意数目的 光纤组件16。此外，光纤组件16可被布置以确定圆形横断面以外的横 断面。在不背离本技术的精神的情况下，可以采用其它配置。在敷设 它们以形成捆前，每种光纤组件16可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电缆组件的铠装组件系统，其特征在于所述铠装组件系统包括：　适合包围电缆芯的聚合物复合材料；　包围聚合物复合材料的第一强度元件；　包围第一强度元件的第一聚合物层；　包围第一聚合物层的第二强度元件；和　包围 第二强度元件的第二聚合物层。

【技术特征摘要】
US 2007-4-25 11/740,0931. 一种用于电缆组件的铠装组件系统，其特征在于所述铠装组件系统包括适合包围电缆芯的聚合物复合材料；包围聚合物复合材料的第一强度元件；包围第一强度元件的第一聚合物层；包围第一聚合物层的第二强度元件；和包围第二强度元件的第二聚合物层。2. 根据权利要求1所述的铠装组件系统，其中聚合物复合材料、 第一聚合物层和第二聚合物层中的至少一个经短纤维强化。3. 根据权利要求1所述的铠装组件系统，其中第一强度元件部分嵌入聚合物复合材料中。4. 根据权利要求1所述的铠装组件系统，其中第二强度元件部分 嵌入第...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫瓦尔基，弗拉基米尔赫尔南德斯索罗斯，苏里亚西曼云塔，丹塔巴兰，金秉俊，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：VG[英属维尔京群岛]