本发明专利技术涉及一种用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置及方法，包括：气体控制系统、反应釜测试系统和监测系统；所述反应釜测试系统包括高压载氢釜、油浴加热系统及固定支架；所述高压载氢釜设置在所述固定支架上，其内部设置有待测光纤及压力传感器，且所述待测光纤及压力传感器与所述监测系统连接，所述高压载氢釜底部还通过预留的氢气输入口与所述气体控制系统的氢气输出端连接；所述油浴加热系统用于对所述高压载氢釜进行油浴加热；所述监测系统用于接收待测光纤的反馈信息并记录数据。本发明专利技术可以广泛应用于光纤氢损测试领域。域。域。
【技术实现步骤摘要】
用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置及方法
[0001]本专利技术属于光纤监测领域，具体涉及油气井下用光纤的抗氢损性能的检测，尤其是涉及一种用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置及方法。
技术介绍
[0002]在油气井下长期使用光纤存在使用寿命的问题，井下环境中的氢分子会慢慢渗透扩散进入纤芯中，导致光纤在1240nm以及1380nm处的损耗增加，造成附近通讯波段损耗显著增加而无法使用，尤其在井下长期监测等高温高压应用环境，对光纤的抗氢损能量提出更高要求。因此为验证光纤在井下使用过程中的抗氢损能力，有必要开发一套氢损测试评估装置。在常态下，光纤的氢损变化非常缓慢，目前加速光纤氢损模拟的主要方法有：1.使用高温加速；2.使用高压加速；3.同时使用高压和高温加速。
[0003]而目前加速光纤氢损的测试过程中，氢损实验装置重复率高，需反复进行试验，因此高压载氢釜的密封条容易老化而失去密封效果。另外，现有的氢损实验装置笨重，在使用过程中，需要来回搬运，可移动性、灵活性比较差，导致测试效率低。而且目前氢损实验工作也有采用人工控制气压以及实验时间，人为控制存在测试精度差等问题。
[0004]氢损在线监测装置需要将光纤从高温高压载氢釜中引出，这涉及到高压载氢釜的开合及气密，还涉及到光纤引出处的高温气密性。考虑到光纤氢损测试的频繁性以及氢介质易爆性，系统设计时还需重点考虑系统操作安全性和方便性以及高温气密性。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置及方法，该装置能够在高温高压条件下对光纤氢损进行在线监测。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置，其包括：
[0008]气体控制系统、反应釜测试系统和监测系统；
[0009]所述反应釜测试系统包括高压载氢釜、油浴加热系统及固定支架；所述高压载氢釜设置在所述固定支架上，其内部设置有待测光纤及压力传感器，且所述待测光纤及压力传感器与所述监测系统连接，所述高压载氢釜底部还通过预留的氢气输入口与所述气体控制系统的氢气输出端连接；所述油浴加热系统用于对所述高压载氢釜进行油浴加热；
[0010]所述监测系统用于接收待测光纤及压力传感器的反馈信息并记录数据。
[0011]进一步，所述气体控制系统包括排气支路、氢气供给支路、真空泵支路以及测试支路；
[0012]所述排气支路一端作为排气外接口用于与废气处理管道相连，且所述排气支路上设置有排气阀；
[0013]所述氢气供给支路一端与氢气源相连，且所述氢气供给支路上设置有减压阀和氢
气截止阀；
[0014]所述真空泵支路一端与废气处理管道相连，且所述真空泵支路上设置有无油真空泵、真空充气阀和真空截止阀；
[0015]所述测试支路的输入端分别与所述排气支路、氢气供给支路和真空泵支路的另一端相连，所述测试支路的输出端与所述油浴加热系统相连，且所述测试支路上设置有低压截止阀和氢气压力表。
[0016]进一步，所述高压载氢釜包括采用榫卯结构连接的釜体和釜盖，所述釜体内部设置有待测光纤以及压力传感器，所述釜盖中部设置有第一～第三测试通道，且所述第一测试通道和第二测试通道用于穿设待测光纤的两个活动端，并采用堵头固定，所述第三测试通道用于穿设所述压力传感器的引出线缆，并采用螺纹密封连接，所述待测试光纤及压力传感器由所述釜盖穿出后与所述监测系统相连。
[0017]进一步，所述釜盖中部设置用于放置所述堵头的圆柱形凹槽，所述凹槽的直径为80mm。
[0018]进一步，所述堵头采用倒置漏斗结构，所述堵头外壁上部设置有第一凹槽，所述第一凹槽内放置有第二～第三0型橡胶圈；所述堵头外壁下部间隔设置有两凸缘，两所述凸缘之间形成第二凹槽，便于堵头的安装以及试验结束后堵头的取出；所述堵头内部设置有中空管道，所述中空管道内通过环氧树脂胶固定设置待测光纤的活动端，并由堵头顶部穿出。
[0019]进一步，所述中空管道包括采用锥形过渡段连接的上段和下段，下段直径为2.5mm，上段直径为0.25mm。
[0020]进一步，所述堵头采用金属材质制作。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置的监测方法，其包括以下步骤：
[0022]1)进行样品制备；
[0023]2)将制备样品放置于高压载氢釜内，并对高压载氢釜进行密封；
[0024]3)启动气体控制系统和油浴加热系统，对高压载氢釜进行载氢与加热；
[0025]4)将待测光纤两端与监测系统相连，由监测系统对待测光纤的氢损参数进行采集和存储；
[0026]5)完成测试后，通过气体控制系统对高压载氢釜内的高压氢气进行排放，待高压载氢釜内的压力与外界相同后，将待测光纤取出；
[0027]6)更换待测光纤，重复步骤1)～步骤5)，完成其他待测光纤的氢损测试。
[0028]进一步，所述步骤2)中，将制备样品放置于高压载氢釜内，并对高压载氢釜进行密封的方法，包括：
[0029]2.1)将待测试的光纤通过塑料保护套，再通过堵头的中空管道；
[0030]2.2)用环氧树脂胶对堵头中的中空管道进行填充，待其凝固；
[0031]2.3)牵引光纤使堵头与待测光纤的活动端之间的距离达到预设距离；
[0032]2.4)待环氧树脂胶凝固后，用环氧树脂胶把塑料保护套固定在堵头表面。
[0033]进一步，所述步骤3)中，启动气体控制系统和油浴加热系统，对高压载氢釜进行载氢与加热的方法，包括：
[0034]3.1)对高压载氢釜进行洗气；
[0035]3.2)洗气完成后，开启气体控制系统对高压载氢釜内的压力进行调节，使其达到测试压力；
[0036]3.3)开启油浴加热系统对高压载氢釜进行加热，使其达到测试温度。
[0037]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0038]1.本专利技术中由于堵头采用倒置漏斗结构，当用环氧树脂胶将光线固定于堵头中时，可以保护光纤不被损坏并且在釜内与釜外存在压力差时，也不会把光纤挤压出堵头，固定效果良好。
[0039]2.本专利技术中在堵头外设置O型橡胶圈，能很好的填满堵头固定在釜盖中时存在的空隙，能保证系统的高温稳定性，另外堵头为一次性用品，实验完成后可直接取出，满足系统操作的方便性。
[0040]3.本专利技术中在高压载氢釜盖设置可以放置堵头的空间(80mm的圆柱形凹槽)，可以很好的保护光纤不被测试过程中的机械操作所损坏。
[0041]4.本专利技术中高压载氢釜盖中设置有O型橡胶圈，能很好的填满釜盖与高压载氢釜间接触处的空隙。
[0042]5.本专利技术中高压载氢釜的榫卯结构能满足光纤氢损测试的频繁性需求，系统操作更方便。
[0043]6.本专利技术中气体控制系统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置，其特征在于，包括：气体控制系统、反应釜测试系统和监测系统；所述反应釜测试系统包括高压载氢釜、油浴加热系统及固定支架；所述高压载氢釜设置在所述固定支架上，其内部设置有待测光纤及压力传感器，且所述待测光纤及压力传感器与所述监测系统连接，所述高压载氢釜底部还通过预留的氢气输入口与所述气体控制系统的氢气输出端连接；所述油浴加热系统用于对所述高压载氢釜进行油浴加热；所述监测系统用于接收待测光纤及压力传感器的反馈信息并记录数据。2.如权利要求1所述的用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置，其特征在于：所述气体控制系统包括排气支路、氢气供给支路、真空泵支路以及测试支路；所述排气支路一端作为排气外接口用于与废气处理管道相连，且所述排气支路上设置有排气阀；所述氢气供给支路一端与氢气源相连，且所述氢气供给支路上设置有减压阀和氢气截止阀；所述真空泵支路一端与废气处理管道相连，且所述真空泵支路上设置有无油真空泵、真空充气阀和真空截止阀；所述测试支路的输入端分别与所述排气支路、氢气供给支路和真空泵支路的另一端相连，所述测试支路的输出端与所述油浴加热系统相连，且所述测试支路上设置有低压截止阀和氢气压力表。3.如权利要求1所述的用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置，其特征在于：所述高压载氢釜包括采用榫卯结构连接的釜体和釜盖，所述釜体内部设置所述待测光纤以及压力传感器，所述釜盖中部设置有第一～第三测试通道，且所述第一测试通道和第二测试通道用于穿设待测光纤的两个活动端，并采用堵头固定，所述第三测试通道用于穿设所述压力传感器的引出线缆，并采用螺纹密封连接，所述待测试光纤及压力传感器由所述釜盖穿出后与所述监测系统相连。4.如权利要求3所述的用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置，其特征在于：所述釜盖中部设置用于放置所述堵头的圆柱形凹槽，所述凹槽的直径为80mm。5.如权利要求3所述的用于高温高压光纤氢损加速测试的在线监测装置，其特征在于：所述堵头采用倒置漏斗结构，所述堵头外壁上部设置有第一凹槽，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李中，许亮斌，李梦博，盛磊祥，郝希宁，张天玮，黎玉婷，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：
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