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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤传感,具体涉及到一种用于油气井下勘探过程中高温高压同时测量的光纤传感器封装方法。
技术介绍
1、油气资源开发是影响国家能源稳定和经济安全的战略产业。随着油田开发的不断深入和日趋复杂,先进的钻井技术、物探技术、测井技术、油藏描述等油田新技术日新月异,油田动态监测资料在指导油田开发方案的调整、油藏精细描述、增产措施的制订等方面发挥着越来越重要的作用。近年来,完善油藏动态和实施优化采油成为油气开发的研究重点,其中,对于油藏温度和压力的管理是对油藏实施有效管理和提高采收率的基础。
2、油气井下的恶劣环境主要包括高温环境、高压环境、强腐蚀环境和电磁干扰等。虽然光纤温度压力传感器一直在快速发展,但能够实际应用于油气井下监测的传感器较少,且井下传感器的安装较为困难,这就要求传感器在封装时需要结合实际井下应用环境对外壳尺寸、结构安装等方面做出综合考虑。因此需求一种封装方法使得光纤温压传感器在油气井下高温高压环境下能够实现长期监测。
3、在光纤传感器进行温度和压力测量时,常采用的温度压力传感结构包括光纤光栅结构和光纤法布里-珀罗干涉结构。这些结构对温度和压力的测试范围取决于光纤种类和传感器的封装结构。首先对于光纤种类的选择,常用的光纤涂覆层会选择树脂或聚合物材料,但这些材料在250℃以上时就会发生软化或者变质,其机械强度和抗干扰能力大大降低,进而导致传感器的失效。因此在高温环境下,树脂类涂覆层可能并不是很好的选择,需要机械强度和柔韧性更优良,并且能耐受极端高低温环境的特种镀层光纤。
4、此外,
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺点,提供一种设计合理、传感器使用寿命长的用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构及方法。
2、解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,包括连接有光纤传感结构的光纤,光纤及光纤传感结构从金属外管一端伸入到金属外管内,光纤传感结构位于金属外管中部,光纤上套装有细钢管,细钢管一端位于金属外管内、另一端位于金属外管外,细钢管与金属外管端口之间填充有光学高温固化胶段,位于金属外管内细钢管端位于光学高温固化胶段内且光学高温固化胶段端面与光纤传感结构有一定距离,金属外管另一端上设置有过滤器。
3、作为一种优选的技术方案,所述细钢管靠近光纤传感结构的一端通过低温玻璃焊料与光纤固定相连。
4、作为一种优选的技术方案,所述过滤器为金属烧结过滤器。
5、作为一种优选的技术方案,所述细钢管位于金属外管外侧一端及光纤尾纤上套装有可塑性橡胶套管。
6、作为一种优选的技术方案,所述光纤为金属镀层光纤。
7、本专利技术还提供一种用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器的封装方法,包括以下步骤:
8、步骤1.取一段细钢管,将连接有光纤传感结构的光纤穿入细钢管,细钢管靠近光纤传感结构的一端与光纤传感结构之间留有一定距离l1,将靠近光纤传感结构一侧光纤上与细钢管连接处的光纤涂覆层剥落,并用玻璃焊料填充,通过电磁感应加热器使细钢管受热,将玻璃焊料融化,冷却后的玻璃焊料将光纤与细钢管焊接;
9、步骤2.将步骤1制作的带有细钢管的光纤传感结构置于金属外管内,向细钢管与金属外管端口之间填充一段光学高温固化胶,金属外管内细钢管端位于光学高温固化胶段内且光学高温固化胶段端面与光纤传感结构有一定距离l2,l2<l1;
10、步骤3.在金属外管另一端上安装有过滤器,在细钢管位于金属外管外侧一端及光纤尾纤上套装可塑性橡胶套管,完成封装。
11、作为一种优选的技术方案,所述细钢管靠近光纤传感结构的一端与光纤传感结构之间留有一定距离l1=3~5cm;所述金属外管内细钢管端位于光学高温固化胶段内且光学高温固化胶段端面与光纤传感结构有一定距离l2=1~2cm。
12、本专利技术的有益效果如下:
13、本专利技术结合光学高温固化胶,采用光纤-金属低温玻璃焊料焊接方法,以实现更好的密封效果和提高传感器的封装寿命。
14、本专利技术使用金属烧结过滤器和可塑性橡胶套管,增强了传感器封装的密封性能,保护传感器不受外界原油中颗粒物杂质的破坏。
15、本专利技术选用的光纤材料和不锈钢材料均具有良好的耐腐蚀性,适用于油气井下强腐蚀环境,
16、本专利技术选用的全光纤传感结构不涉及电磁元件,具有抵抗油气井下可能存在的电磁干扰的能力。
17、本专利技术提升了油气井下光纤传感器的性能,使其能够长期稳定地工作在高温高压的恶劣环境中。
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1.一种用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,包括连接有光纤传感结构的光纤,其特征在于:光纤及光纤传感结构从金属外管一端伸入到金属外管内,光纤传感结构位于金属外管中部,光纤上套装有细钢管,细钢管一端位于金属外管内、另一端位于金属外管外,细钢管与金属外管端口之间填充有光学高温固化胶段,位于金属外管内细钢管端位于光学高温固化胶段内且光学高温固化胶段端面与光纤传感结构有一定距离,金属外管另一端上设置有过滤器。
2.根据权利要求1所述用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,其特征在于:所述细钢管靠近光纤传感结构的一端通过低温玻璃焊料与光纤固定相连。
3.根据权利要求1或2所述用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,其特征在于:所述过滤器为金属烧结过滤器。
4.根据权利要求3所述用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,其特征在于:所述细钢管位于金属外管外侧一端及光纤尾纤上套装有可塑性橡胶套管。
5.根据权利要求4所述用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,其特征在于:所述光纤为金属镀层光纤。
6.一
7.根据权利要求6所述用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器的封装方法,其特征在于,所述细钢管靠近光纤传感结构的一端与光纤传感结构之间留有一定距离L1=3~5cm;所述金属外管内细钢管端位于光学高温固化胶段内且光学高温固化胶段端面与光纤传感结构有一定距离L2=1~2cm。
...【技术特征摘要】
1.一种用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,包括连接有光纤传感结构的光纤,其特征在于:光纤及光纤传感结构从金属外管一端伸入到金属外管内,光纤传感结构位于金属外管中部,光纤上套装有细钢管,细钢管一端位于金属外管内、另一端位于金属外管外,细钢管与金属外管端口之间填充有光学高温固化胶段,位于金属外管内细钢管端位于光学高温固化胶段内且光学高温固化胶段端面与光纤传感结构有一定距离,金属外管另一端上设置有过滤器。
2.根据权利要求1所述用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,其特征在于:所述细钢管靠近光纤传感结构的一端通过低温玻璃焊料与光纤固定相连。
3.根据权利要求1或2所述用于油气井下勘测的光纤高温高压传感器封装结构,其特征在于:所述过滤...
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