【技术实现步骤摘要】
本申请属于光纤光缆领域，更具体地，涉及一种光缆及其制备方法。
技术介绍
1、油气开采中所采用的光缆，由于一般需要承受高温、高压、富氢气体等恶劣环境。因此目前行业内一般采用金属铠装结构光缆，或者采用非金属密封铠装光缆。行业内典型的光缆有6.35mm的金属铠装油井光缆、5.6mm的双层绞合铠装光缆等产品，或者通过多层金属或者钢丝绞合加强的油井光缆；前述几种类别的光缆因需要金属铠装和/或多层金属绞合使用成本较高，且光缆的直径较大、重量较重，并且在使用之后需要对光缆进行回收，避免对油井开采工作或者开采过的油井的生态环境造成影响，因此现有上述类型的光缆下井工程相对较大。
2、目前行业内在开发可以用于短期传感通信的光缆产品，但是常规光纤类产品强度太大，且非常容易断裂，使用难度较大，目前常用的紧套类产品其耐温性能一般，或者抗拉强度较低，且该类紧套均采用非金属挤塑结构，气密性能相对较差，下井过程中高温高压条件下，富氢气体会迅速扩散至纤芯引起氢损，而引起测试误差。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供一种光缆及其制备方法，旨在解决现有短期使用光缆的耐温性能一般、抗拉强度低且气密性差，影响光缆性能的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种光缆，包括：沿光缆径向由内向外依次设置的光纤和复合层；
3、所述复合层包括：基体和吸氢材料；所述基体由能够进行工艺固化的基材固化得到，所述吸氢材料能够与富氢气体发生反应，将富氢气体中氢气吸收；p>
4、所述吸氢材料分散分布在所述基体或分层间隔分布在所述基体中，所述吸氢材料在所述基体中的重量占比范围为0.2%~25%；当所述吸氢材料分层间隔分布在基体中时，所述复合层包括纯基体层、纯吸氢材料层和基体与吸氢材料混合层中的至少一种。
5、需要说明的是，本申请复合层的基体中掺杂吸氢材料，上述吸氢材料具备较佳的氢气吸附能力，可以通过控制吸氢材料在基体中的重量比，能够使光缆适应不同吸氢需求的工作场景。进一步地，上述复合层的基体由基材固化得到；本领域技术人员可知，通常能够固化得到的材料一般是非金属材料，其固化后具备一定的抗拉和抗压能力，且上述复合层的质量相比现有光缆外围的金属铠装或金属绞合层的重量会减轻很多。故，本申请中的光缆可以理解为一种轻量化光缆，光缆自重大大降低，当光缆垂直重力方向使用时对光缆的抗拉要求将大大降低；且当光缆的重量较轻时，上述光缆则具备一定的抗拉和抗压能力，能够满足使用需求。
6、在一种可能的实现方式中，所述复合层还包括：沿光缆径向方向位于所述复合层的内表面、复合层的内部至少一处或复合层的外表面中至少一处的纤维层；所述纤维层由多根纤维沿着所述光缆的长度延伸方向包覆缠绕得到；优选地，所述纤维层的弹性模量大于预设模量；进一步优选地，所述预设模量为90gpa~150gpa；
7、和/或所述复合层的外径范围为：0.45mm~1.80mm。
8、需要说明的是，当对光缆的抗拉要求超出一定要求时，可以在复合层增加至少一层纤维层，以增加光缆的抗拉能力，保证光缆稳定工作性能；其中，纤维层的层数和厚度可以根据实际需求设定，对此不做任何限定，进一步地，当需要增强光缆的抗拉能力时，上述纤维层的弹性模量需要足够大，其中上述弹性模量越大，纤维层的抗拉能力越高。
9、进一步地可选地，上述复合层的外径指的是复合层最外层的直径，也即光缆的直径。由于本申请简化了光缆的结构，因此光缆的外径可以较细，其更便携、使用起来也更方便，具有更广阔的应用前景。
10、在一种可能的实现方式中，所述基体为耐高温基体；优选地，所述耐高温基体的最高耐高温温度由所述光缆的工作环境温度决定。
11、在一个示例中，若光缆应用于油井开采，则基体的最高耐高温温度需要大于等于油井开采时的最大温度。
12、在一种可能的实现方式中，所述吸氢材料包括以下材料中的一种：石墨和金属氢化物；所述金属氢化物的比表面积大于预设值；优选地，所述预设值为50m2/g；
13、可以理解的是，石墨通常具有较好的吸氢能力，而金属氢化物的比表面积越大吸氢能力随之增加，因此可以选择比表面积相对大的金属氢化物作为本申请所采用的吸氢材料。
14、在一种可能的实现方式中，所述纤维层内的纤维包括以下材料中的至少一种：芳纶、pi纤维、pbo纤维、lcp纤维、石英纤维和炭纤维；
15、和/或所述基材包括以下材料中的至少一种：聚酰亚胺、硅橡胶和环氧树脂。
16、具体地，上述纤维层和基材的材料，可根据实际经济情况、光缆的工作环境需求等进行选择，本申请对此不做进一步限定。
17、在一种可能的实现方式中，所述吸氢材料的粒径小于50微米。
18、可以理解的是，上述吸氢材料的粒径小于一定尺寸时，所述吸氢材料吸附氢气的吸附效率将有所提升。
19、在一种可能的实现方式中，所述光纤包括涂覆层；优选地，所述涂覆层为耐高温涂覆层；进一步优选地，所述涂覆层包括丙烯酸树脂涂覆层、硅橡胶涂覆层、聚酰亚胺涂覆层或碳涂覆层中的至少一种。
20、需要说明的是，上述涂覆层能够对光纤内部进行保护，且选用耐高温涂覆层能够进一步提升光纤的耐高温性能，以保证光缆整体的耐高温性能。相应地，上述涂覆层的材料，可根据实际经济情况、光缆的工作环境需求等进行选择，本申请对此不做进一步限定。
21、第二方面，本申请提供了一种光缆，包括：光纤；所述光纤由上述第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所描述的光缆替代。
22、可以理解的是，本申请中光缆的外径可以较细，因此可将现有光缆中的光纤替代为本申请提供的光缆，提高现有光缆的吸氢、抗拉或耐高温等性能。
23、第三方面，本申请提供了一种上述第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所描述光缆的制备方法，包括如下步骤：
24、将基材与吸氢材料混合后在光纤上涂覆，得到复合涂层；或将至少一层基材和至少一层吸氢材料间隔在光纤上涂覆，且最外层涂覆一层基材，得到复合涂层；涂覆时的压力范围为2~10个大气压，温度范围为25℃~80℃；所述吸氢材料在所述复合涂层中的重量占比范围为0.2%~25%；
25、将所述复合涂层固化，得到光缆。
26、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：
27、在将基材与吸氢材料在光纤上涂覆之前、涂覆过程中或涂覆之后，沿光纤的长度延伸方向将多根纤维包覆缠绕在光纤、具有至少一种部分厚度复合涂层的光纤或具有完整复合涂层的光纤中至少之一处的外围，得到纤维层；
28、将所述复合涂层固化，具体为：在所述光纤的外围制备完纤维层和复合涂层后，将所述复合涂层固化，得到光缆。
29、总体而言，通过本申请所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
30、本申请提供一种光缆及其制备方法，光缆包括光纤和复合层，复合层的基体中掺杂吸氢材本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光缆，其特征在于，包括：沿光缆径向由内向外依次设置的光纤和复合层；
2.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述复合层还包括：沿光缆径向方向位于所述复合层的内表面、复合层的内部至少一处或复合层的外表面中至少一处的纤维层；所述纤维层由多根纤维沿着所述光缆的长度延伸方向包覆缠绕得到；优选地，所述纤维层的弹性模量大于预设模量；进一步优选地，所述预设模量为90GPa~150GPa；
3.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述基体为耐高温基体；优选地，所述耐高温基体的最高耐高温温度由所述光缆的工作环境温度决定。
4.根据权利要求1至3任一项所述的光缆，其特征在于，所述吸氢材料包括以下材料中的一种：石墨和金属氢化物；所述金属氢化物的比表面积大于预设值；优选地，所述预设值为50m2/g。
5.根据权利要求1至3任一项所述的光缆，其特征在于，所述纤维层内的纤维包括以下材料中的至少一种：芳纶、PI纤维、PBO纤维、LCP纤维、石英纤维和炭纤维；
6.根据权利要求1至3任一项所述的光缆，其特征在于，所述吸氢材料的粒径小于50微
7.根据权利要求1至3任一项所述的光缆，其特征在于，所述光纤包括涂覆层；优选地，所述涂覆层为耐高温涂覆层；进一步优选地，所述涂覆层包括丙烯酸树脂涂覆层、硅橡胶涂覆层、聚酰亚胺涂覆层或碳涂覆层中的至少一种。
8.一种光缆，其特征在于，包括：光纤；所述光纤由权利要求1至7任一项所述光缆替代。
9.一种权利要求1至7任一项所述光缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光缆，其特征在于，包括：沿光缆径向由内向外依次设置的光纤和复合层；
2.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述复合层还包括：沿光缆径向方向位于所述复合层的内表面、复合层的内部至少一处或复合层的外表面中至少一处的纤维层；所述纤维层由多根纤维沿着所述光缆的长度延伸方向包覆缠绕得到；优选地，所述纤维层的弹性模量大于预设模量；进一步优选地，所述预设模量为90gpa~150gpa；
3.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述基体为耐高温基体；优选地，所述耐高温基体的最高耐高温温度由所述光缆的工作环境温度决定。
4.根据权利要求1至3任一项所述的光缆，其特征在于，所述吸氢材料包括以下材料中的一种：石墨和金属氢化物；所述金属氢化物的比表面积大于预设值；优选地，所述预设值为50m2/g。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄志新，尹赵毅，蔡召洲，蔡晶，余琴芳，杨坤，杨晨，吴琴，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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