电力电缆油井分布式测温

光纤传感器

光纤传感器用在很多场合的应用,电缆隧道分布式光纤测温,管道井下长距离监测参数,光纤传感器耐高压、抗干扰、优势很多,价格合理,华光天锐厂家自主研发销售。

光纤传感是光纤用于通信之外的最大的应用领域 , 并且对于工业技术发展的推动具有重要的促进作用 , 目前已广泛使用于电力 、石油 、公路 、桥梁等领域 , 主要起到监控 探测 、预报分析的作用 。

光纤传感器按其测量对象的形状可分为两大类 ,

1、荧光光纤传感器和布拉格光纤光栅为代表的点式传感器 , 用于测量重要设备和装置的重要部位 , 如发电机转子 、高压变压器绕组温度等。

2、拉曼光时域反射仪为代表的分布式光纤传感器 ,用于测量沿物体长度方向温度关键参数 , 如公路隧道和绝缘电力电缆沿线的温度分布情况。在分布式光纤传感系统中 , 沿被测对象安装的光缆本身即构成传感器。

分布式光纤传感器能够测量温度 、应力 、气体浓度 、油井多相流等多种参数 , 但实际上目前技术上比较成熟的是温度和应力两种传感器 。尤其是温度传感器 , 不仅技术成熟且应用广泛 。在油井探测中 , 根据温度数据可以间接推导粘度 、压力等其它参数 。

3D之家1用于电力电缆分布式测温的传感光缆

城市电力电缆的敷设方式一般为土壤中直埋或在隧道中置放于电缆托架之上 , 并以后者的方式居多。传感光缆以间隔绑扎的方式固定在电缆回路其中一相一般是温升较高的相的表面。

测温系统主机通过光纤的拉曼散射效应测得电缆的表面温度 , 并可以通过电缆的热传导方程计算获得电缆导体的实时温度 , 目前的技术水平能够在的电缆长度内 , 测温精度达到1 ℃, 位置分辨率达1米。通过该分布式测温系统及分析软件可以观察到电缆的火灾 、绝缘临界击穿 、当前输送负荷 、实时载流量等状态 。需要说明的是电缆表面的温度是通过缆中的光纤感知的 , 而与电缆表面接触的是光缆的表面 , 所以 , 在实际应用中 , 温度传感系统对传感光缆的结构是忽略的 , 测试数据偏差在完全可接受范围之内 。

用于电力电缆温度传感的光缆会考虑光缆结构的简单、轻便、阻燃、柔韧性、便于移动等特点,使用于公路、桥梁隧道的温度监测系统所使用的传感光缆结构特性与用于电力电缆监测的基本相同,

2、用于石油测井的分布式光纤传感光缆
目前开采的油井,深度一般在3000米至10000米,以前为探测油藏信息使用电传感器,装在连续联接而成的钢管里面,埋入油井。这种方式不仅施工极度不便,而且由于探测信号为电信号,受制于探测距离和失真等因素,收集到的信息量较小且准确度不高。后来发展了以FBG为代表的点式光纤传感器,在需要进行探测的位置通过光缆连接FBG,此方法在技术上前进了一大步,不过仍然存在对油井数据信息探测不够全面的问题,直至分布式传感器的出现并应用在石油测井领域。其对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件,包括高温、高压(几十兆帕以上)以及强烈的冲击与振动,可以高精度地测量井筒和井场环境参数,同时,具有分布式测量能力的光纤传感器,可以测量被测量的空间分布,给出剖面信息。而且,光纤传感器横截面积小,在井筒中占据空间极小。
3D之家 用于石油测井的点式光纤传感器和分布式传感器,都使用一段光缆埋入测试油井,所不同的是前者传感器为光缆端头连接的FBG,后者则是光缆本身。如果略去这些不同,仅考虑测井技术对光缆本身的要求,两者是相同的,即需要考虑光缆耐受高温、高压、高腐蚀、高含氢环境以及大长度垂直布放的影响问题。电力系统使用的光纤复合架空地线( OPGW)的结构,提供了设计测井光缆的启发。

在测井光缆结构中,使用不锈钢带焊接的密闭单元对光纤形成了有利的保护,考虑到大长度垂直布放以及油井的高温环境,钢管内不可能再使用填充复合物,油膏类填充物在这种结构和用途的光缆中已非必要,只需要考虑光纤在管中的位置固定问题,可以使用耐高温纱线一类的材料辅助定位。光缆结构中的镀锌钢线一方面提供必要的强度,另方面也具有耐腐蚀和耐高温(短时400℃)的特性。
传感光缆中的光纤
3D之家 目前用于传感光缆的光纤一般均为多模光纤。其中电缆、公路隧道的温度传感系统光缆在正常运行状态条件下工作温度一般不超过70℃,可以使用普通通信多模光纤。用于石油测井的光缆,其工作温度一般较高,有的油井温度高达400℃以上,而采用丙烯酸树脂涂层的普通光纤最高使用温度不超过100℃,这种条件下则必须使用耐高温光纤。

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