電力電纜油井分布式測(cè)溫

光纖傳感器用在很多場合的應(yīng)用,電纜隧道分布式光纖測(cè)溫，管道井下長距離監(jiān)測(cè)參數(shù)，光纖傳感器耐高壓、抗干擾、優(yōu)勢(shì)很多，價(jià)格合理，華光天銳廠家自主研發(fā)銷售。

光纖傳感是光纖用于通信之外的最大的應(yīng)用領(lǐng)域 , 并且對(duì)于工業(yè)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)具有重要的促進(jìn)作用 , 目前已廣泛使用于電力 、石油 、公路 、橋梁等領(lǐng)域 , 主要起到監(jiān)控 探測(cè) 、預(yù)報(bào)分析的作用 。

光纖傳感器按其測(cè)量對(duì)象的形狀可分為兩大類 ,

1、熒光光纖傳感器和布拉格光纖光柵為代表的點(diǎn)式傳感器 , 用于測(cè)量重要設(shè)備和裝置的重要部位 , 如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 、高壓變壓器繞組溫度等.

2、拉曼光時(shí)域反射儀為代表的分布式光纖傳感器 ,用于測(cè)量沿物體長度方向溫度關(guān)鍵參數(shù) , 如公路隧道和絕緣電力電纜沿線的溫度分布情況。在分布式光纖傳感系統(tǒng)中 , 沿被測(cè)對(duì)象安裝的光纜本身即構(gòu)成傳感器。

分布式光纖傳感器能夠測(cè)量溫度 、應(yīng)力 、氣體濃度 、油井多相流等多種參數(shù) , 但實(shí)際上目前技術(shù)上比較成熟的是溫度和應(yīng)力兩種傳感器 。尤其是溫度傳感器 , 不僅技術(shù)成熟且應(yīng)用廣泛 。在油井探測(cè)中 , 根據(jù)溫度數(shù)據(jù)可以間接推導(dǎo)粘度 、壓力等其它參數(shù) 。

1用于電力電纜分布式測(cè)溫的傳感光纜

城市電力電纜的敷設(shè)方式一般為土壤中直埋或在隧道中置放于電纜托架之上 , 并以后者的方式居多。傳感光纜以間隔綁扎的方式固定在電纜回路其中一相一般是溫升較高的相的表面。

測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)通過光纖的拉曼散射效應(yīng)測(cè)得電纜的表面溫度 , 并可以通過電纜的熱傳導(dǎo)方程計(jì)算獲得電纜導(dǎo)體的實(shí)時(shí)溫度 , 目前的技術(shù)水平能夠在的電纜長度內(nèi) , 測(cè)溫精度達(dá)到1 ℃, 位置分辨率達(dá)1米。通過該分布式測(cè)溫系統(tǒng)及分析軟件可以觀察到電纜的火災(zāi) 、絕緣臨界擊穿 、當(dāng)前輸送負(fù)荷 、實(shí)時(shí)載流量等狀態(tài) 。需要說明的是電纜表面的溫度是通過纜中的光纖感知的 , 而與電纜表面接觸的是光纜的表面 , 所以 , 在實(shí)際應(yīng)用中 , 溫度傳感系統(tǒng)對(duì)傳感光纜的結(jié)構(gòu)是忽略的 , 測(cè)試數(shù)據(jù)偏差在完全可接受范圍之內(nèi) 。

用于電力電纜溫度傳感的光纜會(huì)考慮光纜結(jié)構(gòu)的簡單、輕便、阻燃、柔韌性、便于移動(dòng)等特點(diǎn)，使用于公路、橋梁隧道的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所使用的傳感光纜結(jié)構(gòu)特性與用于電力電纜監(jiān)測(cè)的基本相同，

2、用于石油測(cè)井的分布式光纖傳感光纜
目前開采的油井，深度一般在3000米至10000米，以前為探測(cè)油藏信息使用電傳感器，裝在連續(xù)聯(lián)接而成的鋼管里面，埋入油井。這種方式不僅施工極度不便，而且由于探測(cè)信號(hào)為電信號(hào)，受制于探測(cè)距離和失真等因素，收集到的信息量較小且準(zhǔn)確度不高。后來發(fā)展了以FBG為代表的點(diǎn)式光纖傳感器，在需要進(jìn)行探測(cè)的位置通過光纜連接FBG，此方法在技術(shù)上前進(jìn)了一大步，不過仍然存在對(duì)油井?dāng)?shù)據(jù)信息探測(cè)不夠全面的問題，直至分布式傳感器的出現(xiàn)并應(yīng)用在石油測(cè)井領(lǐng)域。其對(duì)電磁干擾不敏感而且能承受極端條件，包括高溫、高壓（幾十兆帕以上）以及強(qiáng)烈的沖擊與振動(dòng)，可以高精度地測(cè)量井筒和井場環(huán)境參數(shù)，同時(shí)，具有分布式測(cè)量能力的光纖傳感器，可以測(cè)量被測(cè)量的空間分布，給出剖面信息。而且，光纖傳感器橫截面積小，在井筒中占據(jù)空間極小。
用于石油測(cè)井的點(diǎn)式光纖傳感器和分布式傳感器，都使用一段光纜埋入測(cè)試油井，所不同的是前者傳感器為光纜端頭連接的FBG，后者則是光纜本身。如果略去這些不同，僅考慮測(cè)井技術(shù)對(duì)光纜本身的要求，兩者是相同的，即需要考慮光纜耐受高溫、高壓、高腐蝕、高含氫環(huán)境以及大長度垂直布放的影響問題。電力系統(tǒng)使用的光纖復(fù)合架空地線( OPGW）的結(jié)構(gòu)，提供了設(shè)計(jì)測(cè)井光纜的啟發(fā)。

在測(cè)井光纜結(jié)構(gòu)中，使用不銹鋼帶焊接的密閉單元對(duì)光纖形成了有利的保護(hù)，考慮到大長度垂直布放以及油井的高溫環(huán)境，鋼管內(nèi)不可能再使用填充復(fù)合物，油膏類填充物在這種結(jié)構(gòu)和用途的光纜中已非必要，只需要考慮光纖在管中的位置固定問題，可以使用耐高溫紗線一類的材料輔助定位。光纜結(jié)構(gòu)中的鍍鋅鋼線一方面提供必要的強(qiáng)度，另方面也具有耐腐蝕和耐高溫（短時(shí)400℃）的特性。
傳感光纜中的光纖
目前用于傳感光纜的光纖一般均為多模光纖。其中電纜、公路隧道的溫度傳感系統(tǒng)光纜在正常運(yùn)行狀態(tài)條件下工作溫度一般不超過70℃，可以使用普通通信多模光纖。用于石油測(cè)井的光纜，其工作溫度一般較高，有的油井溫度高達(dá)400℃以上，而采用丙烯酸樹脂涂層的普通光纖最高使用溫度不超過100℃，這種條件下則必須使用耐高溫光纖。