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    2. 電力電纜油井分布式測溫

      光纖傳感器

      光纖傳感器用在很多場合的應用,電纜隧道分布式光纖測溫,管道井下長距離監測參數,光纖傳感器耐高壓、抗干擾、優勢很多,價格合理,華光天銳廠家自主研發銷售。

      光纖傳感是光纖用于通信之外的最大的應用領域 , 并且對于工業技術發展的推動具有重要的促進作用 , 目前已廣泛使用于電力 、石油 、公路 、橋梁等領域 , 主要起到監控 探測 、預報分析的作用 。

      光纖傳感器按其測量對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式傳感器 , 用于測量重要設備和裝置的重要部位 , 如發電機轉子 、高壓變壓器繞組溫度等.

      2、拉曼光時域反射儀為代表的分布式光纖傳感器 ,用于測量沿物體長度方向溫度關鍵參數 , 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中 , 沿被測對象安裝的光纜本身即構成傳感器。

      分布式光纖傳感器能夠測量溫度 、應力 、氣體濃度 、油井多相流等多種參數 , 但實際上目前技術上比較成熟的是溫度和應力兩種傳感器 。尤其是溫度傳感器 , 不僅技術成熟且應用廣泛 。在油井探測中 , 根據溫度數據可以間接推導粘度 、壓力等其它參數 。

      1用于電力電纜分布式測溫的傳感光纜

      城市電力電纜的敷設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。

      測溫系統主機通過光纖的拉曼散射效應測得電纜的表面溫度 , 并可以通過電纜的熱傳導方程計算獲得電纜導體的實時溫度 , 目前的技術水平能夠在的電纜長度內 , 測溫精度達到1 ℃, 位置分辨率達1米。通過該分布式測溫系統及分析軟件可以觀察到電纜的火災 、絕緣臨界擊穿 、當前輸送負荷 、實時載流量等狀態 。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 , 在實際應用中 , 溫度傳感系統對傳感光纜的結構是忽略的 , 測試數據偏差在完全可接受范圍之內 。

      用于電力電纜溫度傳感的光纜會考慮光纜結構的簡單、輕便、阻燃、柔韌性、便于移動等特點,使用于公路、橋梁隧道的溫度監測系統所使用的傳感光纜結構特性與用于電力電纜監測的基本相同,

      2、用于石油測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,以前為探測油藏信息使用電傳感器,裝在連續聯接而成的鋼管里面,埋入油井。這種方式不僅施工極度不便,而且由于探測信號為電信號,受制于探測距離和失真等因素,收集到的信息量較小且準確度不高。后來發展了以FBG為代表的點式光纖傳感器,在需要進行探測的位置通過光纜連接FBG,此方法在技術上前進了一大步,不過仍然存在對油井數據信息探測不夠全面的問題,直至分布式傳感器的出現并應用在石油測井領域。其對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)以及強烈的沖擊與振動,可以高精度地測量井筒和井場環境參數,同時,具有分布式測量能力的光纖傳感器,可以測量被測量的空間分布,給出剖面信息。而且,光纖傳感器橫截面積小,在井筒中占據空間極小。
      用于石油測井的點式光纖傳感器和分布式傳感器,都使用一段光纜埋入測試油井,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,僅考慮測井技術對光纜本身的要求,兩者是相同的,即需要考慮光纜耐受高溫、高壓、高腐蝕、高含氫環境以及大長度垂直布放的影響問題。電力系統使用的光纖復合架空地線( OPGW)的結構,提供了設計測井光纜的啟發。

      在測井光纜結構中,使用不銹鋼帶焊接的密閉單元對光纖形成了有利的保護,考慮到大長度垂直布放以及油井的高溫環境,鋼管內不可能再使用填充復合物,油膏類填充物在這種結構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。光纜結構中的鍍鋅鋼線一方面提供必要的強度,另方面也具有耐腐蝕和耐高溫(短時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光纜在正常運行狀態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。用于石油測井的光纜,其工作溫度一般較高,有的油井溫度高達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。

      關鍵詞:

      光纖聯系

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