[发明专利]一种应用液体工质在管线中进行光纤敷设的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤的敷设方法，特别是关于一种应用液体工质在管线中进行光纤(直径125μm‐255μm)敷设的方法。

背景技术

目前，油田中光纤传感以其分布式、耐高温、抗电磁干扰等特性被广泛应用于油田开采、油气或电力管道输运监测中，展示了光纤传感技术广泛的应用领域。

传统的光纤敷设方法采用空气或氮气等气体为泵送光纤的介质，并在电信领域得到了广泛应用。但应用气体敷设的光纤或光缆最小直径大概在1mm左右，再小由于气体本身的拖拽效应明显下降将无法驱动光纤或光缆进入。因此，气体敷设方式多用于光缆(直径1mm以上)的敷设，并不适用于光纤(一般直径在125μm到255μm之间)的敷设。此外，在油田领域，由于井下高温高压环境，应用气体敷设将增大安全隐患，也不建议使用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种应用液体工质在管线中进行光纤敷设的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种应用液体工质在管线中进行光纤敷设的方法，其特征在于，该方法利用液体工质与光纤间的摩擦力作为拖拽力，将光纤带入敷设目标管路。

当应用该方法进行光缆加工时，包括以下步骤：

1)在敷设目标管线入口处连接三通，将三通的其中一进口连接液体驱动与回收系统，另一进口连接光纤供应系统，出口则连接敷设目标管线；

2)开启液体驱动与回收系统，将液体工质泵送入敷设目标管路中，然后开启光纤供应系统将新光纤缓慢送入三通，利用液体工质的拖拽力将新光纤带入敷设目标管路；

3)当新光纤到达待敷设的长度后，关闭液体驱动与回收系统和光纤供应系统，完成新光纤的敷设。

当应用该方法进行不考虑光纤替换的井下光纤敷设时，包括以下步骤：

1)在油井内存在一根辅助管线与敷设目标管线组成U型结构，并在两根管线的U型端设置U型接头，构建两根管线间的液体连通通道；

2)在敷设目标管线入口处连接三通，将三通的其中一进口连接液体驱动与回收系统，另一进口连接光纤供应系统，出口则连接敷设目标管线，将辅助管线的出口连接液体驱动与回收系统；

3)首先开启液体驱动与回收系统，将液体工质泵送入敷设目标管路中，然后开启光纤供应系统将新光纤缓慢送入三通，利用液体工质的拖拽力将新光纤带入敷设目标管路；

4)当新光纤到达待敷设的长度后，关闭液体驱动与回收系统和光纤供应系统，完成新光纤敷设。

当应用该方法进行光纤置换时，包括以下步骤：

1)含有旧光纤的管线与敷设目标管线组成U型结构，在两根管线的U型端设置U型接头，构建两根管线间的液体连通通道；

2)在敷设目标管线入口处连接三通，将三通的其中一进口连接液体驱动与回收系统，另一进口连接光纤供应系统，出口则连接敷设目标管线，将辅助管线的出口连接液体驱动与回收系统；

3)进行旧光纤泵出操作时，开启液体驱动与回收系统，将液体工质泵送入敷设目标管路中，利用液体工质的拖拽力将辅助管线中的旧光纤泵出并随液体工质进入液体驱动与回收系统被回收；

4)待旧光纤泵出后，开启光纤供应系统将新光纤缓慢送入三通，利用液体工质的拖拽力将新光纤带入敷设目标管路；

5)当新光纤到达待敷设的长度后，关闭液体驱动与回收系统和光纤供应系统，完成光纤置换。

在一个优选的实施例中，当完成新光纤敷设或光纤置换之后，进行管线内液体吹出操作，具体操作过程如下：

首先断开三通和液体驱动与回收系统的连接，并将光纤供应系统切换为气体供给系统；然后开启气体供给系统，将气体泵入敷设目标管路，液体工质将在高压气体的推动下不断被排出至液体驱动与回收系统；持续吹扫直至液体驱动与回收系统接收到的流体不再含有液体工质，关闭气体供给系统，完成敷设目标管路内液体吹出操作。

在一个优选的实施例中，光纤供应系统主要由旋转电机、力矩控制器、光纤盘和旋转圈数计数器组成。

在一个优选的实施例中，液体工质的选择标准如下：

低温情况：环境温度为0～100℃时，液体工质选择水；

中高温情况：环境温度为100～300℃时，液体选择异丙醇。

在一个优选的实施例中，敷设目标管线的内径设计标准如下：

(1)管线内径的设计下限应使得流体在管线内流动时处于层流状态，或雷诺数小于2300；

(2)管线内径的设计下限应使得光纤所承受的拖拽力小于光纤抗拉强度。