可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法与流程

1.本发明涉及石油测井技术领域，尤其涉及一种可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法。


背景技术：

2.火驱作为稠油热采后期的关键接替技术，目前已经进入大规模现场实验阶段，火驱高温点火及动态调控是决定火驱是否成功的关键，目前火驱开发井存在点火状态不明、注气参数调整缺乏依据、电点火加热过程缺乏参照、纵向上吸气剖面不清等关键问题，如何实现点火过程的有效监测成为火驱是否成功的关键。针对火驱监测难题，已经研制成功超高温热电偶与超高温分布式光纤两种监测技术，但受电点火管柱及测试工艺限制，两种超高温监测技术只能将监测系统捆绑在油管外下入井中对点火井进行监测，油管中心通道留给电加热器进行加热，目前该技术仅适合于7寸套管以上的笼统点火井，对于5寸半套管井及分层点火井，无法进行有效的监测。为此研制了集测温于一体的可移动式电点火器，可移动式电点火器的电加热段与电缆采取各自制作完成后，需要将电加热段内部穿接的光纤与电缆中预制的光纤进行续接并进行保护，续接位置位于移动式电点火器冷端，为此需要采用耐高温材料保护；同时电缆中预制的光纤外铠与电缆的一根供电芯相接触，光纤外铠导电，而电加热段的光纤外铠与电加热器外部保护所用的连续油管相连接，为此需要采用绝缘材料进行保护；续接点同时也是电加热段与电缆的续接位置，需要保证小直径条件下续接有一定的强度，避免光纤被拉断或挤断，为此需要考虑特殊结构的保护。
3.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法，克服现有技术中存在的问题，采用三层续接保护层进行电点火器光缆的续接保护，三层续接保护层从内而外进行逐层保护，提高对接的安全性，保证电点火器实现点火监测一体化功能。
5.本发明的目的是这样实现的，一种可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构，包括绝缘包覆于电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤的对接部外侧的第一续接保护层，所述第一续接保护层的外侧径向间隔地套设第二续接保护层，所述第二续接保护层能绝缘地包覆于电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠外侧，所述第二续接保护层的外侧绝缘套设第三续接保护层。
6.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一续接保护层包括第一绝缘护管，所述第一绝缘护管的内径尺寸大于电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤的外径尺寸设置，所述第一绝缘护管的内壁与电加热段预留光纤的外壁之间构成第一内环空间，所述第一绝缘护管的内壁与供电电缆预留光纤的外壁之间构成第二内环空间，所述第一内环空间和所述第
二内环空间内填充有耐高温粘接单元。
7.在本发明的一较佳实施方式中，所述第二续接保护层包括第二绝缘护管，所述第二绝缘护管的两端分别密封抵靠套设于电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠上，所述第二绝缘护管的两端分别设置绝缘的定位套。
8.在本发明的一较佳实施方式中，所述定位套为绝缘胶布缠绕构成的绝缘套。
9.在本发明的一较佳实施方式中，所述第三续接保护层包括由耐高温绝缘胶布缠绕构成的缠结层，所述缠结层绝缘缠结包覆于第二绝缘护管和定位套的外侧。
10.在本发明的一较佳实施方式中，还包括第一光纤护管和第二光纤护管，所述第一光纤护管插设于电加热段预留光纤和电加热段预留光纤外铠之间，所述第二光纤护管插设于供电电缆预留光纤和供电电缆预留光纤外铠之间，所述第一光纤护管和所述第二光纤护管呈绝缘设置。
11.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一光纤护管和所述第二光纤护管为耐高温护管，耐热温度最高为300℃。
12.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一绝缘护管的管径为0.25mm，耐热温度最高为300℃。
13.在本发明的一较佳实施方式中，所述第二绝缘护管的管径为5mm，耐热温度最高为300℃。
14.本发明的目的还可以这样实现，一种可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接方法，将电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤的相邻端熔接构成对接部，在对接部的外侧包覆如前述的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构的第一续接保护层；在第一续接保护层的外侧的电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠上套设定位如前述的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构的第二续接保护层；在第二续接保护层外侧缠绕如前述的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构的第三续接保护层。
15.在本发明的一较佳实施方式中，可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接方法，包括以下步骤：
16.步骤a、预处理电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤，使电加热段预留光纤凸出外露于电加热段预留光纤外铠，供电电缆预留光纤凸出外露于供电电缆预留光纤外铠；
17.步骤b、将第二绝缘护管套于电加热段预留光纤外铠或供电电缆预留光纤外铠外侧；
18.步骤c、将第一绝缘护管套于电加热段预留光纤或供电电缆预留光纤外侧；
19.步骤d、对电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤的相邻端熔接构成对接部，在对接部外侧涂耐高温粘接单元，移动并转动第一绝缘护管使耐高温粘接单元均匀分布，高温固化粘接第一绝缘护管，完成第一续接保护层；
20.步骤e、移动第二绝缘护管，使其两端分别密封抵靠套设于电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠上，在第二绝缘护管的两端缠绕绝缘胶布构成的绝缘套，完成第二续接保护层；
21.步骤f、从第二续接保护层的一端向另一端缠绕耐高温绝缘胶布，完成第三续接保护层；
22.步骤g、电加热段导电芯与供电电缆导电芯导通，供电电缆外部的连续油管和电加
热段预留电缆外部的连续油管进行焊接，完成可测温的移动式电点火器的续接工作。
23.由上所述，本发明提供的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法具有如下有益效果：
24.本发明的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法中，采用三层续接保护层进行电点火器光缆的续接保护，三层续接保护层从内而外进行逐层保护，每层采用不同的工艺进行保护，每层保护均具有不同的作用，第一续接保护层能对电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤的对接部进行绝缘保护，并且进行机械保护，保证对接部及其两侧的机械强度，提高对接的安全性；第二续接保护层能对电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠进行绝缘保护，保证电加热段与供电电缆的外铠之间绝缘，并保证电加热段与供电电缆拉伸或压缩时，其内部的光纤不被拉伸或压缩；第三续接保护层对其内部的续接保护层的绝缘保护功能进行加强，确保续接的机械强度和绝缘性，保证电点火器外壁不带电，避免发生触电事故，保证电点火器实现点火监测一体化功能。
附图说明
25.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
26.图1：为本发明的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构的示意图。
27.图2：为本发明的第一续接保护层的结构示意图。
28.图3：为本发明的第二续接保护层的结构示意图。
29.图4：为电加热段预留光纤处的示意图。
30.图5：为供电电缆预留光纤处的示意图。
31.图中：
32.100、可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构；
33.1、第一续接保护层；11、第一绝缘护管；12、耐高温粘接单元；
34.2、第二续接保护层；21、第二绝缘护管；22、定位套；
35.3、第三续接保护层；
36.41、第一光纤护管；42、第二光纤护管；
37.91、电加热段预留光纤；911、光纤涂覆层；92、供电电缆预留光纤；93、电加热段预留光纤外铠；94、供电电缆预留光纤外铠；95、电加热段导电芯；96、供电电缆导电芯；97、电加热段连续油管；98、供电电缆连续油管。
具体实施方式
38.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
39.在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内
部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.如图1至图5所示，本发明提供一种可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构100，包括绝缘包覆于电加热段预留光纤91(现有技术，其外部套有电加热段预留光纤外铠93，电加热段预留光纤外铠93的外侧设有电加热段导电芯95)和供电电缆预留光纤92(现有技术，其外部套有供电电缆预留光纤外铠94，供电电缆预留光纤外铠94的外侧设有供电电缆导电芯96，供电电缆导电芯96与供电电缆预留光纤外铠94不绝缘，供电电缆导电芯96与电加热段导电芯95导通，且供电电缆导电芯96、供电电缆预留光纤外铠94均需要与电加热段预留光纤外铠93绝缘，避免电加热器带电)的对接部外侧的第一续接保护层1，第一续接保护层1的外侧径向间隔地套设第二续接保护层2，第二续接保护层2能绝缘地包覆于电加热段预留光纤外铠93和供电电缆预留光纤外铠94(电加热段预留光纤91外露于电加热段预留光纤外铠93，供电电缆预留光纤92外露于供电电缆预留光纤外铠94)外侧，第二续接保护层2的外侧绝缘套设第三续接保护层3。需对接的穿接光缆均位于连续油管内，完成三层续接保护层操作后，连接两侧的导电芯(电加热段导电芯95与供电电缆导电芯96)，并连接两侧的连续油管(电加热段连续油管97和供电电缆连续油管98)，即可完成续接工作。
42.本发明的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构中，采用三层续接保护层进行电点火器光缆的续接保护，三层续接保护层从内而外进行逐层保护，每层采用不同的工艺进行保护，每层保护均具有不同的作用，第一续接保护层能对电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤的对接部进行绝缘保护，并且进行机械保护，保证对接部及其两侧的机械强度，提高对接的安全性；第二续接保护层能对电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠进行绝缘保护，保证电加热段与供电电缆的外铠之间绝缘，并保证电加热段与供电电缆拉伸或压缩时，其内部的光纤不被拉伸或压缩；第三续接保护层对其内部的续接保护层的绝缘保护功能进行加强，确保续接的机械强度和绝缘性，保证电点火器外壁不带电，避免发生触电事故，保证电点火器实现点火监测一体化功能。
43.进一步，如图1、图2所示，第一续接保护层1包括第一绝缘护管11，第一绝缘护管11的内径尺寸大于电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92的外径尺寸设置，第一绝缘护管11的内壁与电加热段预留光纤91的外壁之间构成第一内环空间，第一绝缘护管11的内壁与供电电缆预留光纤92的外壁之间构成第二内环空间，第一内环空间和第二内环空间内填充有耐高温粘接单元12，耐高温粘接单元12的耐热温度最高为300℃。
44.在本实施方式中，第一绝缘护管11的管径为0.25mm，耐热温度最高为300℃。
45.进一步，如图1、图3所示，第二续接保护层2包括第二绝缘护管21，第二绝缘护管21的两端分别密封抵靠套设于电加热段预留光纤外铠93和供电电缆预留光纤外铠94上，第二绝缘护管21的两端分别设置绝缘的定位套22。
46.在本实施方式中，第二绝缘护管21的管径为5mm，耐热温度最高为300℃。
47.在本实施方式中，定位套22为绝缘胶布缠绕构成的绝缘套，定位套22能将第二绝缘护管21的两端缠绕固定；定位套22和第二绝缘护管21的外径相同设置。电加热器起下过程中，第二续接保护层2保证其两端的光纤外铠(电加热段预留光纤外铠93和供电电缆预留光纤外铠94)不会向内挤压造成其内部的光纤被挤压打结打弯。
48.进一步，如图1所示，第三续接保护层3包括由耐高温绝缘胶布缠绕构成的缠结层，缠结层绝缘缠结包覆于第二绝缘护管21和定位套22的外侧。实际操作过程中，从第二续接保护层2一侧向另一侧缠绕耐高温绝缘胶布，形成第三层保护，保证一定机械强度后，完成续接工作。耐高温绝缘胶布的耐热温度最高为300℃。
49.进一步，如图1所示，可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构100还包括第一光纤护管41和第二光纤护管42，第一光纤护管41插设于电加热段预留光纤91和电加热段预留光纤外铠93之间，第二光纤护管42插设于供电电缆预留光纤92和供电电缆预留光纤外铠94之间，第一光纤护管41和第二光纤护管42呈绝缘设置。在本实施方式中，第一光纤护管41和第二光纤护管42为耐高温护管，耐热温度最高为300℃。第一光纤护管41过盈固定于电加热段预留光纤91和电加热段预留光纤外铠93之间，第二光纤护管42过盈固定于供电电缆预留光纤92和供电电缆预留光纤外铠94之间，第一光纤护管41和第二光纤护管42的外端部均使用耐高温300℃胶带缠绕固定，第一光纤护管41保护电加热段预留光纤91避免其被电加热段预留光纤外铠93的端部切口割断，第二光纤护管42保护供电电缆预留光纤92避免其被供电电缆预留光纤外铠94的端部切口割断。
50.本发明还提供一种可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接方法，将电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92的相邻端熔接构成对接部，在对接部的外侧包覆前述的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构100的第一续接保护层1；在第一续接保护层1的外侧的电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠上套设定位前述的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构100的第二续接保护层2；在第二续接保护层2外侧缠绕前述的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构100的第三续接保护层3；最后连接电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92外侧的连续油管，完成续接工作。
51.具体地，该方法包括以下步骤：
52.步骤a、预处理电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤，使电加热段预留光纤91凸出外露于电加热段预留光纤外铠93，供电电缆预留光纤92凸出外露于供电电缆预留光纤外铠94；其状态如图4、图5所示，
53.光缆预留在制作电加热段与供电电缆时进行，预留长度原则上为光纤熔接机(现有技术，图中未示出)宽度的4～5倍，同时考虑光纤涂覆层911(现有技术，包覆于光纤外侧)剥除及光纤切割所需的余长；
54.对需要对接的电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92进行涂覆层(现有技术)剥除、断面切割；
55.两段光纤熔接外露于电加热段预留光纤外铠93与供电电缆预留光纤外铠94的端部，电加热段预留光纤91需要与供电电缆预留光纤92熔接后进行机械保护，电加热段预留光纤外铠93与供电电缆预留光纤外铠94需要采用耐高温300℃绝缘φ5mm第二绝缘护管21进行续接保护，续接后电加热段预留光纤外铠93与供电电缆预留光纤外铠94不能导电，两段的距离不能增大或缩小，同时能够承受300℃高温环境及一定的抗拉强度；
56.将第一光纤护管41插设于电加热段预留光纤91和电加热段预留光纤外铠93之间，将第二光纤护管42插设于供电电缆预留光纤92和供电电缆预留光纤外铠94之间，对电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92进行防外铠割伤防护；
57.步骤b、将第二绝缘护管21套于电加热段预留光纤外铠93或供电电缆预留光纤外铠94外侧；
58.第二绝缘护管21套于电加热段预留光纤外铠93或供电电缆预留光纤外铠94(一般取较长一侧)临时固定备用；
59.步骤c、将第一绝缘护管11套于电加热段预留光纤91或供电电缆预留光纤92外侧；
60.第一绝缘护管11套于电加热段预留光纤91或供电电缆预留光纤92(一般取较长一侧)，穿过后悬挂固定备用；
61.步骤d、对电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92的相邻端熔接构成对接部，在对接部外侧涂耐高温粘接单元12，移动并转动第一绝缘护管11使耐高温粘接单元12均匀分布，高温固化粘接第一绝缘护管11，完成第一续接保护层1，如图2所示；
62.采用光纤熔接机熔接电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92，熔接后两段光纤的对接部没有涂覆层保护，不具备任何机械强度，需要进行保护。
63.对接部(裸露处)涂抹耐高温粘接单元12，将耐高温的第一绝缘护管11向另外一侧(电加热段预留光纤91向供电电缆预留光纤92或供电电缆预留光纤92向电加热段预留光纤91)一边旋转一边缓慢移动，直至其末端(移动方向上的尾端)越过对接部，且其前端(移动方向上的首端)与另一侧的涂覆层重叠后再反向向回移动，其目的在于将耐高温粘接单元12(耐高温粘接剂)均匀的充满第一绝缘护管11内部，最后将第一绝缘护管11的长度中心位置对准对接部，用高温固化工艺进行粘接保护，完成光纤的续接保护；
64.步骤e、移动第二绝缘护管21，使其两端分别密封抵靠套设于电加热段预留光纤外铠93和供电电缆预留光纤外铠94上，在第二绝缘护管21的两端缠绕绝缘胶布构成的绝缘套，完成第二续接保护层2，如图3所示；
65.具体地，调整电加热段预留光纤外铠93或供电电缆预留光纤外铠94之间的间距，使其间距等于电加热段预留光纤91和供电电缆预留光纤92熔接后露出部分额总长度；
66.将第二绝缘护管21向另外一侧(电加热段预留光纤91向供电电缆预留光纤92或供电电缆预留光纤92向电加热段预留光纤91)移动，使其长度中心对准光纤对接部，第二绝缘护管21与电加热段预留光纤外铠93或供电电缆预留光纤外铠94重叠部分长度相等(即两端的套设距离相等)。
67.用耐高温绝缘胶带分别在第二绝缘护管21的两端缠绕成定位套22，定位套22的外径尺寸与第二绝缘护管21的外径尺寸相同，其目的为保证光缆上下压缩时电加热段预留光纤外铠93和供电电缆预留光纤外铠94之间不断开，其内部光纤不扭曲；
68.步骤f、从第二续接保护层2的一端向另一端缠绕耐高温绝缘胶布，完成第三续接保护层3，如图1所示。
69.具体地，用耐高温绝缘胶带从第二续接保护层2的一端(留有足够长的粘接距离)开始缠接，直至第二续接保护层2的另一端多缠绕出足够长的粘接距离，反复多层，形成耐高温300℃的第三续接保护层3，其目的是保证电加热段与供电电缆段承受拉力时，其内部的光纤不承受任何拉力；
70.步骤g、电加热段导电芯95与供电电缆导电芯96(现有技术)导通，供电电缆外部的连续油管和电加热段预留电缆外部的连续油管(现有技术，其均位于连续油管内，电加热段连续油管97和供电电缆连续油管98)进行焊接，完成可测温的移动式电点火器的续接工作。
71.由上所述，本发明提供的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法具有如下有益效果：
72.本发明的可测温的移动式电点火器内穿接光缆的续接结构及方法中，采用三层续接保护层进行电点火器光缆的续接保护，三层续接保护层从内而外进行逐层保护，每层采用不同的工艺进行保护，每层保护均具有不同的作用，第一续接保护层能对电加热段预留光纤和供电电缆预留光纤的对接部进行绝缘保护，并且进行机械保护，保证对接部及其两侧的机械强度，提高对接的安全性；第二续接保护层能对电加热段预留光纤外铠和供电电缆预留光纤外铠进行绝缘保护，保证电加热段与供电电缆的外铠之间绝缘，并保证电加热段与供电电缆拉伸或压缩时，其内部的光纤不被拉伸或压缩；第三续接保护层对其内部的续接保护层的绝缘保护功能进行加强，确保续接的机械强度和绝缘性，保证电点火器外壁不带电，避免发生触电事故，保证电点火器实现点火监测一体化功能。
73.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。