КОМПОНЕНТЫ ОПТИКО-ВОЛОКОННОГО НЕСУЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ВО ВНЕШНИХ СЛОЯХ НЕСУЩЕГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2022 года по МПК G02B6/44 

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет заявки на патент США с серийным номером 15/686,326, которая была подана 25 августа 2017 г. Содержание этой приоритетной заявки полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Это раскрытие относится к системам и способам защиты оптического волокна внутри скважинного кабеля, сейсмического кабеля или другого кабеля при одновременном снижении потери качества сигнала на оптическом волокне.

[0003] Этот раздел предназначен для ознакомления читателя с различными аспектами техники, которые могут быть связаны с различными аспектами предлагаемой технологии, которые описаны и/или заявлены ниже. Считается, что это обсуждение полезно для предоставления читателю информации об уровне техники, чтобы облегчить лучшее понимание различных аспектов настоящего раскрытия. Соответственно, следует понимать, что эти заявления следует читать в этом свете, а не как какое-либо признание.

[0004] Добыча углеводородов из ствола скважины, пробуренной в геологической формации, является чрезвычайно сложной задачей. Во многих случаях решения, связанные с разведкой и добычей углеводородов, могут основываться на измерениях с помощью внутрискважинных каротажных приборов, которые спускаются вглубь ствола скважины. Указанные измерения могут использоваться для определения свойств и характеристик геологической формации, окружающей ствол скважины. Таким образом, когда исследуется ствол скважины для определения физического состояния флюида в стволе скважины, газа в стволе скважины или самого ствола скважины, может быть желательно поместить кабель с соответствующими измерительными приборами и/или датчиками в ствол скважины.

[0005] Такие измерительные приборы и/или датчики могут содержать одно или большее количество оптических волокон, которые могут обеспечивать высокоскоростную телеметрию, устойчивую к электромагнитным помехам (electromagnetic interference - EMI) для системы обработки данных, соединенной с концом кабеля. Чтобы уменьшить вероятность потенциального повреждения оптических волокон, одно или большее количество оптических волокон могут быть размещены внутри защитных структур в сердечнике кабеля. Однако такая защита может привести к потере качества сигнала от оптических волокон, поскольку кабельный сердечник относительно изолирован от изменений в среде ствола скважины из-за армирующих проволочных несущих элементов, которые окружают и/или защищают кабельный сердечник.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Сущность некоторых вариантов осуществления, раскрытых в данном документе, изложена ниже. Следует понимать, что эти аспекты представлены просто для того, чтобы предоставить читателю краткую сущность этих определенных вариантов осуществления, и что эти аспекты не предназначены для ограничения объема этого раскрытия. Действительно, это раскрытие может охватывать множество аспектов, которые не могут быть изложены ниже.

[0007] В одном примере кабель содержит кабельный сердечник и несколько армирующих проволочных несущих элементов, которые окружают кабельный сердечник. Первый армирующий проволочный несущий элемент из армирующих проволочных несущих элементов содержит первое оптическое волокно.

[0008] В другом примере способ включает в себя вставку первого оптического волокна в пространство, сформированное в одной или большем количестве проволок, закрывание указанного пространства, чтобы закрыть первое оптическое волокно в структуре, вмещающей оптическое волокно, и экструдирование первой полимерной трубки поверх структуры, вмещающей оптическое волокно.

[0009] В другом примере кабель содержит первую группу проволочных элементов и вторую группу проволочных элементов, расположенных по окружности вокруг центра кабеля. Указанная первая группа может находиться на первом радиальном расстоянии от центра кабеля, а вторая указанная группа может находиться на втором, более дальнем радиальном расстоянии от центра кабеля. Первый проволочный элемент указанной второй группы проволочных элементов вмещает первое оптическое волокно.

[0010] Различные уточнения признаков, отмеченных выше, могут быть предприняты в связи с различными аспектами настоящего раскрытия. Дополнительные признаки также могут быть включены в эти различные аспекты. Эти уточнения и дополнительные признаки могут существовать индивидуально или в любой комбинации. Например, различные признаки, обсуждаемые ниже в связи с одним или большим количеством проиллюстрированных вариантов осуществления, могут быть включены в любой из вышеописанных аспектов настоящего раскрытия отдельно или в любой комбинации. Краткая сущность, представленная выше, предназначена для ознакомления читателя с некоторыми аспектами и контекстами вариантов осуществления настоящего раскрытия без ограничения заявленного объекта изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0011] Различные аспекты этого раскрытия могут быть лучше поняты после прочтения следующего подробного описания и со ссылкой на графические материалы, на которых:

[0012] фиг. 1 представляет собой принципиальную схему системы каротажа ствола скважины и кабеля, который может получать данные измерений по длине ствола скважины, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0013] фиг. 2а представляет собой вид в поперечном разрезе кабеля в соответствии с фиг. 1, который иллюстрирует оптико-волоконный кабель, помещенный внутри армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который окружает кабельный сердечник, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0014] фиг. 2b представляет собой вид в поперечном разрезе кабеля для морских работ, который иллюстрирует оптико-волоконный кабель, помещенный внутри армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который окружает сердечник кабеля для морских работ, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0015] фиг. 3 представляет собой способ изготовления круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0016] фиг. 4 представляет собой вид в поперечном разрезе круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0017] фиг. 5 представляет собой вид в поперечном разрезе круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит воздух в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0018] фиг. 6 представляет собой вид в поперечном разрезе круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит силиконовый полимер в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0019] фиг. 7 представляет собой вид в поперечном разрезе круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит в качестве наполнительного материала полимер, отверждаемый под действием ультрафиолетового (УФ) излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0020] фиг. 8 представляет собой вид в поперечном разрезе круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 5, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0021] фиг. 9 представляет собой вид в поперечном разрезе круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 6, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0022] фиг. 10 представляет собой вид в поперечном разрезе круглой структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 7, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0023] фиг. 11 представляет собой способ изготовления структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0024] фиг. 12 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0025] фиг. 13 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, которая содержит воздух в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0026] фиг. 14 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, которая содержит силиконовый полимер в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0027] фиг. 15 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, которая содержит в качестве наполнительного материала полимер, отверждаемый под действием УФ излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0028] фиг. 16 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 13, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0029] фиг. 17 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 14, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0030] фиг. 18 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с канавкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 15, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0031] фиг. 19 представляет собой способ изготовления С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0032] фиг. 20 представляет собой вид в поперечном разрезе С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0033] фиг. 21 представляет собой вид в поперечном разрезе С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит воздух в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0034] фиг. 22 представляет собой вид в поперечном разрезе С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит силиконовый полимер в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0035] фиг. 23 представляет собой вид в поперечном разрезе С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит в качестве наполнительного материала полимер, отверждаемый под действием УФ излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0036] фиг. 24 представляет собой вид в поперечном разрезе С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 21, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0037] фиг. 25 представляет собой вид в поперечном разрезе С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 22, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0038] фиг. 26 представляет собой вид в поперечном разрезе С-образной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 23, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0039] фиг. 27 представляет собой способ изготовления многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0040] фиг. 28 представляет собой вид в поперечном разрезе многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0041] фиг. 29 представляет собой вид в поперечном разрезе многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит воздух в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0042] фиг. 30 представляет собой вид в поперечном разрезе многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит силиконовый полимер в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0043] фиг. 31 представляет собой вид в поперечном разрезе многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, которая содержит в качестве наполнительного материала полимер, отверждаемый под действием УФ излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0044] фиг. 32 представляет собой вид в поперечном разрезе многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 29, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0045] фиг. 33 представляет собой вид в поперечном разрезе многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 30, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0046] фиг. 34 представляет собой вид в поперечном разрезе многоканальной структуры, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 31, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0047] фиг. 35 представляет собой способ изготовления структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0048] фиг. 36 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, описанной на фиг. 35, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0049] фиг. 37 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, которая содержит воздух в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0050] фиг. 38 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, которая содержит силиконовый полимер в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0051] фиг. 39 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, которая содержит в качестве наполнительного материала полимер, отверждаемый под действием УФ излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0052] фиг. 40 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 37, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0053] фиг. 41 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 38, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0054] фиг. 42 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 39, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0055] фиг. 43 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 37, которая содержит адгезивно связанный колпачок, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0056] фиг. 44 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 38, которая содержит адгезивно связанный колпачок, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0057] фиг. 45 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с колпачком, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 39, которая содержит адгезивно связанный колпачок, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0058] фиг. 46 представляет собой способ изготовления структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0059] фиг. 47 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, описанной на фиг. 46, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0060] фиг. 48 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, которая содержит воздух в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0061] фиг. 49 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, которая содержит силиконовый полимер в качестве наполнительного материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0062] фиг. 50 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, которая содержит в качестве наполнительного материала полимер, отверждаемый под действием УФ излучения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0063] фиг. 51 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 48, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0064] фиг. 52 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 49, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0065] фиг. 53 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 50, которая содержит внешний полимерный слой, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0066] фиг. 54 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 48, которая содержит запрессованную проволочную заглушку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0067] фиг. 55 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 49, которая содержит запрессованную проволочную заглушку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0068] фиг. 56 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 50, запрессованную проволочную заглушку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0069] фиг. 57 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 48, которая содержит заваренную проволочную заглушку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0070] фиг. 58 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 49, которая содержит заваренную проволочную заглушку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0071] фиг. 59 представляет собой вид в поперечном разрезе структуры с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, в соответствии с фиг. 50, которая содержит заваренную проволочную заглушку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0072] фиг. 60 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит круглую структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 8, заключенную в плотно прилегающую внешнюю металлическую трубку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0073] фиг. 61 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с канавкой, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 16, заключенную в плотно прилегающую внешнюю металлическую трубку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0074] фиг. 62 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит С-образную структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 24, заключенную в плотно прилегающую внешнюю металлическую трубку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0075] фиг. 63 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит многоканальную структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 32, заключенную в плотно прилегающую внешнюю металлическую трубку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0076] фиг. 64 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с колпачком, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 40, заключенную в плотно прилегающую внешнюю металлическую трубку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0077] фиг. 65 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с заглушкой, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 51, заключенную в плотно прилегающую внешнюю металлическую трубку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0078] фиг. 66 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит круглую структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 8, заключенную в неплотно прилегающую внешнюю металлическую трубку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0079] фиг. 67 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит круглую структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 8, заключенную в полимерную оболочку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0080] фиг. 68 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с канавкой, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 16, заключенную в полимерную оболочку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0081] фиг. 69 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит С-образную структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 24, заключенную в полимерную оболочку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0082] фиг. 70 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит многоканальную структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 32, заключенную в полимерную оболочку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0083] фиг. 71 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с колпачком, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 40, заключенную в полимерную оболочку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0084] фиг. 72 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с заглушкой, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 51, заключенную в полимерную оболочку, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0085] фиг. 73 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит круглую структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 8, заключенную в проволочную броню, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0086] фиг. 74 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с канавкой, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 16, заключенную в проволочную броню, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0087] фиг. 75 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит С-образную структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 24, заключенную в проволочную броню, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0088] фиг. 76 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит многоканальную структуру, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 32, заключенную в проволочную броню, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия;

[0089] фиг. 77 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с колпачком, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 40, заключенную в проволочную броню, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия; и

[0090] фиг. 78 представляет собой вид в поперечном разрезе армирующего проволочного несущего элемента, вмещающего оптическое волокно, который содержит структуру с заглушкой, вмещающую оптическое волокно, в соответствии с фиг. 51, заключенную в проволочную броню, в соответствии с вариантом осуществления настоящего раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0091] Ниже будут описаны один или большее количество конкретных вариантов осуществления настоящего раскрытия. Эти описанные варианты осуществления являются примерами раскрытых в настоящее время технологий. Помимо этого, в попытке предоставить краткое описание этих вариантов осуществления изобретения в описании могут быть описаны не всепризнаки фактической реализации. Следует принимать во внимание, что при разработке любой такой фактической реализации, как и в любой инженерной или опытно-конструкторской разработке, необходимопринимать многочисленные конкретные решения для реализации для достижения конкретных целей разработчиков, таких как соблюдение связанных с системой и связанных с бизнесом ограничений, которые будут изменяться в зависимости от варианта реализации. Кроме того, следует понимать, что такие усилия по разработке могут быть сложными и трудоемкими, но все же будут обычным делом по проектированию, изготовлению и производству для специалистов в данной области техники, пользующихся преимуществом этого раскрытия.

[0092] При описании элементов различных вариантов осуществления настоящего раскрытия, единственное число может обозначать один или большее количество таких элементов. Термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» являются включающими и означают, что могут присутствовать дополнительные элементы, отличные от перечисленных элементов. Кроме того, следует понимать, что ссылки на «один вариант осуществления изобретения» или «вариант осуществления изобретения» по данному раскрытию не предназначены для толкования как исключающие существование дополнительных вариантов осуществления изобретения, которые также включают приведенные признаки.

[0093] Учитывая это, на фиг. 1 проиллюстрирована система 10 каротажа скважины, которая может использовать системы и способы этого раскрытия. Система 10 каротажа скважины может использоваться для транспортировки скважинного прибора 12 или другого груза сквозь геологическую формацию 14 через ствол 16 скважины. Скважинный прибор 12 может транспортироваться по кабелю 18 посредством системы 20 каротажных лебедок. Хотя система 20 каротажных лебедок схематично показана на фиг. 1 в качестве мобильной системы каротажных лебедок, которую несет грузовик, система 20 каротажных лебедок может быть по существу зафиксированной (например, долгосрочная установка, которая является по существу постоянной или модульной). Может использоваться любой подходящий кабель 18 для каротажа скважины. Кабель 18 может быть намотан и смотан на барабане 22, и вспомогательный источник 24 энергии может подавать энергию в систему 20 каротажных лебедок и/или скважинный прибор 12.

[0094] Кабель 18 может дополнительно содержать одно или большее количество оптических волокон, заделанных в кабельный сердечник или армирующие проволочные несущие элементы кабеля 18, которые могут собирать данные (например, такие как температура, давление, деформация, сейсмическая активность или другие требуемые параметры) относительно внутреннего состояния ствола скважины 16. Одно или большее количество оптических волокон могут передавать данные в систему 20 каротажных лебедок.

[0095] Скважинный прибор 12 и/или кабель 18 могут предоставлять каротажные измерения 26 в систему 28 обработки данных посредством любой подходящей телеметрии (например, посредством электрических сигналов, импульсно посылаемых через геологическую формацию 14 или посредством телеметрии пульсации бурового раствора). Система 28 обработки данных может обрабатывать каротажные измерения 26, которые могут указывать определенные свойства ствола 16 скважины (например, температуру, давление, деформацию, сейсмическую активность или другие требуемые параметры), которые в противном случае могли бы быть неразличимы оператором-человеком.

[0096] С этой целью система 28 обработки данных, таким образом, может быть любой электронной системой обработки данных, которая может использоваться для реализации систем и способов этого раскрытия. Например, система 28 обработки данных может содержать процессор 30, который может выполнять инструкции, хранящиеся в запоминающем устройстве 32 и/или накопителе информации 34. По существу, запоминающее устройство 32 и/или накопитель информации 34 системы 28 обработки данных могут быть любым подходящим изделием промышленного производства, которое может хранить инструкции. Запоминающее устройство 32 и/или накопитель информации 34 может быть постоянным запоминающим устройством ПЗУ, оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), электрически перепрограммируемым постоянным запоминающее устройство, оптическим носителем данных или жестким диском, чтобы назвать несколько примеров. Дисплей 36, который может быть любым подходящим электронным дисплеем, может обеспечивать визуализацию каротажа скважины или другую индикацию свойств в геологической формации 14 или стволе 16 скважины, используя каротажные измерения 26.

[0097] На фиг. 2а представлен вид в поперечном разрезе одного варианта осуществления кабеля 18. Кабель 18 может содержать кабельный сердечник 40, который может быть окружен по окружности одним или большим количеством армирующих проволочных несущих элементов 42. Армирующие проволочные несущие элементы 42 могут быть обмотаны (например, спирально намотаны) вокруг кабельного сердечника 40, проходить в продольном направлении по длине кабельного сердечника 40 или располагаться вокруг кабельного сердечника 40 любым способом, подходящим для окружения кабельного сердечника 40. Армирующие проволочные несущие элементы 42 могут физически защищать кабельный сердечник 40 и могут придавать дополнительную жесткость кабелю 18. Кроме того, армирующие проволочные несущие элементы 42 могут поддерживать массу кабеля 18 и уменьшать нагрузку на кабельный сердечник 40.

[0098] Кабельный сердечник 40 может содержать один или большее количество сигнальных кабелей 44. Сигнальные кабели 44 могут содержать внутренние проволоки 46, расположенные в защитных структурах 48. Внутренние проволоки 46 могут содержать датчики (например, одно или большее количество оптических волокон 50), медные проволоки или любые другие подходящие проволоки, требуемые внутри кабеля 18. Внутренние проволоки 46 могут передавать инструктивные сигналы или электроэнергию компоненту, соединенному с концом кабеля 18 (например, скважинному прибору 12). Одно или большее количество оптических волокон 50 внутри кабельного сердечника 40 могут измерять внутренние условия ствола 16 скважины и передавать данные относительно внутренних условий в систему 28 обработки данных. Защитные структуры 48 могут заключать в себе внутренние проволоки 46 и физически защищать внутренние проволоки во время эксплуатации кабеля 18. Хотя одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть менее подвержены физическим повреждениям при размещении в кабельном сердечнике 40, качество сигнала одного или большего количества оптических волокон 50 может быть ухудшено в такой конфигурации. Для достижения лучшего отношения сигнал/шум в отношении отслеживаемых параметров (например, температуры, давления, сейсмического профилирования или других) одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены вблизи внешнего периметра кабеля 18. Располагая одно или большее количество оптических волокон 50 внутри одного или большего количества армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно, одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены по периметру кабеля 18, в то же время все еще получая физическую защиту посредством армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно. Армирующие проволочные несущие элементы 52, вмещающие оптическое волокно, могут быть дополнительно расположены внутри кабельного сердечника 40 кабеля 18. Каждый армирующий проволочный несущий элемент 52, вмещающий оптическое волокно, может содержать структуру 54, вмещающую оптическое волокно, которая содержит одно или большее количество оптических волокон 50. Структура 54, вмещающая оптическое волокно, может быть заключена по окружности в тонкий полимерный слой 56. Тонкий полимерный слой 56 может быть дополнительно заключен в защитный экран 58 (например, сварную трубку, толстый полимерный слой, металлические проволоки).

[0099] На фиг. 2b представлен вид в поперечном разрезе кабеля 55 для морских работ. Кабель 55 для морских работ может содержать кабельный сердечник 40. Кабельный сердечник 40 может содержать один или большее количество сигнальных кабелей 44. Сигнальные кабели 44 могут содержать внутренние проволоки 46, расположенные в защитных структурах 48. Внутренние проволоки 46 могут содержать датчики (например, одно или большее количество оптических волокон 50), медные проволоки или любые другие подходящие проволоки, требуемые внутри кабеля 55 для морских работ. Внутренние проволоки 46 могут передавать инструктивные сигналы или электроэнергию компоненту, соединенному с концом кабеля 55 для морских работ (например, скважинному прибору 12). Защитные структуры 48 могут заключать в себе внутренние проволоки 46 и физически защищать внутренние проволоки во время эксплуатации кабеля 55 для морских работ. Хотя одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть менее подвержены физическим повреждениям при размещении в кабельном сердечнике 40, качество сигнала одного или большего количества оптических волокон 50 может быть ухудшено в такой конфигурации. Для достижения лучшего отношения сигнал/шум в отношении отслеживаемых параметров (например, температуры, давления, сейсмического профилирования или других) одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены вблизи внешнего периметра кабеля 55 для морских работ. Располагая одно или большее количество оптических волокон 50 внутри одного или большего количества армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно, одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены по периметру кабеля 55 для морских работ, в то же время все еще получая физическую защиту посредством армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно. Армирующие проволочные несущие элементы 52, вмещающие оптическое волокно, могут быть расположены внутри экранирующего слоя 57 кабеля 55 для морских работ. Экранирующий слой 57 может быть дополнительно заключен в защитный внешний слой 59. Армирующие проволочные несущие элементы 52, вмещающие оптическое волокно, могут быть дополнительно расположены внутри кабельного сердечника 40 кабеля 55 для морских работ.

[00100] На фиг. 3-78 проиллюстрированы различные способы сборки и/или варианты осуществления структуры 54, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно. Фиг. 3 представляет собой способ 60 сборки круглой структуры 54а, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента 52, вмещающего оптическое волокно. Круглая структура 54а, вмещающая оптическое волокно, и ее различные варианты осуществления показаны на фиг. 5-10. Блок 64 относится к фиг. 4. Круглая структура 54а, вмещающая оптическое волокно, может содержать две стальные проволоки 62 полукруглого (или более двух частично круглых) профиля, которые заключают в себе одно или большее количество оптических волокон 50. Пример в соответствии с фиг. 3-10 показывает две стальные проволоки 62 полукруглого профиля по существу одинаковых размеров, но в некоторых вариантах осуществления одна из них может охватывать больше полукруга, а другая меньше полукруга. В других вариантах осуществления более двух стальных проволок 62 могут иметь частично полукруглые профили, которые в совокупности образуют круглую форму. В еще других вариантах осуществления стальные проволоки 62 могут образовывать некруглую или овальную форму. Для краткости стальные проволоки 62 рассматриваются как полукруглые, но следует принимать во внимание, что в этом раскрытии рассматриваются любые подходящие размеры. Стальные проволоки 62 полукруглого профиля могут представлять собой оцинкованную улучшенную высококачественную сталь, нержавеющую сталь, высокоуглеродистую сталь или любой подходящий сплав.

[00101] Обратимся теперь к фиг. 5-7, которые относятся к блоку 66 в соответствии с фиг. 3, когда две стальные проволоки 62 полукруглого профиля заключают в себе одно или большее количество оптических волокон 50, причем между ними может образоваться зазор 68. Зазор 68 может оставаться пустым (например, заполненным воздухом 70), заполненным мягким силиконовым полимером 72 или заполненным полимером 74, отверждаемым под действием УФ излучения, который может быть отвержден с использованием УФ излучения 76, как показано на фиг. 5-7 соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, зазор 68 может быть заполнен любым другим подходящим наполнительным материалом. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть заключены в наполнительный материал (например, воздух 70, мягкий силиконовый полимер 72, отверждаемый под действием УФ полимер 74) перед размещением между двумя стальными проволоками 62 полукруглого профиля.

[00102] Обратимся теперь к фиг. 8-10, которые относятся к блоку 67 в соответствии с фиг. 3, причем как соответственно показано на фиг. 8-10 тонкий полимерный слой 56 может быть экструдирован поверх вариантов осуществления изображенной на фиг. 5-7 круглой структуры 54a, вмещающей оптическое волокно. Тонкий полимерный слой 56 может заключать в себе круглую структуру 54а, вмещающую оптическое волокно, для поддержания положения стальных проволок 62 полукруглого профиля. В другом варианте осуществления стальные проволоки 62 полукруглого профиля могут быть скреплены вместе посредством адгезива (например, связующего клея, сварки или другого) перед тем, как они будут заключены в тонкий полимерный слой 56.

[00103] Фиг. 11 представляет собой способ 90 сборки структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента 52, вмещающего оптическое волокно. Структура 54b с канавкой, вмещающая оптическое волокно, и ее различные варианты осуществления показаны на фиг. 13-18. Блок 96 относится к фиг. 12. Структура 54b с канавкой, вмещающая оптическое волокно, может содержать стальную проволоку 92, в которой продольный канал 94 может проходить вдоль длины стальной проволоки 92. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены в продольном канале 94 стальной проволоки 92. Стальная проволока 92 может представлять собой оцинкованную улучшенную высококачественную сталь, нержавеющую сталь, высокоуглеродистую сталь или любой подходящий сплав.

[00104] Обратимся теперь к фиг. 13-15, которые относятся к блоку 98 в соответствии с фиг. 11, когда одно или большее количество оптических волокон 50 расположены внутри продольного канала 94, причем между ними может образоваться зазор 68. Зазор 68 может оставаться пустым (например, заполненным воздухом 70), заполненным мягким силиконовым полимером 72 или заполненным полимером 74, отверждаемым под действием УФ излучения, который может быть отвержден с использованием УФ излучения 76, как показано на фиг. 13-15 соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, зазор 68 может быть заполнен любым другим подходящим наполнительным материалом. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть заключены в наполнительный материал (например, воздух 70, мягкий силиконовый полимер 72, отверждаемый под действием УФ полимер 74) перед размещением в продольном канале 94 структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно.

[00105] Обратимся теперь к фиг. 16-18, которые относятся к блоку 100 в соответствии с фиг. 11, причем как соответственно показано на фиг. 16-18 тонкий полимерный слой 56 может быть экструдирован поверх вариантов осуществления изображенной на фиг. 13-15 структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно. Тонкий полимерный слой 56 может заключать в себе структуру 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно, для поддержания положения одного или большего количества оптических волокон 50 в продольном канале 94 структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно.

[00106] Фиг. 19 представляет собой способ 110 сборки С-образной структуры 54с, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента 52, вмещающего оптическое волокно. С-образная структура 54с, вмещающая оптическое волокно, и ее различные варианты осуществления показаны на фиг. 21-26. Блок 116 относится к фиг. 20. С-образная структура 54с, вмещающая оптическое волокно, может содержать сформированную стальную проволоку 112, в которой полая область 114 проходит в продольном направлении по длине сформированной стальной проволоки 112. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены в полой области 114 сформированной стальной проволоки 112. Сформированная стальная проволока 112 может представлять собой оцинкованную улучшенную высококачественную сталь, нержавеющую сталь, высокоуглеродистую сталь или любой подходящий сплав.

[00107] Обратимся теперь к фиг. 21-23, которые относятся к блоку 118 в соответствии с фиг. 19, когда одно или большее количество оптических волокон 50 расположены внутри полой области 114, причем между ними может образоваться зазор 68. Зазор 68 может оставаться пустым (например, заполненным воздухом 70), заполненным мягким силиконовым полимером 72 или заполненным полимером 74, отверждаемым под действием УФ излучения, который может быть отвержден с использованием УФ излучения 76, как показано на фиг. 21-23 соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, зазор 68 может быть заполнен любым другим подходящим наполнительным материалом. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть заключены в наполнительный материал (например, воздух 70, мягкий силиконовый полимер 72, отверждаемый под действием УФ полимер 74) перед размещением внутри полой области 114 сформированной стальной проволоки 112.

[00108] Обратимся теперь к фиг. 24-26, которые относятся к блоку 120 в соответствии с фиг. 19, причем как соответственно показано на фиг. 24-26 тонкий полимерный слой 56 может быть экструдирован поверх вариантов осуществления изображенной на фиг. 21-23 С-образной структуры 54с, вмещающей оптическое волокно. Тонкий полимерный слой 56 может заключать в себе С-образную структуру 54с, вмещающей оптическое волокно, для поддержания положения одного или большего количества оптических волокон 50 в полой области 114 С-образной структуры 54с, вмещающей оптическое волокно.

[00109] Фиг. 27 представляет собой способ 130 сборки многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента 52, вмещающего оптическое волокно. Многоканальная структура 54d, вмещающая оптическое волокно, и ее различные варианты осуществления показаны на фиг. 29-34. Блок 132 относится к фиг. 28. Многоканальная несущая структура 54d, вмещающая оптическое волокно, может представлять собой стальную проволоку 134 с каналами, причем каналы 136 проходят в продольном направлении вдоль длины стальной проволоки 134 с каналами. Хотя в проиллюстрированном варианте осуществления показаны три канала 136, стальная проволока 134 с каналами может содержать 1, 2, 3, 4, 5 или большее количество каналов 136. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены в каналах 136 стальной проволоки 134 с каналами. Стальные проволоки 134 с каналами могут представлять собой оцинкованную улучшенную высококачественную сталь, нержавеющую сталь, высокоуглеродистую сталь или любой подходящий сплав.

[00110] Обратимся теперь к фиг. 29-31, которые относятся к блоку 138 в соответствии с фиг. 27, когда одно или большее количество оптических волокон 50 расположены внутри каналов 136, причем между ними могут образоваться зазоры 68. Зазоры 68 могут оставаться пустыми (например, заполненными воздухом 70), заполненными мягким силиконовым полимером 72 или заполненными полимером 74, отверждаемым под действием УФ излучения, который может быть отвержден с использованием УФ излучения 76, как показано на фиг. 29-31 соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, зазоры 68 могут быть заполнены любым другим подходящим наполнительным материалом. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть заключены в наполнительный материал (например, воздух 70, мягкий силиконовый полимер 72, отверждаемый под действием УФ полимер 74) перед размещением в каналах 136 многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно.

[00111] Обратимся теперь к фиг. 32-34, которые относятся к блоку 140 в соответствии с фиг. 27, причем как соответственно показано на фиг. 32-34 тонкий полимерный слой 56 может быть экструдирован поверх вариантов осуществления изображенной на фиг. 29-31 многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно. Тонкий полимерный слой 56 может заключать в себе многоканальную структуру 54d, вмещающей оптическое волокно, для поддержания положения одного или большего количества оптических волокон 50 внутри каналов 136 многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно.

[00112] Фиг. 35 представляет собой способ 150 сборки структуры 54е с колпачком, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента 52, вмещающего оптическое волокно. Структура 54е с колпачком, вмещающая оптическое волокно, и ее различные варианты осуществления показаны на фиг. 37-45. Блок 152 относится к фиг. 36. Структура 54е с колпачком, вмещающая оптическое волокно, может представлять собой колпачок 154 и стальную проволоку 156 с каналом, в которой канал 158 проходит в продольном направлении по длине стальной проволоки 156 с каналом. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть расположены в канале 158 стальной проволоки 156 с каналом. Колпачок 154 может впоследствии быть присоединен к стальной проволоке 156 с каналом. Колпачок 154 и/или стальные проволоки 154 с каналом могут представлять собой оцинкованную улучшенную высококачественную сталь, нержавеющую сталь, высокоуглеродистую сталь или любой подходящий сплав.

[00113] Обратимся теперь к фиг. 37-39, которые относятся к блоку 160 в соответствии с фиг. 35, когда одно или большее количество оптических волокон 50 расположены внутри канала 158, причем между ними может образоваться зазор 68. Зазор 68 может оставаться пустым (например, заполненным воздухом 70), заполненным мягким силиконовым полимером 72 или заполненным полимером 74, отверждаемым под действием УФ излучения, который может быть отвержден с использованием УФ излучения 76, как показано на фиг. 37-39 соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, зазор 68 может быть заполнен любым другим подходящим наполнительным материалом. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть заключены в наполнительный материал (например, воздух 70, мягкий силиконовый полимер 72, отверждаемый под действием УФ полимер 74) перед размещением в канале 158 несущего элемента 54е с колпачком, вмещающего оптическое волокно. После того, как желаемый наполнительный материал нанесен, колпачок 154 может быть размещен на стальной проволоке 156 с каналом для герметизации одного или большего количества оптических волокон 50.

[00114] Обратимся теперь к фиг. 40-42, которые относятся к блоку 162 в соответствии с фиг. 35, причем как соответственно показано на фиг. 40-42 тонкий полимерный слой 56 может быть экструдирован поверх вариантов осуществления изображенной на фиг. 37-39 структуры 54е с колпачком, вмещающей оптическое волокно. Тонкий полимерный слой 56 может заключать в себе несущую структуру 54е с колпачком, вмещающую оптическое волокно, чтобы поддерживать положение колпачка 154 по отношению к стальной проволоке 156 с каналом.

[00115] Обратимся теперь к фиг. 43-45, на которых показаны дополнительные варианты осуществления структуры 54е с колпачком, вмещающей оптическое волокно, показанной на фиг. 37-39, соответственно, причем колпачок 154 может быть соединен непосредственно со стальной проволокой 156 с каналом посредством адгезива 164 (например, связующего клея, сварки или другого), как показано на фиг. 43-45. В этом варианте осуществления тонкий полимерный слой 56 является неактуальным, так что общий размер структуры 54e с колпачком, вмещающей оптическое волокно, может быть уменьшен.

[00116] Фиг. 46 представляет собой способ 170 сборки структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, входящей в состав армирующего проволочного несущего элемента 52, вмещающего оптическое волокно. Структура 54f с заглушкой, вмещающая оптическое волокно, и ее различные варианты осуществления показаны на фиг. 48-59. Блок 172 относится к фиг. 47. Структура 54f с заглушкой, вмещающая оптическое волокно, может представлять собой проволочную заглушку 174 и приемную проволоку 176, в которой канал 178 проходит в продольном направлении вдоль длины приемной проволоки 176. Приемная проволока 176 может содержать верхнюю концевую часть 156, в которой может размещаться проволочная заглушка 174, и нижнюю концевую часть 182, в которой может размещаться одно или большее количество оптических волокон 50. Одно или несколько оптических волокон 50 могут быть размещены в нижней концевой части 182 приемной проволоки 176, а проволочная заглушка 174 может быть размещена в верхней концевой части 156 приемной проволоки 176, так что проволочная заглушка 174 и приемная проволока 176 могут герметизировать одно или большее количество оптических волокон 50. Приемная проволока 176 может содержать плоский участок 184, который может облегчить изготовление указанного варианта осуществления. Проволочная заглушка 174 и/или приемная проволока 176 могут представлять собой оцинкованную улучшенную высококачественную сталь, нержавеющую сталь, высокоуглеродистую сталь или любой подходящий сплав.

[00117] Обратимся теперь к фиг. 48-50, которые относятся к блоку 186 в соответствии с фиг. 46, когда одно или большее количество оптических волокон 50 расположены внутри канала 178, причем между ними может образоваться зазор 68. Зазор 68 может оставаться пустым (например, заполненным воздухом 70), заполненным мягким силиконовым полимером 72 или заполненным полимером 74, отверждаемым под действием УФ излучения, который может быть отвержден с использованием УФ излучения 76, как показано на фиг. 48-50 соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, зазор 68 может быть заполнен любым другим подходящим наполнительным материалом. Одно или большее количество оптических волокон 50 могут быть заключены в наполнительный материал (например, воздух 70, мягкий силиконовый полимер 72, отверждаемый под действием УФ полимер 74) перед размещением в канале 178 структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно. После того, как желаемый наполнительный материал нанесен, проволочная заглушка 174 может быть расположена на верхней концевой части 156 приемной проволоки 176 для герметизации одного или большего количества оптических волокон 50.

[00118] Обратимся теперь к фиг. 51-53, которые относятся к блоку 188 в соответствии с фиг. 46, причем как соответственно показано на фиг. 51-53 тонкий полимерный слой 56 может быть экструдирован поверх вариантов осуществления изображенной на фиг. 48-50 структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно. Тонкий полимерный слой 56 может заключать в себе структуру 54f с заглушкой, вмещающую оптическое волокно, чтобы поддерживать положение проволочной заглушки 174 по отношению к приемной проволоке 176.

[00119] Обратимся теперь к фиг. 54-56, на которых показаны дополнительные варианты осуществления структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, показанной на фиг. 48-50, соответственно, причем проволочная заглушка 174 может быть запрессована в приемную проволоку 176 посредством обжимной силы 190. Обжимная сила 190 может сжимать верхнюю концевую часть 156 канала 178 внутри приемной проволоки 176, так что проволочная заглушка 174 может быть постоянно соединена с приемной проволокой 176. В этом варианте осуществления тонкий полимерный слой 56 может быть неактуальным, так что общий размер структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, может быть уменьшен.

[00120] Обратимся теперь к фиг. 57-59, на которых показаны дополнительные варианты осуществления структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, показанной на фиг. 48-50, соответственно. Проволочная заглушка 174 может быть непосредственно соединена с приемной проволокой 176 с помощью адгезива 192 (например, свариванием, скреплением клеем или другое). В этом варианте осуществления тонкий полимерный слой 56 является неактуальным, так что общий размер структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, может быть уменьшен.

[00121] Обратимся теперь к фиг. 60-65, на которых показаны различные варианты осуществления армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно, в соответствии с фиг. 2 (52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 52f соответственно). Вспомогательные опорные структуры могут быть соединены со структурами 54, вмещающими оптическое волокно, для обеспечения дополнительной прочности, защиты и/или жесткости для различных вариантов осуществления структур 54, вмещающих оптическое волокно. Фиг. 60-65 относятся к вариантам осуществления, соответственно, круглой структуры 54а, вмещающей оптическое волокно, структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно, C-образной структуры 54с, вмещающей оптическое волокно, многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно, структуры 54e с колпачком, вмещающей оптическое волокно, и структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно. Каждый вариант осуществления может быть заключен в тонкий полимерный слой 56. Кроме того, тонкий полимерный слой 56 каждого варианта осуществления может быть заключен по окружности в сварную трубку 58а, которая может плотно прилегать вокруг тонкого полимерного слоя 56. Сварная трубка 58а может физически защищать тонкий полимерный слой 56, структуру 54, вмещающую оптическое волокно, и/или одно или большее количество оптических волокон 50, расположенных внутри сварной трубки 58а.

[00122] Обратимся теперь к фиг. 66, на которой показан другой вариант осуществления армирующего проволочного несущего элемента 52g, вмещающего оптическое волокно. В этом варианте осуществления сварная трубка 58а может быть неплотно расположена вокруг тонкого полимерного слоя 56 и круглой структуры 54а, вмещающей оптическое волокно. Кольцевой зазор 202 может существовать между сварной трубкой 58а и тонким полимерным слоем 56. Хотя показанный вариант осуществления содержит круглую структуру 54a, вмещающую оптическое волокно, сварная трубка 58a также может быть расположена неплотно относительно любого другого варианта осуществления сердечника 54, такого как структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно, C-образной структуры 54с, вмещающей оптическое волокно, многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно, структуры 54e с колпачком, вмещающей оптическое волокно, и структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно, или других.

[00123] Обратимся теперь к фиг. 67-72, на которых показаны различные варианты осуществления армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно, в соответствии с фиг. 2 (52h, 52i, 52j, 52k, 52l, 52m соответственно). Вспомогательные опорные структуры могут быть соединены со структурами 54, вмещающими оптическое волокно, для обеспечения дополнительной прочности, защиты и/или жесткости для различных вариантов осуществления структур 54, вмещающих оптическое волокно. Фиг. 67-72 относятся к вариантам осуществления, соответственно, круглой структуры 54а, вмещающей оптическое волокно, структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно, C-образной структуры 54с, вмещающей оптическое волокно, многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно, структуры 54e с колпачком, вмещающей оптическое волокно, и структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно. Каждый вариант осуществления может быть заключен в тонкий полимерный слой 56. Кроме того, тонкий полимерный слой 56 каждого варианта осуществления может быть заключен по окружности в толстую полимерную оболочку 58b. Толстая полимерная оболочка 58b может быть экструдирована под давлением поверх тонкого полимерного слоя 56 различных вариантов осуществления. Толстая полимерная оболочка 58b может физически защищать тонкий полимерный слой 56, структуру 54, вмещающую оптическое волокно, и/или одно или большее количество оптических волокон 50, расположенных внутри толстой полимерной оболочки 58b.

[00124] Обратимся теперь к фиг. 73-78, на которых показаны различные варианты осуществления армирующих проволочных несущих элементов 52, вмещающих оптическое волокно, в соответствии с фиг. 2 (52n, 52o, 52p, 52q, 52r, 52s соответственно). Вспомогательные опорные структуры могут быть соединены с сердечником 54 для обеспечения дополнительной прочности, защиты и/или жесткости для различных вариантов осуществления структуры 54, вмещающей оптическое волокно. Фиг. 73-78 относятся к вариантам осуществления, соответственно, круглой структуры 54а, вмещающей оптическое волокно, структуры 54b с канавкой, вмещающей оптическое волокно, C-образной структуры 54с, вмещающей оптическое волокно, многоканальной структуры 54d, вмещающей оптическое волокно, структуры 54e с колпачком, вмещающей оптическое волокно, и структуры 54f с заглушкой, вмещающей оптическое волокно. Каждый вариант осуществления может быть заключен в тонкий полимерный слой 56. Кроме того, тонкий полимерный слой 56 каждого варианта осуществления может быть по окружности заключен в одну или большее количество металлических проволок 58с (например, проволочную броню). Металлические проволоки 58с могут быть обмотаны (например, по спирали) поверх тонкого полимерного слоя 56. В другом варианте осуществления металлические проволоки 58c могут проходить в продольном направлении вдоль внешней поверхности тонкого полимерного слоя 56 или любым подходящим образом, чтобы покрывать наружную поверхность тонкого полимерного слоя 56. Металлические проволоки 58с могут физически защищать тонкий полимерный слой 56, структуру 54, вмещающую оптическое волокно, и/или одно или большее количество оптических волокон 50, расположенных внутри защитного кожуха из металлических проволок 58с.

[00125] Конкретные варианты осуществления, описанные выше, были показаны в качестве примера, и следует понимать, что эти варианты осуществления могут быть подвержены различным модификациям и альтернативным формам. Раскрытые варианты осуществления подходят для любого применения кабеля, для которого требуются оптоволоконные датчики вблизи внешней окружности кабеля, такие как каротажные кабели, каротажные кабели с частично или полностью заключенных в оболочку несущих элементов и морские сейсмические кабели. Далее следует понимать, что формула изобретения не предназначена для ограничения конкретными раскрытыми формами, а скорее для охвата всехмодификаций, эквивалентов и альтернатив, попадающих в сущность и объем этого раскрытия.

Изобретение относится к системам и способам защиты оптического волокна внутри скважинного кабеля, сейсмического кабеля или другого кабеля при одновременном снижении потери качества сигнала на оптическом волокне. Заявленный кабель содержит: кабельный сердечник и совокупность армирующих проволочных несущих элементов, которые окружают кабельный сердечник. При этом первый армирующий проволочный несущий элемент из совокупности армирующих проволочных несущих элементов содержит внутреннее пространство с канавкой, в котором размещено первое оптическое волокно, причем внутреннее пространство с канавкой расположено в канале в первом армирующем проволочном несущем элементе. Причем внутреннее пространство с канавкой изолировано в канале посредством колпачка, сформированного для вставки в указанный канал и определяющего, что первый армирующий проволочный несущий элемент имеет круглое поперечное сечение. Технический результат – повышение качества сигнала от оптических волокон. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 78 ил.

1. Кабель, содержащий:

кабельный сердечник и

совокупность армирующих проволочных несущих элементов, которые окружают кабельный сердечник, при этом первый армирующий проволочный несущий элемент из совокупности армирующих проволочных несущих элементов содержит

внутреннее пространство с канавкой, в котором размещено первое оптическое волокно, причем внутреннее пространство с канавкой расположено в канале в первом армирующем проволочном несущем элементе, и при этом внутреннее пространство с канавкой изолировано в канале посредством колпачка, сформированного для вставки в указанный канал и определяющего, что первый армирующий проволочный несущий элемент имеет круглое поперечное сечение.

2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что первый армирующий проволочный несущий элемент расположен среди наиболее удаленной от центра периферии совокупности армирующих проволочных несущих элементов.

3. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что кабель представляет собой кабель для морских работ, и при этом совокупность армирующих проволочных несущих элементов расположена внутри экранирующего слоя, который окружает кабельный сердечник.

4. Кабель по п. 1, при этом внутреннее пространство с канавкой заполнено газом.

5. Кабель по п. 4, отличающийся тем, что газ представляет собой воздух.

6. Кабель по п. 1, при этом внутреннее пространство с канавкой заполнено силиконовым полимером.

7. Кабель по п. 1, при этом внутреннее пространство с канавкой заполнено полимером, отверждаемым под действием ультрафиолетового излучения.

8. Кабель по п. 1, при этом внутреннее пространство с канавкой содержит первый продольный канал в первом армирующем проволочном несущем элементе.

9. Кабель по п. 8, отличающийся тем, что первый армирующий проволочный несущий элемент содержит второе внутреннее пространство, в котором размещено второе оптическое волокно, при этом второе внутреннее пространство содержит второй продольный канал в проволоке.

10. Кабель по п. 1, при этом внутреннее пространство с канавкой расположено внутри одной проволоки, содержащей канал.

11. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй армирующий проволочный несущий элемент из совокупности армирующих проволочных несущих элементов, который не содержит внутреннее пространство с канавкой.

12. Способ сборки оптического кабеля, включающий в себя:

вмещение первого оптического кабеля в материал, причем материал содержит воздух, силиконовый полимер или полимер, отверждаемый под действием ультрафиолетового излучения, или их комбинации,

вставку первого оптического волокна в пространство, сформированное в одной или большем количестве проволок;

закрывание указанного пространства, чтобы закрыть первое оптическое волокно в структуре, вмещающей оптическое волокно; и

экструдирование первой полимерной трубки поверх структуры, вмещающей оптическое волокно.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что вставка первого оптического волокна в указанное пространство включает в себя:

вставку первого оптического волокна между двумя проволоками полукруглой формы;

вставку первого оптического волокна в продольный канал проволоки с канавкой;

вставку первого оптического волокна в полую область С-образной проволоки; или

вставку первого оптического волокна в один из совокупности расположенных по окружности каналов в проволоке; или

некоторая их комбинация.

14. Способ по п. 12, включающий в себя заполнение указанного пространства материалом, при этом материал представляет собой воздух, силиконовый полимер или полимер, отверждаемый под действием ультрафиолетового излучения, или некоторую их комбинацию.

15. Способ по п. 12, включающий в себя экструдирование второй полимерной трубки поверх первой полимерной трубки для обеспечения дополнительной жесткости или намотку совокупности проволок поверх первой полимерной трубки для обеспечения дополнительной жесткости, или их комбинации.

16. Способ по п. 12, включающий в себя укладку структуры, вмещающей оптическое волокно, вокруг кабельного сердечника в кабеле, пригодном для применения в забое скважины в стволе скважины.

17. Кабель, содержащий:

первую совокупность армирующих проволочных несущих элементов, расположенных по окружности на первом радиальном расстоянии от центра кабеля; причем по меньшей мере один из первой совокупности армирующих проволочных несущих элементов содержит первое внутреннее пространство с канавкой, в котором размещено первое оптическое волокно, причем внутреннее пространство с канавкой расположено в канале в первом армирующем проволочном несущем элементе, и при этом внутреннее пространство с канавкой изолировано в канале посредством колпачка, сформированного для вставки в указанный канал и определяющего, что по меньшей мере один первый армирующий проволочный несущий элемент имеет круглое поперечное сечение, и

вторую совокупность армирующих проволочных элементов, расположенных по окружности на втором радиальном расстоянии от центра кабеля, при этом второе радиальное расстояние больше первого радиального расстояния, причем по меньшей мере один проволочный элемент второй совокупности армирующих проволочных элементов содержит второе внутреннее пространство с канавкой, в котором размещено второе оптическое волокно.