Способ изготовления оптического грузонесущего кабеля Советский патент 1992 года по МПК H01B11/22 G02B6/44 

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано для изготовления оптического грузонесущего кабеля.

Известен способ изготовления оптических грузонесущих кабелей (патенты США 4.522.464 и 4.523.804, кл. 350-96.23, 1984). Предварительно скрученные оптические волокна в этих кабелях помещают в герметичную оболочку, поверх которой навивают электрические проводники и внутренний слой брони, причем скрутку волокон и повив брони осуществляют в одном направлении с одним и тем же шагом, затем накладывают защитное покрытие и после этого наносят внешний слой брони с тем же шагом, но с противоположным направлением .скрутки.. Обладая минимальным остаточным удлинением при воздействии растягивающих усилий, составляющих не более 3/8 от расчетного разрывного усилия, эти кабели при больших натяжениях выхсдят из строя, так как деформация оптических волокон в них превышает допустимую (0,5%). Это обстоятельство определяется тем, что способ изготовления кабеля и его конструкция не рассчитаны .на вытяжку брони, как.это предусмотрено в технологии изготовления грузонесущих электрических кабелей. Вытяжку брони осуществляют с целью стабилизации длины кабеля и выполняют при нагрузке 50-70% от разрывного усилия. Остаточное удлинение кабеля при этом составляет более 1,5% и поэтому при изготовлении оптического грузонесущего кабеля требуются специальные меры защиты оптического волокна от разрушения. После вытяжки кабель можно эксплуатировать при нагрузке до 50- 70% от разрывного усилия, так как он удлиняется только в пределах упругих деформаций (Горбенко Л.А. Кабели и провода для геофизических работ. М.: Энергия, 1977, с. 120-122).

Наиболее близким является способ изготовления и устройство оптического грузонесущего кабеля, по которому предварительно скрученные оптические волокна кабеля помещают в герметичную обо(Л

vj

Ю

сл

ю о

-N

лочку, поверх которой навивают электрические проводники и экструдируют защитную оболочку, на которую накладывают два слоя бронирующей стальной проволоки встречного повива.

В способе изготовления и конструкции этого кабеля также не предусмотрена предварительная вытяжка брони, что снижает надежность работы кабеля в условиях динамических нагрузок- и ограничивает верхний предел допускаемого натяжения, который не превышает 3/8 расчетного разрывного усилия. В то же время, в отличие от двух предыдущих способов изготовления, этот способ рассчитан на классическую техноло- гию наложения брони, что существенно упрощает производство.

Целью изобретения является повышение надежности кабеля путем устранения влияния внешних механических нагрузок на оптическое волокно. Устранение влияния внешних нагрузок на оптическое волокно позволяет осуществлять предварительную вытяжку брони. Это обстоятельство существенно расширяет эксплуатационные воз- можности и повышает верхний предел допускаемого натяжения оптического гру- зонесущего кабеля, а также позволяет сохранить его работоспособность в условиях динамических нагрузок при выполнении спуско-подъемных операций. Устранение остаточной (неупругой) деформации кабеля после предварительной вытяжки брони упрощает процесс разметки кабеля, повышает достоверность измерений по стволу сква- жины при выполнении каротажных работ.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно скрученный пучок оптических волокон помещают в герметичную оболочку, поверх которой последовательно накладывают электрические проводники и защитную оболочку, выполняют защитную оболочку двухслойной с зазором между слоями, зазор заполняют полимеризующей жидкостью, после наложения бронирующей проволоки осуществляют ее вытяжку и пол- имеризуют жидкость в зазоре.

Возможность взаимного продольного перемещения слоев защитной оболочки друг относительно друга позволяет вытяги- вать броню, не удлиняя герметичную оболочку и расположенное в ней оптическое волокно. В процессе вытяжки жидкость, заполняющая зазор между слоями защитной оболочки, выполняют роль смазки. Предва- рительная вытяжка брони стабилизирует кабель по длине и в дальнейшем он уже удлиняется только в пределах упругих деформаций, которые при нагрузках 50-70% от разрывного усилия не превышают допускаемых для оптического волокна. Кроме того, возможность взаимного перемещения слоев защитной оболочки существенно сглаживает динамические продольные и скручивающие нагрузки, воздействующие на герметичную оболочку в процессе бронирования и приводящие к разрушению оптических волокон. Поэтому данный способ позволяет использовать классическую технологию бронирования, применяемую для изготовления электрических грузонесущих кабелей.

После вытяжки брони жидкость, заполняющую зазор между слоями защитной обо- лочки, полимеризуют, например, нагреванием с тем, чтобы предотвратить перемещение герметичной оболочки относительно защитной в процессе эксплуатации.

На чертеже изображено устройство оптического грузонесущего кабеля, которое позволяет реализовать способ изготовления. Оптические волокна 1 скручивают вокруг центрального элемента 2. На скрутку волокон экструдируют герметичную оболочку 3, поверх которой навивают оплетку на медных проводников 4, на которую накладывают с обжатием первый слой защитной оболочки 5. Поверх полученного модуля экструдируют без обжатия второй слой защитной оболочки 6. В процессе экструзии зазор между слоями 5 и 6 защитной оболочки заполняют полимеризующейся жидкостью 7. Накладывают поверх второго слоя защитной оболочки два слоя бронирующей проволоки 8 и 9 встречного повива по классической технологии, используемой при изготовлении электрических грузонесущих кабелей. Затем осуществляют предварительную вытяжку бронирующей проволоки 8 и 9 под нагрузкой 50-70% от разрывного усилия за 8-10 спусков в скважину. Полимеризуют жидкость, заполняющую свободное пространство между слоями защитной оболочки, например, нагреванием.

Формула изобретения Способ изготовления оптического грузонесущего кабеля, при котором предварительно скрученный пучок оптических волокон помещают в герметичную оболочку, поверх которой последовательно накладывают электрические проводники, защитную оболочку и по крайней мере один слой бронирующей стальной проволоки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности кабеля путем устранения влияния внешних механических нагрузок на оптическое волокно, оболочку выполняют двухслойной с зазором между слоями, зазор

заполняют полимеризующейся жидкостью, осуществляют ее вытяжку и полимеризуют после наложения бронирующей проволоки жидкость в зазоре.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологии изготовления оптических грузонесущих кабелей. Изобретение позволяет повысить надежность кабеля путем устранения влияния внешних механических нагрузок на оптические волокна, что достигается вытяжкой бронирующей проволоки с последующей фиксацией ее положения без деформации сердечника.