[实用新型]一种耐高温碳密封涂覆光纤

说明书

本实用新型涉及光学传输光缆领域，具体为一种耐高温碳密封涂覆光纤，所述光纤结构从内到外依次为光纤本体、非晶态碳密封层、硅代聚酰亚胺涂覆层，通过原位高温裂解析碳沉积法在光纤本体表面沉积非晶态碳密封层，再采用低速拉丝在线浸润热固化涂覆工艺在光纤表面形成硅代聚酰亚胺涂覆层；该光纤不仅对高温环境具有较好的适应性，还能解决井下高压、高湿度、高盐度引起的光纤传输损耗增加、涂覆层易被腐蚀、使用寿命下降的问题，满足石油气田井下高压富氢环境对光纤抗氢损的需求。

技术领域

本实用新型涉及光学传输光缆领域，具体为一种耐高温碳密封涂覆光纤。

背景技术

光纤传感技术在石油天然气勘探具有重要应用。由于石油气田井下环境属于高温、高压且氢富含量较高的严苛环境，通常要将探测传输用的光纤进行钢管铠装成缆来实现光缆抗高压问题，同时还需要能耐高温的且抗氢损的光纤才能满足上述环境下的长期使用需求。

目前国内耐高温光纤主要有150℃耐温等级、300℃耐温等级和600℃以上耐温等级，其中：(1)150℃耐温等级的光纤是采用可紫外固化的耐高温丙烯酸改性树脂作为光纤涂覆层，该类光纤货架产品包括150℃碳密封涂覆光纤和150℃非涂碳的普通光纤；该光纤涂覆层的涂覆固化可以通过光纤拉丝在线涂覆紫外光固化工艺实现，能适应不同的拉丝速度，但耐高温等级较低，主流产品的典型长期工作温度在150℃左右的范围内；(2)300℃耐温等级的光纤目前主要采用聚酰亚胺作为涂覆层，可实现300℃左右温度区间长期工作和350℃～400℃短期工作，由于普通聚酰亚胺涂料只能通过加热固化，且因黏度低、粘接性弱等料性本身的特点，无法实现紫外快速固化，且需两层或多层涂覆达到可实用的目标涂覆层厚度；(3)600℃以上耐温等级的光纤一般是采用金属材料作为涂覆层，但需要特殊的金属液溅射或化学电镀法实现金属涂覆，工艺复杂，制作成本高。

井下环境一般都在300℃以上，如前所述的现有技术中的300℃耐温等级的光纤只对高温环境具有较好的适应性，无法解决井下高压、高湿度、高盐度引起的光纤传输损耗增加、涂覆层易被腐蚀、使用寿命下降的问题，尚不满足石油气田井下高压富氢环境对光纤抗氢损的需求。

因此，有必要对现有的耐高温光纤进行创新，来满足石油气田井下高温、高压且氢富含量较高的严苛环境。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种耐高温碳密封涂覆光纤适用于石油气田井下高温、高压且氢富含量较高的严苛环境。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种耐高温碳密封涂覆光纤，其特征在于：光纤结构由从内而外依次包括光纤本体1、非晶态碳密封层2、硅代聚酰亚胺涂覆层3；所述非晶态碳密封层2其厚度为20nm～50nm。

进一步的，所述光纤本体1为弯曲不敏感波导结构。

进一步的，所述硅代聚酰亚胺涂覆层3直径为90μm～155μm。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：

采用本实用新型制备的耐高温碳密封涂覆光纤，其采用了厚度为20nm～50nm的非晶态碳密封层，从而具有更高的致密性和柔韧性，光纤动态疲劳系数至210以上，能有效提高光纤使用生命和可靠性，在高压富氢环境下具有显著的抗氢损效果，光纤的本体吸收损耗无明显增加；外部涂覆层采用硅代聚酰亚胺涂覆层，复合了硅烷键柔弹性和传统聚酰亚胺耐高温特性，可减少光纤微弯，通过单层涂覆既可兼顾光纤较低的衰减系数和较高的耐温等级。

附图说明

图1为本实用新型的光纤结构示意图；

图2为本实用新型的光纤本体边缘和非晶态碳密封层能谱仪元素分布测试图；

1、光纤本体；2、非晶态碳密封层；3、硅代聚酰亚胺涂覆层。

具体实施方式