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光纤通信在油气生产的运用

1光纤熔接技术概述

光导纤维,简称光纤,是一种达致光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理传输的光传导工具。微细的光纤封装一束光纤在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常光纤的一端的发射设备使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收设备使用光敏组件检测脉冲。光纤的特点有:传输速度快,距离远,内容多,并且不受电磁干扰,不怕雷电击,很难在外部窃听,不导电,在设备之间没有接地的麻烦等。光纤根据光纤的核心直径不同分为多模光纤和单模光纤两种。核心直径较大的光纤(大于10微米),可以用几何光学的理论来分析,这种光纤称为多模光纤。用于通信用途时,线材会以橘色外皮作为辨识。在一个多模突变光纤内,光线靠着全反射传导于核心。当光线遇到核心-包覆边界时,假若入射角大于临界角,则光线会被完全反射。临界角的角度是由核心折射率与包覆折射率共同决定。假若入射角小于临界角,则光线会折射入包覆,无法继续传导于核心。临界角又决定了光纤的受光角,通常以数值孔径来表示其大小。较高的数值孔径会允许光线,以较近轴心和较宽松的角度,传导于核心,造成光线和光纤更有效率的耦合。但是,由于不同角度的光线会有不同的光程,通过光纤所需的时间也会不同,所以,较高的数值孔径也会增加色散。有些时候,较低的数值孔径会是更适当的选择。核心直径小于传播光波波长约十倍的光纤,不能用几何光学理论来分析其物理性质,只允许一种横模传导的光纤称为单模光纤。用于通信用途时,线材会以黄色外皮做为辨识(来源请求)。大直径核心、多横模的光纤的物理性质,也可以用电磁波波动方程分析。结果会显示出,这种光纤允许多于一个横模的光波。这样的解析多模光纤,所得到的结果,与几何光学的解析结果大致相同。最常见的一种单模光纤,核心直径大约为7.5~9.5微米,专门用于传导近红外线。多模光纤的核心直径可以小至50微米,或者大至几百微米。光纤熔接技术主要是用熔纤机将光纤和光纤或光纤和尾纤连接,把光缆中的裸纤和光纤尾纤熔合在一起变成一个整体,而尾纤则有一个单独的光纤头。通过与光纤收发器连接,将光纤和双绞线连接,接到信息插座。在光纤的熔接过程中用到的主要工具有:光端盒、光纤收发器、尾纤、耦合器、专用剥线钳、光纤切割刀等。

2光纤熔接技术在新庄项目的应用

光纤熔接技术最重要的是熔接过程的把控。为了降低熔接接续损耗,需要注意一下几点:(1)保持光纤端面的清洁。不清洁的光纤端面、或者熔接机中具有灰尘,都能增加熔接损耗值。因此必须保证溶解仓、切割刀以及已经切割后的光纤的清洁,避免污染。(2)保证刀割刀端面平直。同时在熔接过程中也要对光纤轻拿轻放,防止误碰其他东西以造成光纤端面受损。(3)要正确使用熔接机。每次使用熔接机前应将其置于熔接环境中至少15min,接续地点改变时,要重新对熔接机做放电试验。(4)在光纤熔接工程中需要保证V型槽端面直线与电极中心直线中间1/2的地方。同时密切观察屏幕上是否出现气泡、虚熔、分离等不良现象。根据以上几点要求,通信公司以建设生产信息化时代精品工程,为原油生产服务和提供优质服务为原则,针对新庄采油管理区油气生产信息化建工程中多项领域、多个专业等特点,采用光纤熔接技术,对本工程区域井监控共设31个监控点,在区域井场设1套130万像素高清智能红外网络球型摄像机,红外距离至少150米,并配套通信箱、有源广播等,实现实时监控、视频智能入侵报警、广播预警,远程管控。其他配套和要求同单井监控。摄像机挂墙安装,或在站场内新立水泥杆上安装。并安装通信箱,通信箱内设电涌保护器、配电模块等。通信箱应具备防雨、防尘、防高温以及较好的防盗和防破坏功能。新庄采油管理区包括王集、新庄、杨楼3个油田,针对新庄采油管理区油气生产信息化建工程中多项领域、多个专业等特点,采用光纤传输。自新庄8#集油利用王柴35kV电力杆路架设1条12芯光缆至12#集油站,再至10#集油站;自新庄10#集油站架设1条12芯光缆至新庄管理区光缆传输;自杨楼9#集油站架设1条12芯光缆至新庄管理区;分控中心直埋敷设12芯单模光缆至新庄项目部办公楼机房。从分控中心直埋敷设12芯单模光缆至BBU至通信铁塔上RRU之间。在杨楼油田9#集油站至8个监控点沿已有管线敷设4芯光缆,新庄油田的8#、10#集油站沿直埋地敷设4芯光缆各至9个监控点,新庄油田的12#集油站沿已有管线敷设4芯光缆至4个监控点。其中在锅炉房内采用130万像素红外网络枪式摄像机,红外距离20~30米,在外输泵房内采用防爆型130万像素红外网络枪式摄像机,红外距离20~30米;其余摄像机均采用130万像素智能红外网络球型摄像机,红外距离150米。摄像机配套通信箱,实现实时监控、视频智能入侵报警、远程管控等。摄像机在站场内新立水泥杆上安装,并安装通信箱,通信箱内设电涌保护器、配电模块等。通信箱应具备防雨、防尘、防高温以及较好的防盗和防破坏功能。在井场立15米水泥杆作为监控杆,安装摄像机、通信箱、有源广播等。有源广播采用有源音箱,内置功放,防水设计,室外环境使用,发声功率为20W,确保语音在井场范围内可以清晰听到。各设备之间采用双绞线连接。

3结束语

为确保对油区不法分子的有效监控,打击不法分子偷油盗油,通信公司在新庄项目中采用光纤熔接技术对整个油区部署“反盗系统”,通过可夜视的防盗监控系统,做到全天候时时监控,有不法分子出现,对应的探头就能拍摄出彩图,指挥控制系统及时启动反盗预警应急预案,保证夜巡职工和护厂队员能够立即反应,在短时间内赶到现场。同时,保存在监控装置中的影像让不法分子现形,为下步取证抓捕提供证据。

作者:朱玉澎 单位:中国石化河南石油勘探局通信公司

参考文献:

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[3]廖运发,吕根良,余斌,等.光纤冷接成端技术分析[J].电信技术,2010,(7).

[4]张善勇,特日格勒,包东明.对提高光纤接续质量与损耗测试的探讨[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2011,(4).

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