國(guó)內(nèi)測(cè)井光纖傳感器關(guān)鍵技術(shù)待突破

日期：2017-05-25 點(diǎn)擊：2216

隨著石油測(cè)井技術(shù)的深入發(fā)展，在油田勘探過(guò)程中對(duì)井下參數(shù)監(jiān)測(cè)的可靠性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性提出了更高的要求。由于井下環(huán)境具有高溫、高壓、化學(xué)腐蝕以及強(qiáng)電磁干擾等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的測(cè)量傳感器難以適應(yīng)井下的惡劣環(huán)境。測(cè)井光纖傳感器是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種基于光導(dǎo)纖維的新型傳感器，與傳統(tǒng)的測(cè)量傳感器相比，其具有電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、易于實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控、能夠承受井下極端條件等優(yōu)點(diǎn)，在井下參數(shù)測(cè)量中發(fā)揮了極大的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

筆者在本文中對(duì)測(cè)井光纖傳感器在全球范圍內(nèi)專利申請(qǐng)情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

國(guó)外企業(yè)占主導(dǎo)

筆者在德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行專利文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，截至2015年5月31日，測(cè)井光纖傳感器全球?qū)＠暾?qǐng)共429件。

從全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量的變化趨勢(shì)可將測(cè)井光纖傳感器的發(fā)展分為兩個(gè)階段。1975年至1991年是萌芽期。作為一種新型傳感技術(shù)，光纖傳感技術(shù)伴隨著光纖通信技術(shù)的問(wèn)世得到迅速發(fā)展，但在該階段的技術(shù)研究仍處于萌芽期，專利數(shù)量較少。1991年至今是發(fā)展期。隨著光纖傳感器的優(yōu)勢(shì)逐漸突顯，世界各大石油生產(chǎn)公司、測(cè)井服務(wù)公司以及光纖傳感器研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)始了測(cè)井光纖傳感器的研究和開(kāi)發(fā)，拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域，該階段專利申請(qǐng)數(shù)量逐步增加，處于活躍的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展階段。

筆者對(duì)測(cè)井光纖傳感器專利申請(qǐng)區(qū)域分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，測(cè)井光纖傳感器的研發(fā)主要集中在美國(guó)、加拿大、英國(guó)等國(guó)家，其中，美國(guó)的專利申請(qǐng)數(shù)量排名第一，占全球?qū)＠暾?qǐng)總量的24％。美國(guó)作為技術(shù)強(qiáng)國(guó)，在測(cè)井光纖傳感器的研發(fā)方面具有極大優(yōu)勢(shì)，擁有較多的核心專利。

此外，該領(lǐng)域?qū)＠偭颗琶笆坏膶＠麢?quán)人大多為國(guó)外企業(yè)，排名第一位的專利權(quán)人是斯倫貝謝公司（SCHLUMBERGER），擁有測(cè)井光纖傳感器專利77件。該領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)主要被國(guó)際大型石油公司和技術(shù)服務(wù)公司掌控，這些公司在測(cè)井光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展中起主導(dǎo)作用。

筆者通過(guò)專利統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前測(cè)井光纖傳感器的研究熱點(diǎn)主要集中在隨鉆測(cè)量與數(shù)據(jù)傳輸、井下參數(shù)監(jiān)測(cè)、組合測(cè)井等方面，上述技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)量約占測(cè)井光纖傳感器專利總量的42．6％。

技術(shù)難題待解決

我國(guó)測(cè)井光纖傳感器的專利申請(qǐng)始于21世紀(jì)初期，主要以企業(yè)自主研發(fā)為主、高校研發(fā)為輔。雖然國(guó)內(nèi)測(cè)井光纖傳感器的研發(fā)起步較晚，但是經(jīng)過(guò)十余年的研究和發(fā)展，專利申請(qǐng)量一直處于穩(wěn)步上升趨勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展空間。

目前，光纖傳感器在測(cè)井領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但是仍存在一些問(wèn)題亟待解決。由于井中流體與光纖傳感器接觸過(guò)程中有可能對(duì)光纖性能產(chǎn)生影響，如何通過(guò)改善光纖性能進(jìn)而提高井下光纖傳感器的穩(wěn)定性具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。此外，進(jìn)一步降低光信號(hào)損耗也是日后研究的重點(diǎn)。同時(shí)，光纖接頭和導(dǎo)管懸掛器連接頭的設(shè)計(jì)也有待進(jìn)一步優(yōu)化。

近年來(lái)，測(cè)井光纖傳感器的優(yōu)良特性已引起了行業(yè)的廣泛關(guān)注，許多科研單位和企業(yè)已著手進(jìn)行技術(shù)研究，國(guó)內(nèi)測(cè)井光纖傳感器的研發(fā)正處于蓬勃發(fā)展階段。但由于相關(guān)研究起步較晚，在該領(lǐng)域也存在著專利數(shù)量不足、專利轉(zhuǎn)化少的困境。筆者建議，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)結(jié)合市場(chǎng)需求，有針對(duì)性地研發(fā)特色技術(shù)，并加大專利申請(qǐng)力度，完善專利布局，以盡快形成測(cè)井光纖傳感器專利保護(hù)網(wǎng)，提升企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。