Файл: Месенжник Я.З. Кабели для нефтегазовой промышленности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 186

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

о 3

О о

теС- ѵ;те

X

с

Он

Xa

ш

 

a

•а^

 

о

 

 

<s

G

 

 

•а=2^

г*

■а Ч

<*2

1 1 «1

CO

 

CO VO

 

00 CO COCO^

•~T

—To'

 

o'~ —Г-Г

CN

 

L-.м

 

»-*es СОсо

*—<

г-Ю

 

00—'

1,1

и

 

 

~ о"

 

 

 

 

Г-

 

ть та1

 

cs cs

О О)

 

 

—1Г—<

 

 

СОсо

со

 

 

 

 

СЧ<Л

 

 

 

 

О

СО

Ю

 

Ч*

 

 

ю

о

СМ

 

СОл

 

 

CS CS

со

 

о “

 

 

 

 

й о

 

CL $

я

 

 

.Q-JH

с я

5

 

 

с ^ .

 

S

 

 

 

 

 

X Ч ч

 

 

1

1

1

 

1 1

Th Th

 

II

1

I

1

 

I 1

«l00.

1

1

 

II

о о

cs

i S

S X to я

иа»

и§

а.

со ю 3}

^ о

ій

S

S -Ѳ-

О та

ч л О U

О.Г х

О£

£ 2

(J

5Г0*

а>та

U X

Th

о

Th

t- СО

СО

о*

л

<и CL

О та

ОТCL хій

Сн

1

1

1

1

1

см

Ю о

ю

О-

о

СО

со

es“

Th

U0

со

СО

о

cs

— —

t=t

3

1

CQ

3

а с

4-

1

 

1 1

2j L

1

 

3

1

 

 

а

 

 

ю ю

со 00

о

Th СО

cscs

CScs

CO*

*>•03

toto

о

o“о

о ö

о*

1 1 s

S

1

Cf

Г Г

1*

ей

1 1f t

1

£ c

ьй«з К

X

Яg

 

<иCQ

s

 

X о

* 32

§ |

 

<->ч

2 CL

 

£

>■>

CLС

 

vT

tu

ю о

 

Ä

Ч

я

*-

 

со ОЧ

та

 

U

Но

> , CL

Ч О

о я

CL<L>

ОCL

а.

 

 

c

с g

 

та

 

 

 

 

id а)

 

 

 

яа

s

 

 

X -

 

со 0)

 

 

 

 

 

£ g

 

 

с й

 

§ 5

О

£ £

 

О- ед

>■>£

о

*r А

 

u та

Й

О

ей >->я

X я

аэ

 

 

 

 

S

та

CLs о* *

l g

ю

О, н x * u

 

 

 

 

5 4

 

 

 

 

Оо

о

 

 

 

 

2

а

 

 

0,8

те

U

 

 

>> X

CL

3

 

 

 

 

CL

О

 

 

 

X

О

О

со

 

Th

Th

^

 

та

о

Я

cs

 

es

cs

Ч

Ч

 

s я я

 

 

 

 

Ч 3-

О

 

 

 

 

та

I

 

 

 

 

CL I

£?

со

 

со

со

 

т о

 

Нс й

о

 

о

о

S3

„Си

 

 

 

 

та

го й>

ГО

 

со

с»

э*

с

с

 

та

.„

я

es

 

 

 

X

о

 

 

 

 

та

* Г

 

 

 

 

0

=

0

00

о

 

 

О

гѵ

Thыт<<о

Ій

ю

 

Th

о

СО

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

о

 

% о

 

 

 

о

 

а с

 

 

 

 

§ 1

 

 

 

о.

 

 

 

 

 

 

Я

 

 

 

 

 

 

£

 

 

 

 

■о „

 

 

 

 

 

 

та

 

 

 

 

 

с 5

іЛ

 

5.5

 

аГк ?

 

СО

я 5 L

ю*

 

jjо тз

 

 

 

 

н 69

 

 

 

 

 

 

«А

о

о

о

ÄÄтз

X О.

 

 

»~ч

“*

S Й *

X

 

1

К[

« I

з

 

ей

5

 

 

ей

 

1

m

О 1 м

с

 

 

с

п

 

 

 

 

U тз X

со

«о

X6

 

 

со

Т?>

X

 

 

со

со"

 

 

LQ

 

 

 

та

 

 

о

о

 

 

 

о

es

См

 

 

 

*—

 

 

 

 

 

 

fcf

 

1

1

 

 

 

 

ft

 

 

 

ей

 

1

1

 

 

 

(Г)

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 


мостойкостью, чем фторлоновая изоляция. Хотя скорость термоокислительной деструкции резиновой оболочки пои работе в скважине замедлена из-за незначительного содер­ жания кислорода в буровом растворе, нужно продолжать поиск материалов более высокой нагревостойкости для за­ щитных оболочек. Одним из возможных вариантов является применение защитных оболочек из резин на основе компо­ зиций нитрильных и фторкаучуков, а также из сополиме­ ров фторлона.

Следует отметить тенденцию к вытеснению резин пласт­ массами в конструкциях каротажных кабелей. Даже в ка­ белях обычного назначения, рассчитанных на невысокие температуры и давления (КОБД-4 и др.), резиновые изоля­ ционные и нефте-газозащитные оболочки заменяются на об­ щую оболочку из ПЭНД. Размеры кабеля остаются преж­ ними, марка изменяется (вместо КОБД-4 —КОПК-4). В на­ стоящее время эти кабели являются опытными; лабораторные исследования показывают, что по уровню R„3 температуркобарический ресурс их работы выше, чем у кабелей с рези­ новой изоляцией, а температура формоустойчивости—ниже

В табл. 4 приведены основные конструктивные и физи­ ческие характеристики бронированных каротажных кабелей,

области применения и условия их

эксплуатации.

Здесь у

радиочастотных кабелей

в графе

R0 приводится суммарное

омическое сопротивление

шлейфа

жила —экран.

 

ТПЖ)

Приведем системы скрутки токопроводящих жил

бронированных теплостойких

каротажных кабелей:

 

Марка кабеля

 

 

Система скрутки

ТПЖ

КОБДТ-6 (10), КОБДТП-6 (7, 10)

Сердечник (3 ст X 0,5) +- повив

КТБТ-12, КСВТ-12

 

(12 м X 0,32)

 

 

КОБДФ-2 (б), КТБФ-6, (8)

 

1

м X 0,35 + б м. X 0,35

 

КРТ-1

 

1

ст X 0,3 +• 6.« X 0,26

 

 

КРК-1

 

5 ст X 0,3 + 9 м X 0,3

 

 

КРК-2

 

7 м X 0,33

 

 

Механические свойства некоторых

бронированных

каро­

тажных кабелей при чистом

(без

кручения) и свободном

растяжении (данные Р. О. ВНИИГ и ТашНИКИ) приведе­ ны в табл. 5.

Поскольку в последнее время некоторые каротажные кабели применяются для работы при повышенных частотах, приведем данные по первичным и вторичным электрическим параметрам бронированных кабелей (табл. Ь). При этом в кабелях, не имеющих специальных коаксиальных пар (например, КОБД-4), в качестве обратного провода исполь­ зуется броня.

63


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

5

 

Механические свойства некоторых бронированных

 

 

 

 

 

каротажных кабелей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент тем­

 

 

Разрывное

усилие,

т-с

Коэффициент упру­ пературного удли­

 

 

гого удлинения

 

нения хІО6,

 

 

Марка

 

 

 

 

 

хІО6, к г с ~ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

град.“ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кабеля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сво­

 

 

 

чистое

растя­

свободное

чистое

свобод­

чистое

 

 

 

бодное

 

 

жение

растяжение

растяжение

ное рас­

растяже­

растя­

 

 

 

 

 

 

 

тяжение

ние

жение

КОБД-6

5,4-6,0

3,4-3,8

 

1,96

2,37

 

16,7

17,0

 

КОБДП-6

5,4-6,0

3,4-3,8

 

1,91

2,83

 

14,6

1 ч,8

 

КОБДФ-6

5,4—6,0

3,4

3,8

 

1,79

2,24

 

13,5

13,8

 

КТБФ-6

й,0—6,5

4.8—6,3

 

1,33

1,52

 

15,9

16,2

 

ККФБ-1

8,3-10,5

5,8-7,3

 

1,70

1,97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

б

 

Параметры передачи грузонесущих

каротажных кабелей

 

 

 

 

 

L, мгн'км

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Марка

 

 

 

 

С.

 

ZB,

а. неп/км при

 

кабеля

f=50 гц

f=l Мгц

мыфікм

ом

f= l

Мгц

 

1

КОБД-4

 

15,3

0,22

 

0,153

 

38

 

6'2

 

2

КОБД-6

 

15,6

0.20

 

0,165

 

35

 

67

 

3

КОБДМ-2

 

20,9

0,16

 

0,273

 

24

147

 

4

КОБР-2

 

13,8

0,20

 

0,174

 

34

 

70

 

5

КОБР-6

 

14,3

0,20

 

0,174

 

34

 

70

 

6

КТБ-Ь

 

 

23,2

0,41

 

0,082

 

71

 

8

 

7

КСБ-6

 

 

18,6

0,46

 

0,072

 

80

 

9

 

8

КОБДТ-6

 

14,8

0,24

 

0,136

 

42

8,5

 

9

КОБДТ-іО

 

14,8

0,22

 

0,138

 

40

8,5

 

10

КОБДФ-6

 

22,7

0,28

 

0,100

 

53

7,0

 

11

КОБТМ-1,2

 

29,6

0,14

 

0,200

 

27

30,0

 

 

с герметизиро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

ванной

броней

 

13,2

0,35

 

0,087

 

63

3,5

 

КТБТ-12

 

 

 

 

13

КСБТ-12

 

12,7

0,42

 

0,074

 

75

2 1

 

14

КРТ-1

 

 

30,3

0,26

 

0,10ü

 

56

 

15

КРК-1

 

 

19,6

0,26

 

0,098

 

46

4,0

 

16

КРК-2

 

 

22,2

0,23

 

0,262

 

30

3,0

 

П р и м е ч а н и е . В кабелях № 1—13 рассматривается коаксиаль­ ная пара ТПЖ—.броня“, а в кабелях № 14—16— коаксиальная пара ТПЖ—.медная оплетка“.

При частоте 1 Мгц цепь жила—броня одножильных ка­ белей имеет настолько большое затухание, что использова-

64


йие ее для передачи сигналов на этой частоте нецелесооб­ разно. На частоте 200 кгц затухание у кабелей КОБД-4 (6) составляет около 4, у КОБДФ-6—1,2 непікм. Приведем сле­ дующие частотные характеристик,*, кабеля КОБДТП-Ю с изоляцией из облученного в аргоне до дозы 120 Мрад ПЭВД, измеренные резонансным методом:

Резонансная

С, пф\м

ZB . ОМ

а, непікм

частота, Мгц

 

 

 

0,88

93,0

62

2,8

1,00

93,8

61,5

3,17

1,23

97,5

54

4,22

1,32

97,0

53,3

4,5

6,5

86,6

58,7

9,3

8,0

94,5

58,6

11

18,0

113,0

53

25

Номенклатура бронированных каротажных кабелей (см. табл. 4) включает в себя кабели для работы в температурном диапазоне 70—250°С в скважинах с глубинами 3 500—7000 м. Строительные длины их доходят до 7500—8 000 м, плот­ ность превосходит в 2—3 раза плотность ошлангованных и

оплетенных.

Небольшой по сравнению с ними

диаметр и

большие значения длины,

обрывающейся под

собственным

весом, приводят к тому,

что при прочих равных условиях

они имеют сравнительно

большой запас по механической

прочности.

Трехжильные

бронированные кабели свободно

проходят до забоя в скважинах, заполненных буровыми рас творами с высокими плотностью и вязкостью; скорость спуска их в скважину существенно выше, чем у оплетенных и ошлангованных. Этим не исчерпываются преимущества бронированных кабелей.

Несмотря на значительно большие строительные длины (что должно было бы уменьшить их долговечность, так как в глубоких скважинах проволоки наружного повива брони подвергаются более быстрому абразивному износу, чем в мелких, вследствие большого натяжения кабеля и, следо­ вательно, большей силы прижатия проволоки брони к стен­ кам скважины), бронированные кабели имеют значительно больший срок службы и меньшую стоимость. Преимущест­ ва их перед оплетенными и ошлангованными (КТО и КТШ) особенно хорошо выявляются при эксплуатации в зимнее время. Витки кабелей КТО и КТШ смерзаются на барабане

лебедки и при

размотке

их резина и оплетка разрушаются

в смерзшихся

местах.

Средний „пробег“ бронированных

трехжильных кабелей (КТБД-6) составляет около 2000 к и против 500—650 км у кабелей КТО-4 и КТШ-4. С учетом соотношений сроков службы и стоимости трехжильный ка­

5—3612

65


бель в броне (КТБД-6) минимум в 9 раз экономичнее ка­ белей КТО и КТШ того же назначения.

Замена оплетенных и ошлангованных каротажных кабе­ лей на бронированные целесообразна и необходима. Одна­ ко, по-видимому, в ближайшие несколько лет кабели типов КТО и КТШ все же будут производиться в небольших, уменьшающихся из года в год, количествах. Это связано со многими причинами, одной из которых является продолжа­ ющаяся в настоящее время эксплуатация геофизических станций старого образца, не рассчитанных на работу с бро­ нированным каротажным кабелем.

ГОСТом 6020 —68 предусматривается выпуск кабелей КОБД, КТБД, КОБДФ. Кабель для сверлящих грунтоносов КБГ-8, выпускаемый по ТУК.ОММ, 505—025, имеет 8 ос­ новные жилы (сердечник из 4-х стальных проволок диамет­ ром d = 0,55 мм и 3-х мягких медных проволок d=0,5 мм,

повив из 19 медных мягких проволок d = 0,5

мм),

изоли­

рованные резиной типа РТИ-0

с

радиальной

толщиной

1,5 мм,

и 3 сигнальные жилы (в

центре—медная проволока

с d = 04 мм, повив из чередующихся 3-х стальных

и 3-х

медных

проволок с d = 0,40 мм).

 

Резиновая

изоляция

ос­

новных

жил выполнена радиальной

толщиной

1,5 мм,

сиг­

нальных—1,2 мм. Шесть жил скручиваются

между

собой,

обматываются прорезиненной тканевой лентой

и после

на­

ложения хлопчатобумажной оплетки, пропитанной противо­ гнилостным составом, бронируются двумя слоями стальной оцинкованной проволоки.

Кабели для сейсморазведочных работ представлены в основном марками КПВС, КСПВ-27 и КСПБ-12. Первый ка­ бель может иметь 13 или 18 пар из скрученных между со­ бой жил (медная проволока диаметром 0,33 мм, покрытая слоем полиуретанового лака и цветным ПВХ толщиной 0,10—0,16 мм). Скрутка пап в кабель производится концен­ трическими повивами противоположного направления вок­ руг сердечника из 7 стальных луженых проволок диамет­ ром 0,25 мм, покрытого ПВХ толщиной 0,2 мм. Скрученные между собою пары обматываются полиэтилентерефталатной пленкой, затем покрываются оболочкой из ПВХ. Кабель КСПВ-27 имеет 27 однопроволочных жил из биметалличе­ ских проволок, изоляцию из ПЭВД, обмотку по скрутке жил полиэтилентерефталатной лентой и защитную поливинил­ хлоридную оболочку. Кабель КСПВ-27 производится серий­ но и заменил все применявшиеся до этого кабели—„косы“, изготовлявшиеся из проводов типа ПСРВ-0,35, кабели ти­ па КПВС, а также кабели производства ГДР. Годо­ вой экономический эффект от применения кабеля КСПВ-27 в целом по Союзу составляет около 20 млн. руб. Кабель