Файл: Месенжник Я.З. Кабели для нефтегазовой промышленности.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 165
Скачиваний: 1
Основным изготовителем кабелей для погружных насо сов является завод „Ташкенткабель“. Однако для обеспе чения постоянно увеличивающейся добычи нефти с 1960 г. производство кабелей для нефтедобычи было организовано и на заводе „Подольсккабель“. Предполагается организа ция производства их также и на заводе „Томкабель“.
По мере увеличения глубин, с которых производится откачка нефти погружными электронасосами, увеличивается требуемая мощность установок, что вызывает необходимость повышения рабочего напряжения. В этом аспекте возрас тают требования к кабелям для электропитания погружных
установок. В связи с этим возникла |
необходимость в раз |
||||
работке |
кабелей |
на повышенные напряжения (КРБК на 1500 |
|||
и 2300 в и КРБП на 1200 и 2100 б), |
способных работать в |
||||
среде пластовой многофазной |
жидкости, насыщенной неф |
||||
тяными |
газами, |
давлением до |
200 кгс/см2 и |
температурой |
|
до 95°С. |
|
разработки высоковольтных |
кабелей Таш |
||
В результате |
|||||
кентским НИКИ с 1964 г., проводившейся |
в направлении |
увеличения температуростойкости изоляционных и защитных материалов и наиболее удачного их конструктивного при менения, была изготовлена опытная партия кабелей марок КРБК-В и КРБП-В, находящаяся в настоящее время на промысловых испытаниях.
До недавнего времени единственным материалом для за щитных оболочек кабелей для нефтедобычи являлась рези на, обладающая всеми необходимыми положительными ка чествами—достаточной в данном случае температуростой-
костьго, стойкостью к продавливанию, хорошей |
гибкостью, |
|||
возможностью качественной сростки круглого |
и плоского |
|||
кабелей, герметичным вводом плоского кабеля |
в установку |
|||
и т. д. Но наряду |
с этим |
все |
существующие |
рецептуры |
шланговых резин |
применительно |
к условиям эксплуатации |
||
кабелей для нефтедобычи |
обладают крупным недостатком- |
низкой нефтегазостойкостью. Он является причиной часто го выхода из строя кабеля после первого подъема его из
скважин, особенно в условиях эксплуатации |
с повышенным |
||
газовым фактором |
(до 180 и более мъ!т нефти). |
||
В связи с этим |
дальнейшее направление |
в |
разработках |
и совершенствовании конструкций кабелей для |
нефтедобы |
чи определялось поиском и применением в них материалов, обладающих высокой нефтегазостойкостью. Разработчики обратились к пластмассам, в частности, к полиэтилену низ кого давления (ПЭНД), а также композиции резин с ним, удовлетворяющим, кроме нефтегазостойкости, и другим эксплуатационным требованиям.
Заводом „Ташкенткабель“ с применением результатов
9
проведенных в ТашНИКИ исследований разработана конс трукция кабеля, предусматривающая изоляцию из ПЭВД и защитную оболочку из ПЭНД, изготовлена опытная партия кабеля марки КПИБК (КППБ) и представлена к эксплуата ционным испытаниям. Конструкция кабеля с отдельно ошлангованными жилами (изолированными ПЭВД и покрыты ми оболочкой из ПЭНД; была разработана заводом „Подольсккабель“. Предварительные испытания вышеуказанных кабелей показали приемлемость применения пластмасс в ка честве материала для защитной оболочки кабеля. В то же время применение их в этих целях не лишено и недостат ков. В частности, из-за хладотекучести полиэтилена ввод кабеля в установку нельзя выполнить достаточно герме
тичным.
Настоящее время характеризуется дальнейшими иссле дованиями по усовершенствованию конструкций и произ водства кабелей для нефтедобывающей промышленности (замена оплетки на обмотку и т. п.), а также по созданию газонефтеводостойких кабелей для работы в температурных диапазонах 60-У 95 и 150-у180°С.
Неотложной задачей является создание соответствующих изоляционных и защитных материалов. Работы в данном направлении наиболее интенсивно проводятся применитель
но к каротажным кабелям, используемым |
в наиболее |
жест |
ких эксплуатационных условиях. Поэтому |
в определенном |
|
смысле, кроме времени непрерывного нахождения в |
сква |
жине, можно считать, что условия эксплуатации других ви дов кабелей для проведения работ в скважинах являются частными случаями условий эксплуатации грузонесущих, в основном каротажных, кабелей.
Жестким эксплуатационным фактором является длитель ное воздействие на кабель, в основном силовой, для элек тропитания погружных нефтенасосов, теплоэлектронагрева телей и т. д., агрессивных скважинных жидкостей, насы щенных газами. В связи с этим вопрос о влиянии эксплуа тационных сред на кабели будет рассмотрен особо.
Со времени издания первой работы [92] по каротажным кабелям прошло 17 лет. За этот период произошли сущест венные перемены, обусловленные ужесточением условий эксплуатации и новыми задачами, как в номенклатуре вы пускаемых кабелей, так и в применяемых материалах, тех нологии изготовления и т. п. Результатом теоретических и экспериментальных исследований явилось создание новых кабелей для проведения геофизических и вспомогательных работ в скважинах и нефтедобычи.
Работа [48] имеет основной уклон в эксплуатацию кабе лей; в ней не рассматриваются некоторые вопросы, пред-
ю
ставляющие большой интерес как для для разработчиков, так и эксплуатационников. В связи с этим в настоящей мо нографии сделана попытка анализа принципиальных вопро сов разработки и изготовления, электрического и теплового расчетов, а также эксплуатационной надежности кабелей для проведения геофизических исследований в скважинах и нефтедобычи — кабелей для нефте газовой промышленности.
Впоследние годы М. Ф. Глушко, Э. А. Шахназаряном,
Л.М. Мамаевым и др. проведены фундаментальные иссле
дования напряженного состояния |
бронированного |
кабеля |
и разработана уточненная методика |
механического |
расчета |
кабеля, применимая при конструировании каротажных и дру гих бронированных кабельных изделий.
В данной монографии бронированный кабель рассматри вается как единая взаимосвязанная электромеханическая система.
Автор приносит глубокую благодарность за ценные за мечания докт. техн. н. проф. акад: АН УзССР X. Ф. Фазылову, И. Т. Соколову, докт. техн. н. проф. С. Н. Колесову, Н. С. Волкову, Н. И. Белоруссову, лауреату Государст венной премии Ю. Ф, Феоктистову и И. 3. Шабадашу.
и
Г л а в а 1
ГРУЗОНЕСУЩИЕ И НЕГРУЗОНЕСУЩИЕ КАБЕЛИ
ВСИСТЕМАХ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО И НЕФТЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСОВ
§ 1. ПРИМЕНЕНИЕ БРОНИРОВАННЫХ, ОШЛАНГОВАННЫХ И ОПЛЕТЕННЫХ КАБЕЛЕЙ В ГЕОФИЗИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ
Важнейшей народнохозяйственной задачей в настоящее время является широкое освоение огромных ресурсов неф ти и газа. Прогнозы показывают, что запасы полезных иско паемых, в том числе нефти, газа, должны быть сосредото чены на больших глубинах, и затраты на бурение и иссле дование сверхглубоких скважин могут быть окуплены в короткие сроки. Соответствующими постановлениями пар тии и правительства предусматривается проведение исследо ваний земной коры до подкоркового слоя на глубинах до 18000 м. Осуществление работ по сверхглубокому бурению намечено в несколько этапов, первым из которых является достижение глубины 7 000 м.
Сверхглубокое бурение, кроме открытия новых запасов полезных ископаемых, позволит проверить многочисленные гипотезы о поверхностях Конрада и Мохоровичича, составе вещества базальтового слоя и мантии и др., а также, что особенно важно,—изучить строение земной коры и физиче ские процессы, происходящие в недрах Земли. В частности, огромный интерес представляет возможность подтверждения гипотезы о радиогенном происхождении внутреннего тепла Земли.
Советский проект сверхглубокого бурения предусматри вает бурение на суше в различных районах страны — в Прикаспийской впадине, Азербайджане, Средней Азии, на Урале, в Забайкалье и на Курильских островах. Пробурен ряд глубоких скважин глубиной более 6 000 м, К середине 1971 г. самая глубокая скважина в СССР имела глубину 7410 м (Белоруссия). В США к этому времени имелись 2 глубокие скважины, пробуренные на суше „Юниверсити Е- E-1“ в Техасе — глубина 7724 м и „Руберте-5“ — глубина 7316 м [51].
Американский проект сверхглубокого бурения в отличие от советского предусматривает бурение скважин со дна
1?
океанов, учитывая, что земная кора под океанами наиболее
тонкая — примерно 5—10 км. Начаты работы по |
сверхглу |
||||
бокому бурению у берегов Южной Калифорнии |
и в |
райо |
|||
не Гавайских островов. |
В |
последнем |
случае |
пред |
|
полагается дойти до слоя |
Мохоровичича, |
расположенного |
|||
здесь, по расчетам ученых, на глубине 10—12 км [51]. |
|||||
Геофизический комплекс для |
проведения исследователь |
ских и других работ в скважинах (электрический и другие виды каротажа, боковое каротажное зондирование, необхо димое для составления геологического разреза, термомет рия, измерение диаметра, кривизны и отклонения по азиму ту наклонной скважины, определение места притока воды, перфорация и торпедирование1, отбор жидкости из пластов пробоотборниками и т. д.) в общем случае состоит из пог ружаемых в них устройств, спускоподъемного оборудова ния, наземной, измерительно-управляющей станции, каротаж ного кабеля (рис. 1). Последний в большинстве случаев
t
Рис. 1. Схема эксплуатации каротажною кабеля:
/ —подъемник с лебедкой и барабаном; 2 -ролик блок-баланса; 3—кабель.
одновременно выполняет тройную роль: 1) линии электри ческой связи между наземной станцией и погружаемым в скважины устройством, 2) троса для подвески и опускания скважинных устройств и 3) измерителя глубины их погру жения. В зависимости от требований и условий эксплуата ции применяются бронированные, ошлангованные или опле тенные каротажные кабели. В бронированных грузонесущий
1 После бурения до проектной глубины устанавливается колонна об садных труб и производится перфорация пласта на уровне залегания нефти и газа, а также торпедирование для увеличения поступления нефти.
13