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

большой строительной длине кабеля трудно получить рав­ номерное спекание всех лент, а также исключить возмож­ ность появления в процессе термообработки микротрещин. В связи с этим такая изоляция, как правило, должна быть защищена дополнительной оболочкой, обеспечивающей ра­ диальную герметичность при работе кабеля в скважинах.

Второй способ осуществляется путем прессования на плунжерных прессах таблеток тефлона-б (соответствующе­ го фторлону-4Д) с замасливателем через конические мат­ рицы. После экструзии изоляции производится ее высоко­ температурная обработка (для придания монолитности) и сушка (для удаления замасливателя). Толщина изоляции может составлять 0,5-г 3,0 мм. Максимальная строительная длина провода, получаемая этим способом, лимитируется размерами таблеток и обычно не превышает 1400 м. Для получения толщины изоляции менее 0,8 мм применяют спо­ соб экструзии тефлона-1 на шнековых прессах, где он по­ ступает в пресс в виде гранул. Но скорость шприцевания гранулированного тефлона-1 не превышает 7,62 Mjnac [82].

Фторлон-4, наряду с ценными уникальными свойствами, обладает и рядом недостатков, а именно: высокой вязкостью расплава, недостаточными для конструкционного материала твердостью и жесткостью. В отличие от фторлона-4 его со­ полимеры (с гексафторпропиленом и др.) являются плавки­

наилучшими диэлектрическими свойствами и теплостой­ костью (200°С) обладает фторлон-4 М (особенно его разно­ видность—фторлон-4 МБ), близкий по диэлектрическим свойствам к фторлону-4 (см. гл. 3, § 2).

За рубежом в настоящее время отсутствуют конструк­ ции каротажных кабелей, рассчитанные на работу при тем­ пературах выше 250—260°С. Это подтверждается литератур­ ными [273] и патентными данными по США, Франции, Анг­ лии, ФРГ и Японии. Их максимальная теплостойкость дос­ тигается применением сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом (тефлон ГЕР). Из отечественных ма­ териалов по свойствам близки к тефлону FEP фторлон-4 М

(Б) и в какой-то степени фторлон-40Ш. Изоляция защи­ щена оболочкой из резины с классом нагревостойкости незначительно большим, чем у резины НШ-40; таким обра­ зом, класс нагревостойкости защитной оболочки значительно ниже, чем у изоляции. В этом отношении наиболее пер­ спективно применение в качестве защитных оболочек ре­ зины на основе фторкаучука СКФ-26 (разработки ОКБ КП). Испытания образцов каротажного кабеля с изоляцией из

101

пленочного термообработанного фторлона-4 и -4Д с защит­ ной оболочкой из этой резины показали, что она обладает

мальным временем пребывания кабеля на забое скважины, и кратковременно (до одного часа)—при 250°С.

Особый интерес представляют изоляционные материалы, которые могут применяться без герметизирующих оболо­ чек. К ним можно отнести фторлсн-40Ш и радиационномодифицированный полиэтилен. Максимальные температуры эксплуатации каротажных кабелей с такой изоляцией сос­ тавляют, соответственно, 175—180°С1и 205—210°, давления1000 и 1200 кгс/см2. Углубление скважин влечет за собой рост не только температур, но и гидростатических давле­ ний. Несмотря на то, что с увеличением последних можно ожидать заметной компенсации изменений, вносимых высо­ кой температурой, т. е. не исключена возможность исполь­ зования известных материалов, в том числе полиимидов, фторлонов и радиационно-модифицированного полиэтилена при более высоких температурах, нужно признать, что изоля­ ционные материалы, необходимые для каротажных кабелей с рабочей температурой ~300°С, в частности экструдируе­ мые, в настоящее время отсутствуют и создание их явля­ ется актуальной задачей. Однако при условии снижения требований в отношении допустимого сопротивления изоля­ ции в каротажных кабелях для сверхглубоких высокотемпе­ ратурных скважин могут найти применение целый ряд из­ вестных как органических, так и неорганических (окись маг­ ния и др.) изоляционных материалов, а также их сочетания.

например, возможность заключения жилы из медных нике­ лированных проволок в сплошные прочные трубки из ни­ келевого сплава, заполненные окисью магния.

В качестве „подушки“ под броню в сверхдлинных кабе­ лях можно использовать полиимидную плёнку с высокой стойкостью к продавливающим нагрузкам при высоких тем­ пературах, водонепроницаемостью и способностью свари­ ваться. Из термостойких материалов, выдерживающих на­ грев до 300°С, известно полифеновое волокно, обладающее, однако, низкой механической прочностью. Поэтому оно мо­ жет применяться для оплётки только в композиции с во-

ЧПо последним данным—160° С.

102

локном, имеющим более высокие механические характе­ ристики.

Следует отметить, что операция оплётки по производи­ тельности является наиболее узким местом в технологиче­

вызвало ухудшение её пластических, следовательно, и тех­ нологических свойств, создать проволоку с §в 300 кгс/мм2 при оптимальном соотношении прочностных и пластических свойств очень сложно1.

Увеличение глубин скважин более 15—20 тыс. м при условии повышения температур свыше 300—350°С может вызвать настолько серьезные трудности при конструирова­ нии каротажных кабелей, что более перспективным и эко­ номически целесообразным может оказаться иной вид элек­ трической и механической связи наземной и погружаемой

вскважины аппаратуры [113].

§5. УСТОЙЧИВОСТЬ К ОБРЫВАМ ТОКОПРОВОДЯЩИХ

Учитывая, что при равноценных по нагрузкам условиях в наиболее неблагоприятных находится токопроводящая жила одножильного бронированного кабеля (а также центральная семижильного), вопросы устойчивости токопроводящих жил к обрывам рассматриваются применительно к одножильному кабелю. В процессе эксплуатации каротажные кабели под­ вергаются многократным циклическим знакопеременным осевым нагрузкам и изгибающим моментам. Наиболее тя­ желым нагрузкам подвергаются кабели, эксплуатирующиеся в глубоких и сверхглубоких скважинах.

1 Подробно данный вопрос освещен в гл, III.

103