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

ных коэффициентов А, В и С и увеличением X и f. Умень­ шение коэффициента А сопровождается снижением продоль­ ной жесткости и, соответственно, условного модуля про­ дольной упругости кабеля Ек , поскольку

мальными. Отношение максимальных растягивающих нагру­ зок при спуске и подъеме кабеля при р = 2 г/смг состав­ ляют: для одножильного бронированного кабеля 1 : 4, трех­ жильного— 1:3, семижильного бронированного—1:2,5.Таким образом, с увеличением диаметра кабеля уменьшается раз­ ница Между Роп И Рпод.

Максимальные статические растягивающие усилия дей­ ствуют на кабель при подъеме его из скважины в момент

Учет динамических растягивающих нагрузок, которые могут действовать на кабель, приводит к еще большему возрастанию значений Ре и Мл , следовательно, и деформа­ ций удлинения и кручения. Учитывая это, обычно стремят­ ся к обеспечению значительного превышения (в несколько раз) полного относительного удлинения него упругой состав­ ляющей при разрыве ТПЖ над полным относительным уд­ линением (и его упругой составляющей) при разрыве кабеля.

По опытным данным эксплуатации бронированных каро­ тажных кабелей с резиновой изоляцией, применение в них

109

охлаждении кабеля, из-за различия коэффициентов темпе­ ратурного расширения меди и пластмассы (полиэтилена) вызывают образование петель на токопроводящей жиле. Это связано с тем, что полиэтилен, расширяясь значительно больше меди, передает растягивающие осевые усилия на жилу, в результате чего возможны необратимые удлинения ее проволок, сопровождающиеся при охлаждении изоляции петлеобразованием. Применение стале-медной жилы взамен медной значительно повышает надежность кабеля за счет ее большего модуля упругости и напряжения начала теку­ чести.

Недостаток таких жил—сравнительно большая трудоем­ кость изготовления и завышенный диаметр, что приводит к некоторому увеличению диаметра кабеля. Кроме того, вследствие значительной разницы в коэффициентах терми­ ческого расширения стали и меди при повышенных темпе­ ратурах возможно возникновение механических напряже­ ний, приводящих к нарушению „агрегатности“ жилы, а следовательно, и целостности изоляционных оболочек. Ге­ терогенность стале-медной жилы может привести к возник­ новению при высоких температурах гальванических эффек­ тов. Кроме того, наблюдаются случаи полного пережигания жил при пробое изоляции во время водных испытаний.

Токопроводящие жилы из медных проволок, имеющие минимальное сопротивление и минимальный диаметр, но в то же время и минимальную разрывную прочность, приме­ няются в каротажных кабелях с достаточно жесткой изоля­ цией (фторлон-40 Ш, ПЭНД и др.), препятствующей рас­ тяжению их выше предела упругих деформаций. Низкая разрывная прочность способствует увеличению электриче­ ского сопротивления жил в результате их вытяжки при из­ готовлении кабелей на различных технологических переде­ лах не только вследствие большого веса отдающих катушек, но и по другим причинам технологического характера. Комби­ нированные (в частности стале-медные) жилы, несмотря на при­ сущие им недостатки, наиболее полно соответствуют требо­ ваниям, предъявляемым к каротажным кабелям больших строительных длин, и применяются со всеми видами изо­ ляции.

Вкаротажных кабелях с малым диаметром жил (нап­ ример, многожильный малогабаритный для сейсморазведки) находит применение биметаллическая проволока, обладаю­ щая достаточно высокой механической прочностью и элект­ ропроводностью.

Внастоящее время проводятся работы по созданию жил каротажных кабелей из специальных сплавов, допускающих получение у жил (при минимальном диаметре) оптимальных

111

соотношений таких параметров, как механическая прочность, стойкость к изгибам и знакопеременным нагрузкам, элект­ ропроводность и т. д. Например, разрывная прочность про­ волоки из низкоомного сплава ХОТ по ТУ 08—110—68 в 2—2,5 раза выше, чем у меди, электропроводность ее ни­ же, чем у меди только в 1,6—1,7 раза, а упругие свойства почти такие же, как у стали. Применение этой проволоки позволяет избежать недостатков, свойственных стале-мед- ной и медной жилам, и создать однородную конструкцию жилы, на которую могут наноситься жаростойкие защищаю­ щие от окисления покрытия (серебро, никель и др.), рав­ ноценную по сопротивлению постоянному току при одина­ ковом диаметре и разрывном усилии стале-медной жиле.

Можно проследить определенную аналогию между опи­ санной токопроводящей жилой с проволоками из сплава ХОТ и жилой кабеля геоф. ст. „Халибуртон“ (США). Пос­ ледняя—стале-медная, но применение легирующих добавок в оптимальных соотношениях уменьшает отличия по неко­ торым механическим характеристикам „стальных“ и „мед­ ных“ проволок. „Медная“ соответствует по свойствам про­ волоке марки МТ по ГОСТу 2112—46, однако ее разрыв­ ная прочность ниже. „Стальная“ по своим характеристикам похожа на стальную отожженную. Токопроводящая жила кабеля геоф. ст. „Халибуртон“ состоит из семи проволок (4 с диаметром 0,54 мм и 3 с диаметром 0,49 мм)\ „оми­ ческое“ сопротивление жилы — 9,3 ом\км.

Характеристики проволок таковы:

112