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

лоны-4 и -4Д применяются в ка­ ротажных кабелях с максимальными рабочими температура­ ми 250°С и давлением 1200 кгс/см2. По-видимому, эти па-

170

раметры не являются предельно допустимыми, поскольку температура плавления кристаллических областей заметно возрастает с увеличением давления [190]. В связи с этим под давлением, по всей врроятности, возрастает предел проч-

кгс/см2. При температурах выше температуры плавления кристаллитов диэлектрика его электрофизические свойства резко ухудшаются.

Однако, поскольку с ростом давления температура плав­ ления кристаллитов в различных диэлектриках увеличивается со скоростью 0,02—0,2°С tczcjcM2 [120], можно ожидать уве­ личения температурного ресурса известных изоляционных материалов, например фторлонов, при высоких гидростати­ ческих давлениях. Экстраполяция данных [190] по тефлону до 1200 KZcjcM2 дает температуру плавления кристаллитов,

171

равную 530°С. Вопрос о предельных для фторлонов вели­ чинах рабочих температур и давлений может быть решен в результате дальнейших исследований.

К настоящему времени каротажные кабели с пленочной комбинированной фторлоновой изоляцией не апробированы при максимальных эксплуатационных параметрах, на кото­ рые они рассчитаны, ввиду отсутствия соответствующих сква­ жин. В 1967 г. в Медведовской скважине № 2 треста „Краснодарнефтегеофизика“ трехжильным кабелем КТБТ-12 (ККФБ-3) был проведен сейсмокаротаж участка 5660—6140 м, причем температура на глубине 6140 м составила 210—219°С, давление—980 кгс/см\ Общее время работы—8 час.; кабель вследствие поломок в лебедке подъемника находился не­ прерывно в течение 4 час. на глубине с температурой 200°С. Качество полученных сейсмодиаграмм было удовлетвори­ тельным; сопротивление изоляции жил после подъема кабе­ ля на поверхность превышало 130 Мом-км.

При эксплуатации одножильного кабеля ККФБ-1 (изоля­ ция Ф-4 + Ф-4Д, 8И = 0,60 мн, трест „Грознефтегеофизика“) также получены хорошие результаты. За период с декабря

Пробег кабеля составил 1750 км, что значительно превышает пробег серийных кабелей с изоляцией из фторлона-40Ш (до списания) в условиях треста „Грознефтегеофизика“. При этих эксплуатационных параметрах изоляция из фторлона40Ш серийных каротажных кабелей полностью неработо­

полученным в Раменском отделении ВНИИГеофизики дан­ ным, рабочий ресурс кабелей типа КОБДТ (ККФБ) сущест­

изоляции составляло 4000 Мом-км. Кратковременная работа этих кабелей возможна и при более высоких температурах, однако при условии применения герметизирующих оболо­ чек из более теплостойких, чем полихлоропреновая резина,

материалов (например, из резин на основеэтиленпропилсновых каучуков).

172

Фторлон40Ш (сополимер тетрафторэтилена с этиленом в соотношении 1 : 1)—одна из марок фторлона-40, выпус­ каемого химической промышленностью по МРТУ 6—05— 817—68. В отличие от фторлона-4, он может перерабаты­ ваться в изоляцию методом экструзии на технологическом оборудовании для выпрессования полиэтилена и других тер­ мопластов. Обычно поставляется в виде мелкодисперсного порошка, на месте перерабатывающегося в гранулы на прес­ сах-грануляторах (с соотношением длины шнека к его диа­ метру 15 4-20 и компрессией 1 :4).

Обычно порошок гранулируется на прессе-грануляторе с диаметрами шнека 40, 60 и 80 мм при температуре в го­ ловке, равной 260°С. Гранулированный фторлон-40111, каки другие шприцующиеся пластмассы, перерабатывается в изо­ ляцию на технологических линиях, включающих, кроме червячного пресса, следующие устройства: отдающее; для выпрямления однопроволочных жил и подогрева жил; для постепенного охлаждения изоляции (в воде) и сушки (в воздухе); тяговое и приемное.

Технология переработки Ф-40Ш характеризуется следую« щей особенностью—близостью температуры размягчения (пе­ реработки) к температуре его разложения. В связи с этим ко­

целью предусматривается самостоятельная жесткая регули­ ровка пяти зон обогрева, в том числе матрицы. Для пре­ дотвращения застаивания и последующего разложения ма­ териала головка, решетка и технологический инструмент изготавливаются с плавными внутренними переходами. Дорн удлиненной формы вводится в матрицу, цилиндрическая часть которой в 12—20 раз больше ее внутреннего диамет­ ра. При наложении шланга длина цилиндрической части матрицы должна составлять от 7 до 12 диаметров кабеля по шлангу. Применяющиеся при производстве каротажных ка­ белей линии для переработки фторлона-40Ш в изоляцию разработаны ОКБКП (Мытищи), серийно изготавливающим провода и кабели с изоляцией из фторлона-40Ш.

Оптимальное отношение длины шнека к диаметру сос­ тавляет 154-25, компрессия—2,5, шнек имеет постоянный шаг. Применяются пресса с диаметрами шнеков 254-40 мм. Червячный пресс при переработке фторлона-40Ш должен изготавливаться из специальных сплавов, например, никельмолибденового НИМО-28, (С—0,015, Ni—62,9, Mn—0,27, Mo—27,62, Si—0,12, S—0,05, Fe—9,025%), так как контакт расплавленного Ф-40Ш с железом приводит к корродированию последнего и деструкции Ф-40Ш. Для увеличения адгезии изоляции к жиле и обеспечения стабильного температурного

173

режима в головке пресса токоііроводящай жила перед на­ ложением изоляционной оболочки подогревается до опти­ мальной температуры, причем такой, чтобы температура и, следовательно, вязкость расплава фторлона-40Ш перед выпрессованием были постоянными. Перегрев жилы приводит к разложению низкомолекулярных фракций фторлона-40Ш, недогрев—к отбору большого количества тепла и наруше­ нию теплового баланса к головке пресса. Выпрессовываемая оболочка в этом случае имеет малое относительное удли­ нение и повышенную склонность к растрескиванию.

Фторлон-40111 имеет более высокие по сравнению с фтор- лоном-4 значения модуля упругости при изгибе (9500кгс/см*, т.е. в 1,8—3,3 раза), твердости по Бринеллю (5,8—6,3 кгс/см2, т. е. в 1,5—2 раза), которые уменьшаются с повышением температуры. Вязкость его составляет 106—Ю8 пуаз, плот­ ность—1,65—1,7 г/см3, удельное объемное сопротивление- 1016—ІО17 ом-см.

Выдержка изоляции из фторлона-40Ш в течение нес­ кольких десятков часов при повышенных температурах- 150—200°С приводит к существенному возрастанию рѵ , прояв­ ляющемуся при старении как в атмосферных условиях, так и в воде при повышенных гидростатических давлениях. Видимо, этот эффект—следствие улетучивания низкомоле­ кулярных фракций, которые являются донорами ионовносителей, увеличения „компактности“, плотности мате­ риала.

Электрическая прочность Ф-40Ш при толщине 15 мм сос­ тавляет 40—50 кв/мм, tg 5 при частоте 10е гц—(64-8) ІО-3, £ при частотах до 500 М гц~ 2,5—2,6. Ф-40Ш обладает край­ не незначительными водопоглощением и влагопроницае­

коэффициент трения по стали: 0,09—статический и 0,054— динамический.

Оценка стойкости изоляции из Ф-40Ш к действию тем­ пературно-барических нагрузок произведена по результатам исследований в установке высокого давления и температу­ ры (УВДТ) 4 групп образцов с различной радиальной тол­ щиной изоляции: № 1 — 1,32, № 2—1,9, № 3—1,8, № 4— 0,7 мм.

Объемное удельное эквивалентное сопротивление изоля­ ции рѵэкв образцов № 1 при температурах ниже 100°С пре­ вышает 7 -ІО16 ом-см, причем ход кривых, снятых при подъе­ ме и снижении температуры, практически одинаков. При 230°С рѵэкв снижается более чем на 6 порядков. Вообще

174