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

случайности. Особо большой разброс прочности отмечен при визуально проведенной термической обработке, зависящей от субъективных оценок режимов оператором. Статистиче­ ские данные измерений на «-количестве сваренных образцов показали, что при прочих равных условиях для визуально проведенной термообработки характерно появление низких значений разрывной прочности и уменьшение ее наиболее вероятного значения (рис. 49). Чем выше точность симмет­ рирования, тем больше значение наиболее вероятной раз­ рывной прочности. Приведем данные для проволоки диа­ метром 0,3 мм из стали У7А:

Разработанная приставка применима к выпускаемым про­ мышленностью сварочным аппаратам типов МС-0,75, МС-3, АСП-3 и др., а также и зарубежным подобного же назначения.

В отличие от разработанной в 1959 г. институтом им. Е. О. Патона данная приставка не привязана к отдельному сварочному аппарату, легко транспортабельна и может об­ служивать в условиях завода участок сварочных аппаратов.

i n

Рис. 49. Статистическое распределение разрывной прочности для проволоки диаметром 0,3 мм из стали марки У7А:

282

В случае необходимости соединения стале-медных жил целесообразно применение комбинации сварка—пайка (свар­ ка стальных проволок встык и пайка медных проволок враз­ гон). Этот способ соединения жил можно использовать так­ же в эксплуатационных условиях. Однако он не является единственно возможным. Так, при соединении стале-'медной жилы кабеля КЭС-6 для электротепловой обработки сква­ жин, содержащей три стальные проволоки диаметром 0,40 мм, одну медную диаметром 0,41 и три медные диаметром 0,39, лучшие результаты получены при помощи пайки припоем

ПСР-40 140% Ag, 17—Cu, 17-Zn, 2 5 ,7 -Cd и 0,4—Ni) с температурой полного расплавления 605°С.

Концы соединяемых жил откусываются кусачками так, чтобы не нарушалась скрутка проволок. Для этого конец жилы можно обмотать 2—3 витками медной проволоки ну­

бензиновой или ацетиленовой кислородной горелкой с вне­ сением присадочного материала ПСР-40. Чтобы обеспечить равномерный прогрев всего соединения, горелку во время пайки непрерывно передвигают вдоль шва. Во избежание окисления припоя и расплавления его раньше, чем прогреется место соединения, пламя горелки следует держать впереди места пайки, в этом случае припой хорошо затекает в более горячие места.

Перед внесением припоя в зону пайки его необходимо периодически опускать в спирто-канифольный раствор для предохранения места пайки от окисления. После за­ полнения места соединения расплавленным припоем по всей окружности и по длине 5 мм в обе стороны от шва пайка считается законченной. После окончания пайки бархатным напильником проводится зачистка наплавленного припоя и жила освобождается из зажимов. Механическая прочность места пайки не должна быть ниже 80% прочности целой жилы, диаметр жилы в месте шва не должен превышать диаметр целой жилы более чем на 5%.

§7. ОСОБЕННОСТИ НАЛОЖЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ

ИЗАЩИТНЫХ (ШЛАНГОВЫХ) ОБОЛОЧЕК НА АНВ

Начиная примерно с 1960 г., оборудование для холодно­ го опрессования жил резиной с последующей длительной вулканизацией полученных оболочек в котлах, применявшееся при производстве кабелей для нефте-газовой промышлен-

2ізЗ

нзсти [92], заменено агрегатами непрерывной вулканизации (АНВ). Замена вызвана в основном необходимостью увели­ чения производительности труда и улучшения качества из­ делий, поскольку АНВ позволяет совместить операции на­ ложения резиновой оболочки, вулканизации, испытание напряжением (АСИ или ЗАСИ). Исключение промежуточ­ ных технологических операций и перевозок уменьшает ве­ роятность повреждения изоляции до вулканизации. Техно­ логия АНВ позволяет изготовление практически неограни­ ченных длин изолированных жил в массовом количестве.

Конструкции агрегатов для горячего опрессования на жилы резин и пластмасс, имея много общего, существенно различаются в следующем: резины перерабатываются при значительно меньших, чем пластмассы, температурах во из­ бежание подвулканизации. Поэтому для увеличения произ­ водительности процесса опрессования, более равномерной подачи резины в головку пресса и увеличения давления шнеки выполняются двухили трехзаходными с прогрессив­ но убывающим шагом нарезки. Отношение длины последней к диаметру шнека (L/D) для переработки резин находится в диапазоне 44-8, т. е. здесь шаг нарезки в 3 раза меньше,

тангенциальная составляющая), создаваемое выпрессовываемой резиной, смещает наложенные на жилу слабо спечен­ ные между собой ленты фторлона-4, что приводит к накоп­ лению их излишка, увеличению трения в дорне и в конеч­ ном итоге—к обрыву жилы. Технологические эксперименты1 показали, что предельная (критическая) длина жилы с изо­ ляцией из пленочного ориентированного запеченного фтор­ лона-4, на которую можно наложить герметизирующую оболочку из резины НШ-40, составляет-^ 1 км (строитель­ ные длины же достигают 8—10 км). Выход из положения найден в варианте, где верхней лентой пленочной изоляции служит фторлон-4Д, спекаемый до монолитного состояния.

Особенность наложенных на АНВ резиновых оболочек— отсутствие продольных швов—в определенной мере повы­ шает их радиальную герметичность и надежность в даль­ нейших технологических переделах и эксплуатации.

1 Проведены В. Ф. Роговой и др. с участием автора.

Скорость вулканизации любых резин возрастает с уве­ личением температуры. Оптимальная ее величина при пос­ тоянных температуре и давлении выбирается по зависимости механической прочности вулканизата от времени вулканиза­ ции. Плоский максимум этой зависимости (так называемое плато вулканизации) дает диапазон времен (следовательно, и скоростей) вулканизации, обеспечивающих оптимум меха­ нических свойств.

Схема широко применяющихся в СССР и за рубежом АНВ предусматривает вулканизацию на проход наложенной на червячном прессе оболочки (на сдвоенном прессе—одно­ временно двух коаксиальных оболочек) в трубе, в которой обычно при помощи пара создается температура до 200°С и избыточное давление до 20 кгс{смг. Производительность работы АНВ возрастает с увеличением длины вулканиза­ ционной трубы, которая у современных АНВ достигает 120 м. АНВ обычно различаются по диаметру червяка: 63 мм (АНВ-63), 250 (АНВ-250) и т. д. До появления агрегатов типа „Andouart“ с двухшнековыми прессами наложение оболочек на жилы каротажных кабелей производилось в основном на АНВ-90 и АНВ-125 (конструкции и работа раз­ личных типов отечественных АНВ описаны в ряде книг по кабельной технике)1.

При производстве каротажных и других кабелей для нефте-газовой промышленности в основном применяются агрегаты ф. „Andouart“ (60 X 60, 90 X 90) с целью наложе­ ния двухслойных оболочек, обладающие высокими эксплу­ атационными качествами. Агрегат имеет сдвоенные Ѵ-образ- ные пресса, смонтированные на общей станине, с шнеками одинаковых или различных диаметров; оба пресса подают массу в одну головку. Комплект технологического инстру­ мента состоит из дорна и двух матриц. Конструкция техно­ логического инструмента выполнена так, что матрица пер­ вого слоя служит одновременно дорном для второго. Резины поступают из цилиндров каждого пресса и по специальным каналам подаются в промежутки между соответствующими дорнами и матрицами.

Работа прессов АНВ ф. „Andouart“ автоматизирована. Ско­ рости червяков и тягового устройства синхронизированы;

осуществляется при помощи коллекторных электродвигате­ лей, тяговое устройство приводится в действие асинхронным

185

руется изменением скорости коллекторного электродвигателя,

движения кабеля, а регулирование скорости вращения шне­ ка—к изменению как производительности пресса, так и ско­ рости движения жилы, т. е. производительности техноло­ гического процесса в целом. На электронный усилитель подаются напряжения, снимаемые с тахогенераторов шнека и тягового устройства. Изменение напряжения тахогенератора шнека на усилителе при регулировании оборотов шне­ ка вызывает появление сигнала рассогласования на входе усилителя, а система автоматического регулирования из­ меняет скорость тягового устройства до устранения сигнала рассогласования.

Все применяющиеся типы АНВ, в том числе ф. „Ando­ uart“, имеют горизонтальную вулканизационную трубу. При ее большой длине на жиле под действием собственного веса образуется значительная стрела провеса в трубе, что иногда приводит к порче наложенной изоляции (так называемые „зализы“), особенно в случае тонких оболочек. Это явление может быть устранено применением АНВ с наклонной или вертикальной вулканизационной трубами.

В АНВ применяются сдвоенные приемники (с двумя барабанами) во избежание остановки агрегата для смены катушек. В некоторых случаях на АНВ также используются отдатчики контейнерного типа, в которых сбухтованная жила подается к прессу из коаксиального цилиндра, обра­ зованного им и бочкой контейнера.

Вытяжка токопроводящей жилы на различных техноло­ гических переделах, в том числе при изолировании, может отрицательно отразиться на ее электрических и механиче­ ских характеристиках. По мере сматывания жилы с отдаю­ щего барабана усилие натяжения Г возрастает, поскольку F=MR (где М—вращающий момент на валу двигателя тя­ гового устройства, нерегулируемый; R—радиус намотки), поэтому жила получает неравномерную вытяжку. В связи с этим необходимо или использовать жилу повышенной разрывной прочности (например, стале-медную, из медных сплавов), или принимать меры к уменьшению технологиче­ ского натяжения (применение синхронизированного привода отдающего и приемного устройств электропривода с авто­ матически регулируемым моментом двигателя, уменьше­ ние силы трения в подшипниках отдающих устройств'. С изменением R момент двигателя с автоматически регули-

286