руемьш моментом должен измениться таким образом, чтобы усилие натяжения F оставалось неизменным. Реализация этого варианта в принципе возможна при помощи двигателя, управляемого пространственным сдвигом и представляющего собою индукционную машину с полым ротором и двумя статорами (двигатель Д. В. Свечарника). Изменение угла пространственного сдвига осей этих статоров сопровождается изменением вращающего момента на валу двигателя.
§ 8. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРАСКРУЧИВАЮЩЕЙСЯ БРОНИ
При рассмотрении бронированных кабелей иногда смеши вают 2 понятия — кручение кабеля и раскручивание брони. Фактически они разные: бронированный кабель или канат мо гут быть крутящимися, но нераскручивающимися, и наоборот.
Необходимое условие получения некрутящегося кабеля- троса—равенство1 моментов повивов брони, наложенных в противоположные стороны,—можно выполнить только путем выбора соответствующих углов наложения ее повивов и применением в верхнем повиве проволок уменьшенного (по определенному соотношению) диаметра по сравнению с диаметром проволок первого повива. Этот способ может применяться в редких случаях (например, при работе кабеля только в режиме перемоток через ролики, без интенсивно
го абразивного |
износа о стенки наклонных скважин и т. п.). |
В большинстве |
же случаев он практически неприемлем, как |
иногда по условиям технологии (из-за невозможности нало жения на существующих машинах большого числа прово лок), так и эксплуатации. Условием получения нераскручи вающейся брони является дополнительная деформация проволок брони по винтовой линии перед их наложением (преформация), или после наложения на кабель (рихтовка). Обычно проволоки брони накладываются на кабельную за готовку под небольшим углом; изгиб проволоки сопровож дается ее деформацией в пределах упругости и внутренние напряжения стремятся „развернуть“ броню.
Дополнительная деформация проволок брони—необходи мый элемент технологии бронирования, поскольку самораскручивание отдельных проволок в эксплуатации может выз вать тяжелые аварии на скважинах, вплоть до полного вы хода кабеля и скважины из строя. Бронированные кабели, изготовленные с дополнительной деформацией проволок, имеют повышенные эксплуатационные свойства. В случае недостаточной предварительной деформации внутренние напряжения в проволоках могут привести к расслоению
1 Нарушение его приводит к росту — и уменьшению Рразр брони.
брони, а при нарушении целостности одной или нескольких проволок—к выходу их из повива и его раскручиванию. По-видимому, внутренние напряжения могут быть уменьшены или сняты высокочастотным нагревом брони.
Дополнительная деформация проволоки производится при
|
|
|
|
|
|
ее прохождении по опорам, |
где она совершает поступатель |
ное движение, скорость которого |
обусловлена тяговым уст |
ройством с |
угловой |
скоростью, |
равной |
угловой скорости |
наложения |
брони. В |
результате |
участия |
в поступательном |
и вращательном движениях |
проволока принимает спираль |
ную форму с шагом, |
равным |
шагу наложения брони, т. е. |
она получает форму спирали, соответствующую положению ее в готовом кабеле. Оптимум предварительной деформации достигается изменением расстояния между крайними опора ми, а также средней опоры от линии, соединяющей центры
крайних опор. Преформация проволок |
перед наложением |
их на кабель может осуществляться |
на вращающихся роли |
ках, неподвижных цилиндрических |
поверхностях, полусфе |
рических (грибковых) головках и т. |
п. |
|
Известны многочисленные конструкции устройств для преформации проволок—дискового, роликового, шпилечного и т. п. Из них до настоящего времени частично применяются шпилечные, грибковые и другие устройства, но лучшие ре
зультаты получены |
при применении |
пятиопорного |
префор |
матора (рис. 50), |
разработанного |
В. |
И. Сухининым с сотр. |
Этот преформатор |
наиболее широко |
применяется |
на заводе |
1 ! |
3 |
4 6 67 89 |
Ю |
/И |
|
|
|
|
|
|
3 ! 26 1916И |
т 15 14 |
U ; |
Рис. 50. Пятиопорный |
преформатор: |
7—втулка; 5, 4,5,11,16—диски в сборе; |
3,6,15—кольца; 7— полукольцо; 8—ролик в сбо |
ре; 9—диск; 70— болт M10XS0; 12—диск &360; 13—винт М10Х20; 14—шайба 8; /7 —шайба 10; 7«-шплинт 4X30; 19—болт М6Х25; 20—вшп; 21—шарнир.
„Ташкенткабель“, так как обеспечивает получение практи чески нераскручивающейся брони, хотя и требует значи тельных усилий ( ~ 10 т-с)1*для протягивания кабеля. Пре форматоры выполняются в виде головок, закрепляемых на концах полых валов фанерей бронемашины в местах схода проволок от всех отдающих катушек. Угол конуса головок соответствует углу схода проволок. Конус состоит из пяти конических дисков, установленных на полом валу. Расстоя ние между дисками и угол поворота среднего диска отно сительно соседних с ним крайних дисков могут регулиро ваться. На конической поверхности дисков симметрично располагаются радиальные цилиндрические шпильки с оде тыми на них роликами.
Настройка пятиопорного преформатора производится по методике В. И. Сухинина. Расчет параметров преформирую щего устройства сводится к определению расстояния между опорами (1) и стрелы прогиба ({), по которым настраивается преформатор и регулируется сила торможения катушек. Для получения I и f необходимо определение следующих вели чин:
1) относительного удлинения |
крайнего волокна |
повива |
проволок брони |
|
|
|
|
|
= |
|
(3 - 8 - 1 ) |
|
ч> |
|
|
|
где 8 — диаметр проволоки; |
|
|
|
а — угол наложения проволоки; |
|
|
dcp — средний диаметр повива брони; |
|
|
2) суммарного |
относительного удлинения |
проволок» |
|
— еотн, ~Ъ ®отн2і |
(3 |
8 2) |
ГДе SOTH, — относительное удлинение остального сечения про |
волоки, |
равное |
|
|
|
|
е |
|
(3 -8 -3 ) |
где о, — предел текучести; |
|
|
|
Е — модуль упругости. |
данным В. |
И. Сухинина, |
Согласно экспериментальным |
Е= 18500-19000 кгс',см\
3)полувысоты упругой области, соответствующей отно
сительному удлинению ss :
ffc * Ä |
|
h - a h p |
(3~ 8' 4) |
1 При бронировании одножильных каротажных |
кабелей; для много |
жильных это усилие существенно боль'пе. |
|
19—3612 |
28У |
4) остаточных напряжений в крайнем волокне проволоки:
2?s
I = as — — А или, вынося за скобку, получим
|
|
|
«k I — |
es (1 — 0.213А), |
|
(3 - 8 - 5 ) |
|
, |
„ г |
2h |
„ |
/ 2h \2| г |
----- |
|
где |
А = |
3 ffarc s in x + |
[5 — 2 |
J | | / |
1 — . т ) ’ |
: 7,42336. |
Обычно |
as = (0,7~0,8)ав; для высокопрочных |
проволок |
°s = |
(0,92 — 0,94)ов; |
|
|
|
|
5)остаточной деформации, соответствующей остаточно
му напряжению | оЧ;
I о*!
|
е » |
L j L . |
|
(3 - 8 -6 ) |
|
®о----- g - , |
|
6) удлинения, |
испытываемого |
крайним |
волокном |
при |
изгибе проволоки |
на опоре: |
|
|
|
|
= ®отн, + s0THj -f- So; |
(3—8—7) |
7) радиуса кривизны, |
соответствующего |
|
|
|
|
|
|
(3 - 8 - 8 ) |
1, р и h связывают уравнение |
|
|
|
| з + |
16 , 2р21_ |
16тсу h |
. |
(3 - 8 - 9 ) |
|
|
|
|
Это уравнение может быть решено |
относительно 1 при |
по- |
мощи соответствующих таблиц. |
|
|
|
Стрела прогиба |
|
|
|
|
|
|
f = |
— |
|
(3 -8 -1 0 ) |
|
|
2я2р |
|
|
|
Таким образом, данная методика учитывает связи между прочностными свойствами проволоки и параметрами предва рительной деформации. Пятиопорный деформатор по прин ципу действия не отличается от широко применяющихся трехопорных. Наличие двух дополнительных опор вызвано необходимостью двухстадийной, более стабильной префор мации высокопрочной проволоки, обладающей большой жесткостью.
Вторым способом получения нераскручивающейся брони является рихтовка. Рихтовка кабеля при изготовлении в настоящее время производится наряду с предварительной деформацией отдельных проволок. Она производится обыч но в четырех плоскостях изгиба, повернутых друг относи тельно друга на 93°, так же как и преформация проволок брони перед наложением их на кабель. Рихтовка должна
