ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ГРУЗОНЕСУЩИЙ КАБЕЛЬ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к грузонесущим геофизическим кабелям, используемым для термообработки скважин и предотвращения образования парафиногидратных пробок.
Известен нагревательный кабель по патенту РФ №73536. Данный нагревательный кабель, содержит нагревательные и контрольные жилы, поверх которых наложена броня и наружная оболочка. Все контрольные жилы скручены в сердечник и помещены в промежуточную оболочку, поверх которой одним повивом наложены изолированные нагревательные жилы. Нагревательные жилы разделены корделем и помещены в изоляцию нагревательных жил.
Изоляция жил, а также промежуточная и наружная оболочки нагревательного кабеля выполнены из одного и того же материала, а именно композиции блоксополимера пропилена с этиленом. Броня выполнена из одного повива стальной проволоки. Контрольные жилы выполнены с датчиками температуры.
К недостаткам известного нагревательного кабеля относятся:
Недостаточная защита от КЗ в случае механического воздействия (передавливания)
Недостаточная стойкость к возможным кратковременным перегревам
Размещенные в кабеле датчики позволяют контролировать температуру лишь в местах их расположения, т.е. локально. На участках кабеля между точками расположения датчиков длиной 200-300 м температура не контролируется.
Указанные недостатки ведут к снижению общей надежности и долговечности нагревательного кабеля.
Задачей настоящей полезной модели является разработка надежной и долговечной конструкции грузонесущего геофизического кабеля, предназначенного для термообработки скважин.
Для решения поставленной задачи
в грузонесущем геофизическом кабеле для термообработки скважин, включающем контрольные жилы, изготовленные из изолированных медных проволок, промежуточную оболочку контрольных жил, нагревательные жилы, изготовленные из изолированных медных или алюминиевых проволок, промежуточную оболочку нагревательных жил, броню из стальных оцинкованных проволок и внешнюю оболочку,
предлагается изоляция нагревательных жил выполнить из материала, имеющего более высокую теплостойкость по сравнению с остальными изоляционными материалами кабеля.
Отличительной особенностью предлагаемой конструкции является тот факт, что изоляция алюминиевых или медных проволок нагревательных жил изготавливается из материала с более высокой теплостойкостью по сравнению с остальными изоляционными материалами кабеля. Например, в качестве материала изоляции нагревательных жил может быть выбран полибутилентерефталат (ПБТ, в частности Ultradur 6550, производитель BASF). ПБТ в сравнении с традиционным материалом для изоляции нагревательных жил - сополимером пропилена, отличается более высокими температурой плавления, электрической плотностью и другими электрическими и механическими показателями. Это дает дополнительную защиту от замыкания на проволоку брони или соседние жилы в случае механического воздействия на кабель (передавливания), повышает стойкость к кратковременным перегревам до 180°С, позволяет уменьшить толщину изоляции, позволяет исключить кордель, как электрический разделитель между жилами, и, как следствие, габариты и вес кабеля. Помимо ПБТ для изоляции нагревательных жил могут использоваться материалы следующих классов: фторопласты, полифениленоксиды, полиэфиры, полиэфиркетоны, полисульфоны, полифениленсульфиды, полиимиды, эмальлак с температурой длительной эксплуатации не ниже 130°С. При этом теплостойкость материала изоляции нагревательных жил обязательно должна быть выше теплостойкости других изоляционных материалов кабеля.
Дополнительным отличием предлагаемой конструкции является то, что броня состоит, по меньшей мере, из двух повивов стальной оцинкованной проволоки, наложенных во взаимно противоположных направлениях. Проволока накладывается с зазором, величина которого составляет более 1 диаметра проволоки. Подобная конструкция брони обеспечивает нераскручиваемость кабеля при удлинении в скважине, что повышает надежность и срок службы кабеля.
Еще одним отличием предлагаемой конструкции является то, что кабель не содержит в себе локальных датчиков температуры. Оценка степени нагрева кабеля по всей длине проводится по измерению сопротивления контрольных жил, которое изменяется с изменением температуры кабеля. Таким образом, контролируется температура на каждом участке кабеля. Экономический эффект достигается исключением трудоемких ручных операций по установке датчиков в кабель.
На фиг.1 изображен в разрезе один из вариантов выполнения грузонесущего геофизического кабеля, где:
1. Контрольная жила
2. Промежуточная оболочка контрольных жил
3. Нагревательная жила
4. Изоляция нагревательной жилы
5. Промежуточная оболочка нагревательных жил
6. 1-й повив брони
7. 2-й повив брони
8. Наружная оболочка
В предлагаемом кабеле контрольные жилы 1 скручиваются в сердечник и помещаются в промежуточную оболочку 2 контрольных жил. Поверх промежуточной оболочки контрольных жил методом скрутки накладываются нагревательные жилы 3. При этом каждая нагревательная жила покрыта слоем изоляции 4. На нагревательные жилы накладывается промежуточная оболочка 5 нагревательных жил, на которую наносится 1-й повив 6 брони и 2-й повив 7 брони. Поверх брони на кабель наносится внешняя оболочка 8.
Последовательность операций при изготовлении предлагаемого кабеля следующая:
- изолирование контрольных жил методом экструзии на экструзионной линии;
- изготовление корде ля методом экструзии на экструзионной линии;
- скрутка контрольных изолированных жил на крутильной машине;
- наложение промежуточной оболочки контрольных жил на скрученные контрольные жилы методом экструзии на экструзионной линии;
- наложение повива из изолированных алюминиевых или медных проволок на крутильной машине с разделительным корделем;
- наложение промежуточной оболочки нагревательных жил методом экструзии на экструзионной линии;
- наложение повивов из стальных оцинкованных проволок на крутильной машине;
- наложение наружной оболочки методом экструзии на экструзионной линии;
Для производства предлагаемого кабеля используется оборудование ООО «СЕВГЕОКАБЕЛЬ» и ОАО «СЕВКАБЕЛЬ».
Материалы используемые в данном кабеле:
- проволока медная марки ММ, МТ ТУ16.К71-087-90;
- проволока алюминиевая AT, AM, ГОСТ 6132-79
- композиция блоксополимера пропилена с этиленом 02-МК ТУ2211-001-36295287-2002;
- ПБТ Ultradur 6550, производитель BASF;
- проволока стальная канатная оцинкованная ГОСТ 7372;
- полиэтилен высокой плотности.
Изготовление в предлагаемом кабеле изоляции нагревательных жил из материала с высокими электрическими и механическими показателями обеспечивает кабелю следующие преимущества перед известными конструкциями:
1. дополнительную защиту от КЗ в случае механического воздействия на кабель (передавливания)
2. стойкость к кратковременным перегревам до 180°С (до нескольких часов в течение всего срока службы)
3. уменьшение толщины изоляции, исключение корделя и, как следствие, уменьшение габаритов и веса кабеля.
Несмотря на более высокую стоимость данных материалов экономический эффект достигается путем уменьшения расхода материалов, поскольку возможно уменьшить толщину изоляции, благодаря более высоким механическим, электрическим и тепловым свойствам материалов.