КОМПЛЕКТИРУЮЩИЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к кабельной промышленности, в частности к сейсмическим кабелям, и может быть использована для комплектования геофонных групп в полевых условиях при проведении сейсморазведочных работ для передачи электрических сигналов.
Известно, что для проведения сейсморазведочных работ используются специальные кабельные (сейсмические) косы, в состав которых входит несколько типов сейсмических кабелей. Например, грузонесущий геофизический кабель с армированной полимерной оболочкой (RU 2269834, С2, 02.10. 2006, МПК Н 01 В 7/18). Известны серийно выпускаемые грузонесущие геофизические кабели для геофизических исследований, прострелочных и взрывных работ в скважинах, бурящихся на нефть, газ, руду, уголь и другие полезные ископаемые в одно-, трех- и семижильном исполнении, с несколько различающимися параметрами по разрывной прочности, диаметру, электроизоляционными материалами и другими отличиями, но при одном обязательном конструктивном исполнении -применении двухслойного бронировочного покрытия. См. каталоги кабельной продукции заводов: Ташкентского, Псковского (ЗАО "Псковгеофизкабель"), Пермского (ЗАО "Пермгеокабель"). Магнитогорского (НПЦ "Гальва") и других. Известны конструкции специальных геофизических кабелей для исследования наклонных и горизонтальных скважин (патенты RU №2087929 от 12.03.96 г. и №2105326 от 20.01.97 г.), имеющие многослойное бронировочное покрытие и оболочки из полимерного материала.
Все указанные кабели относятся к основным многожильным сейсмокабелям и предназначены для работы в полевых условиях с многоканальными системами (от 12 до 50 каналов). Главная их особенность в том, что они содержат большое количество жил.
Наиболее близким по назначению и технической сущности является сейсмический 2-х жильный кабель, предназначенный для монтажа и соединения измерительных приборов и питающих устройств в различных геофизических линиях. За прототип принят кабель марки КС-2К, состоящий согласно ТУ 5.502-029-93, из 2-х токопроводящих жил, каждая из которых изготовлена из 4-х стальных оцинкованных проволок и 3-х медных луженых. Жилы изолированы фторопластом или полипропиленом. Поверх скрученных изолированных жил наложена оболочка из полиуретана. Кабели этого класса должны иметь высокую гибкость, повышенную разрывную прочность и быть чувствительными к передаче электрических сигналов частотой до 8 Мгц. Указанные кабели имеют недостаточную
гибкость особенно при работе в условиях низких отрицательных температур и разрывную прочность. Разрывное усилие этого кабеля составляет 0,6 кН, а нижний предел температуры окружающей среды - минус 50°С.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание для комплектации геофонных групп новых сейсмических кабелей, имеющих повышенную гибкость при работах в условиях более низких отрицательных температур, высокую разрывную прочность и снижение электрического сопротивления токопроводящих жил.
Для достижения этого технического результата комплектующий сейсмический кабель по первому варианту содержит, как в известном кабеле, принятом за прототип, изолированные полиэтиленом или полипропиленом две токопроводящие жилы, включающие скрученные медные проволоки, и расположенную поверх общей скрутки токопроводящих жил внешнюю оболочку. В отличие от прототипа, кабель дополнительно содержит обмотку из полиэтилентерефталатной пленки, наложенную поверх общей скрутки и упрочняющий элемент из высокомодульных технических нитей, а оболочка выполнена из термоэластопласта или термопластичного полиуретана. Кроме этого, упрочняющий элемент выполнен в виде двух жгутов и скручен с изолированными жилами, а каждая токопроводящая жила имеет по 7 медных скрученных проволок диаметром 0,15 мм. Кроме этого, комплектующий сейсмический кабель может содержать две дополнительные токопроводящие жилы, и каждая жила имеет по 7 медных скрученных проволок диаметром 0,30 мм, а упрочняющий элемент в этом случае выполнен в виде наложенного поверх обмотки слоя из высокомодульных технических нитей.
По второму варианту, в отличие от прототипа, заявляемый кабель дополнительно содержит обмотку из полиэтилентерефталатной пленки, наложенную поверх общей скрутки, две дополнительные токопроводящие жилы и упрочняющий элемент, который выполнен в виде троса из стальных оцинкованных проволок диаметром не более 0,4мм с изолирующим покрытием из поливинилхлоридного пластиката, и уложен параллельно общей скрутке токопроводящих жил на расстоянии не менее минимального размера толщины оболочки, а оболочка выполнена из термоэластопласта или термопластичного полиуретана. Кроме этого, каждая токопроводящая жила имеет по 7 медных скрученных проводок диаметром 0,30 мм, а изолированные жилы различаются по цвету.
Кабель по третьему и четвертому вариантам отличается от первого и второго тем, что оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката.
Кабели по всем четырем вариантам отличаются тем, что изолированные жилы различаются по цвету.
Выполнение изоляции токопроводящих жил из полипропилена или полиэтилена, а оболочки из термоэластопласта или термопластичного полиуретана (по первому и второму вариантам) или использование оболочки из поливинилхлоридного пластиката (по третьему и четвертому вариантам) позволяет улучшить гибкие свойства кабеля, и расширить отрицательный температурный диапазон эксплуатации (до минус 60°С) при увеличении прочности на разрыв за счет дополнительного введения в конструкцию кабеля упрочняющего элемента. Использование медных жил позволило снизить их электрическое сопротивление, повысить за счет этого чувствительность кабеля к передаваемым сигналам.
Все варианты заявляемой полезной модели объединены единым творческим замыслом, поскольку они направлены на достижение одного и того же технического результата, решают одну и ту же задачу одним и тем же путем.
Далее полезная модель поясняется примером конкретного выполнения. На рис.1 изображено сечение 2-х жильного кабеля по первому и третьему вариантам, на рис.2 - сечение 4-х жильного кабеля по первому и третьему вариантам, на рис.3 - сечение кабеля по второму и четвертому вариантам.
Кабель содержит две токопроводящие жилы 1, каждая из которых скручена из семи медных проволок диаметром 0,15 мм, упрочняющий элемент 2, выполненный в виде жгутов из высокомодульных технических нитей (рис.1). При изготовлении кабелей используется проволока медная круглая электротехническая согласно ТУ. 16-705.492. Токопроводящие жилы имеют изоляцию 3 из полиэтилена или полипропилена. Жгуты скручены с изолированными жилами 1 и поверх их общей скрутки наложена обмотка 4 из полиэтилентерефталатной пленки. Изолированные жилы отличаются по цвету, например, белый (натуральный), синий (голубой). Поверх обмотки 4 наложена оболочка 5 из термоэластопласта или термопластичного материала (по первому и второму вариантам) или из поливинилхлоридного пластиката (по третьему и четвертому вариантам). Цвет оболочки, как правило, черный. Упрочняющий элемент, выполненный в виде наложенного поверх обмотки 4 слоя 2 из высокомодульных технических нитей, показан на рис.2. Этот кабель содержит четыре токопроводящие медные жилы, каждая из которых состоит из 7-ми проволок диаметром 0,30 мм.
На рис.3 изображен сейсмический кабель по второму варианту, согласно которому кабель содержит четыре медные токопроводящие жилы, из 7-ми проволок диаметром 0,30 мм каждая, а упрочняющий элемент выполнен в виде троса 2 из стальных оцинкованных проволок диаметром не более 0,4 мм, с изолирующим покрытием из поливинилхлоридного
пластиката, и уложен параллельно общей скрутке токопроводящих жил на расстоянии не менее минимального размера толщины оболочки.
Технология изготовления заявляемого кабеля по всем четырем вариантам проста и доступна и не требует сложного специального оборудования.
Образцы предлагаемых комплектующих сейсмических кабелей были испытаны и показали хорошие результаты при передаче электрических сигналов частотой до 8 МГц при работе в полевых условиях при температуре окружающей среды от минус 60 до плюс 70°С. Разрывное усилие кабелей составляет: 2-х жильных - не менее 700 Н (70 кгс), 4-х жильных - не менее 980 Н (98 кгс). При испытаниях кабели выдерживают не менее 500 циклов изгибов на угол±тг рад по радиусу, равному не менее 5 диаметров кабеля при растягивающем усилии 9,8 Н (1 кгс), а также не менее 100 циклов изгибов на угол ±π рад по радиусу, равному не менее 5 диаметров кабеля при растягивающем усилии 9,8 Н (1 кгс) при температуре до минус 45°С. Электрическое сопротивление токопроводящих жил постоянному току, пересчитанное на длину 1 км и температуру 20°С не более 174 Ом для 2-х жильных кабелей и не более 43 Ом для 4-х жильных.
Таким образом, предлагаемые конструктивные особенности сейсмических кабелей, используемые материалы для изоляции токопроводящих жил и оболочки обеспечивают максимально возможную гибкость кабеля, прочность к механическим воздействиям и широкий температурный диапазон эксплуатации.