КАБЕЛЬНЫЙ НАКОНЕЧНИК

Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин, а именно к кабельным наконечникам - устройствам для механического и электрического соединения скважинных приборов с геофизическим каротажным кабелем.
Известны кабельные наконечники, предназначенные удерживать скважинные приборы и соединять их с геофизическим кабелем. Сила соединения с геофизическим кабелем должна иметь строго заданную величину, чтобы в случае аварийного прихвата скважинного прибора в скважине при его вытягивании на поверхность обрыв геофизического кабеля произошел бы с гарантией точно у кабельного наконечника, и кабельный наконечник вместе со скважинным прибором могли поднять на поверхность с помощью ловильных устройств. В противном случае при обрыве кабеля выше кабельного наконечника на отрезке между ним и поверхностью земли, образуются трудно извлекаемые петли геофизического кабеля [Молчанов А.А. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. Справочник. М. 1987].
Основные детали и узлы кабельного наконечника должны быть надежно защищены от воздействия агрессивных скважинных сред, которые могут привести к коррозии, электрическим утечкам, нарушениям герметичности и вывести кабельный наконечник и соединенный с ним геофизический прибор из строя.
Кабельный наконечник должен быть удобен и прост в эксплуатации, от чего также зависит надежность и эффективность его работы.
Известны также различные конструкции кабельных наконечников [авторское свидетельство SU №1317106, патент RU на изобретение №2020680, патент RU на изобретение №2186965, патент RU на изобретение №2373491, патент US на изобретение №3054848, патент US на изобретение №4648444]. Все они включают корпус, зажим кабеля, колпак (в некоторых патентах его называют головкой), электровводы.
Известен также кабельный наконечник (патент RU на полезную модель №106652), содержащий верхний и нижний корпусы, узел фиксации кабеля, дополнительный узел фиксации кабеля цангового типа. Дополнительный узел фиксации выполнен в виде цанги и связанной с ней конической втулки, взаимодействующей с нижним корпусом.
Конструкция узла заделки данного устройства сложна и в случае аварийной ситуации при прихвате скважинного прибора, соединенного с кабельным наконечником, допускает возможность обрыва геофизического кабеля выше кабельного наконечника, что усложнит аварийные работы.
Известен также кабельный наконечник (авторское свидетельство SU №703645), который содержит колпак, являющийся головной частью и кабельный зажим для заделки брони геофизического кабеля, между которыми расположен вкладыш со срезаемыми кольцевыми выступами. Данное техническое решение обеспечивает гарантированное место обрыва геофизического кабеля у головной части кабельного наконечника, однако усилие обрыва может находиться в широком интервале значений.
Известен также кабельный наконечник (авторское свидетельство SU 1023073), содержащий корпус, зажим бронированного кабеля, колпак, электровводы, штепсельный разъем для электрического соединения со скважинным прибором и накидную гайку для механического соединения со скважинным прибором.
К недостаткам данного кабельного наконечника можно отнести то, что зажим бронированного кабеля не обеспечивает гарантированного усилия обрыва геофизического кабеля, а также то, что при техническом обслуживании и эксплуатации прибора необходимо применять паяльное оборудование.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является «Наконечник кабельный каротажный» (Паспорт и руководство для эксплуатации, 2011 г., производитель ЗАО «ПромГеоФизСервис», г.Саратов), включающий токоввод, электроразъем штепсельный, стопорное кольцо, защитную пробку, вкладыш, втулку, свечной мост, корпус наконечника, винт-фиксатор, накидную и прижимную гайки, шайбу.
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что основные детали устройства не защищены и открыты и при работе в скважине подвержены разрушающему воздействию скважинной жидкости или газа. При эксплуатации и обслуживании данного устройства необходимо привлекать паяльное оборудование, что усложняет названные процедуры, при этом неизбежный нагрев изолирующих материалов ухудшает их диэлектрические свойства. Крепление геофизического каротажного кабеля к данному кабельному наконечнику осуществляется путем закрепления части проволок брони геофизического кабеля в узел заделки. Усилие заделки зависит от квалификации обслуживающего персонала и находится в широком интервале значений, что может привести к серьезным аварийным ситуациям при работе в скважине.
Задачей заявляемого технического решения является увеличение срока службы при повышении надежности устройства, обеспечении безопасности работ в скважине и упрощении эксплуатации.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что кабельный наконечник, содержащий: корпус, в котором размещены приборный электрический разъем и электровводы, соединяемые с электрическими жилами геофизического кабеля, головку, выполненную в виде расположенного на корпусе вытянутого цилиндра, и содержащую внутри узел заделки геофизического кабеля, имеет герметичный электрический разъем для соединения электрических жил геофизического кабеля с электровводами, помещенный во внутреннее пространство головки, служащее камерой, имеющей отверстие для ввода защитной смазки; узел заделки укреплен в головке с помощью срезных шпилек и выполнен с возможностью перемещения вперед-назад вдоль оси кабельного наконечника.
Заявляется также кабельный наконечник с вышеописанными признаками, в котором отверстие для ввода защитной смазки имеет закрывающую пробку.
Кроме того заявляется также кабельный наконечник с вышеописанными признаками, в котором электрический герметичный разъем выполнен многоконтактным.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в расположении герметичного электрического разъема внутри пространства головки - камере для размещения через введенное отверстие диэлетрической гидрофобной защитной смазки, что позволяет продлить срок службы кабельного наконечника и повысить его надежность, поскольку исключено попадание внутрь влаги и скважинного содержимого. Введение герметичного электрического разъема существенно упрощает работу и обслуживание устройства. Использование срезных шпилек для крепления узла заделки повышает безопасность скважинных работ.
Заявляемое устройство кабельного наконечника для геофизического кабеля представлено на Фиг.1, где цифрами 1-12 обозначены:
1 - головка;
2 - корпус;
3 - узел заделки;
4 - электроввод;
5 - приборный электрический разъем;
6 - накидная гайка;
7 - срезная шпилька;
8 - герметичный электрический разъем;
9 - камера для защитной смазки;
10 - отверстие с пробкой;
11 - геофизический кабель (не входит в состав кабельного наконечника);
12 - электрическая жила геофизического кабеля (не входит в состав кабельного наконечника).
Основными элементами конструкции кабельного наконечника являются имеющие цилиндрические формы головка 1, корпус 2 и узел заделки 3. Головка 1 и корпус 2 соединены между собой резьбовым соединением. Узел заделки 3 расположен в цилиндрическом отверстии головки 1 с возможностью скольжения вперед-назад вдоль него. Узел заделки 3 соединен с головкой 1 одной или более срезными шпильками 7. Узел заделки 3 служит для крепления в нем проволок брони геофизического кабеля 11. В корпус 2 герметично вставлены один или более электровводов 4. С одной стороны электровводы 4 соединены электрическими проводами с приборным электрическим разъемом 5, установленным в корпусе 2, с другой стороны соединены с электрическим разъемом или несколькими разъемами 8, размещенными во внутренней цилиндрической полости 9 головки 1. В головке 1 также имеется отверстие 10, закрытое пробкой, предназначенное для заполнения через него внутренней полости 9 головки 1 защитной смазкой.
Головка 1, корпус 2, узел заделки 3, накидная гайка 6 и срезные шпильки 7 изготавливают из металлических материалов и сплавов методами токарной и фрезерной обработки материалов. В качестве электрических разъемов 8 используют электрические разъемы, предпочтительно герметичные одножильные или многожильные, подходящие по габаритам и обеспечивающие оперативное соединение и разъединение электрических жил геофизического кабеля 12 с электрическими проводами, идущими от электровводов 4 или непосредственно с электровводами 4. Электровводы 4 изготавливают из металлических и диэлектрических материалов методами токарной и фрезерной обработки. Приборный электрический разъем 5 и накидная гайка 6 служат для электрического и механического соединения кабельного наконечника со скважинным геофизическим прибором.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.
Для соединения кабельного наконечника с геофизическим кабелем из головки 1 кабельного наконечника, вывинтив срезные шпильки 7, убирают узел заделки 3. Затем отсоединяют головку от корпуса. Геофизический кабель 11 пропускают через отверстие в головке 1 и проволоки брони геофизического кабеля 12 закрепляют в узел заделки 3, проводят электрические жилы геофизического кабеля 12 через узел заделки 3 и выводят их с другой стороны узла заделки. Электрически соединяют жилы геофизического кабеля 12 с электрическими разъемами 8. Противоположную сторону электрических разъемов 8 электрически соединяют с электровводами 4, например, пайкой с помощью электрических проводов. Надевают головку 1 на корпус 2, вставляя при этом узел заделки 3 в отверстие головки 1 и фиксируя его с помощью срезных шпилек 7. Диаметр срезаемой части срезных шпилек 7 подбирают согласно требуемому усилию соединения геофизического кабеля с кабельным наконечником. Вывинчивают пробку из отверстия 10 и через данное отверстие заполняют, например, шприцом для смазки, внутреннюю полость 9, служащей камерой, головки 1 густой защитной смазкой, например марки Томфлон, которая обеспечивает хорошую электроизоляцию токоведущих частей и одновременно защиту деталей кабельного наконечника от коррозии под действием скважинной жидкости. Пробку устанавливают на место. С помощью электрического приборного разъема 5 и накидной гайки 6 кабельный наконечник соединяют с требуемым геофизическим скважинным прибором для спуска и проведения работ в скважине.
Конструкция заявляемого устройства позволяет оперативно и без пайки отсоединить геофизический кабель, не демонтируя при этом узел заделки 3. Для этого удаляют срезные шпильки 7, отсоединяют головку 1 от корпуса 2 и, сдвинув головку 1, рассоединяют электрические разъемы 8.
В случае прихвата скважинного прибора в скважине при натяжении геофизического кабеля до необходимого усилия происходит срезание срезных шпилек 7 и геофизический кабель свободно поднимают на дневную поверхность.
Применение для крепления узла заделки 3 в головке 1 заявляемого устройства калиброванных по размеру срезных шпилек 7, изготовленных из материала с известными и проверенными прочностными характеристиками, делает величину силы соединения геофизического кабеля и кабельного наконечника стабильной, независимой от качества заделки брони геофизического кабеля в узел заделки, которая зависит от квалификации специалиста, работающего с кабельным наконечником. Применение срезных шпилек также позволяет использовать в качестве узла заделки конструкции с полной заделкой брони кабеля, что повышает надежность крепления кабельного наконечника к геофизическому кабелю. Надежность соединения и надежное отсоединение геофизического кабеля от кабельного наконечника в случае нештатных ситуаций, таких, как прихват скважинного прибора, присоединенного к кабельному наконечнику, повышают безопасность использования заявляемого устройства.
Наличие в заявляемом устройстве электрических разъемов 8, соединяющих жилы геофизического кабеля 12 с электровводами 4 упрощает эксплуатационные и ремонтные работы с кабельным наконечником, позволяя проводить необходимые манипуляции при сборке и разборке устройства, замене изношенных деталей без паяльного оборудования.
Наличие в конструкции устройства камеры, заполняемой защитной смазкой, увеличивает срок службы изделия.
Пример.
Заявляемое техническое решение изготовлено в виде опытного образца, успешно прошедшего апробацию в одном из подразделений организации в г.Саратове.