ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАКЛОННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ СКВАЖИН

Предлагаемый кабель для исследования наклонных и горизонтальных участков скважин относится к области геофизических исследований и предназначен для спуска и подъема геофизических приборов и аппаратов, их питания электроэнергией номинального напряжения до 600 В и осуществления информационной связи между наземной аппаратурой и скважинными приборами при геофизических исследованиях скважин.
Известны конструкции специальных геофизических кабелей для исследования наклонных и горизонтальных скважин (патенты РФ №№2105326, дата приоритета 20.01.1997, и 2209450, дата приоритета 14.01.2002), имеющие многослойное бронировочное покрытие и оболочки из полимерного материала. Наиболее близким по конструкции является кабель, описанный в патенте РФ №2209450. Этот кабель содержащий одну или несколько изолированных токопроводящих жил, скрученных в сердечник и помещенных в промежуточную оболочку, поверх которой наложена броня и наружная оболочка. Броня состоит из трех или более повивов.
На участке кабеля, предназначенном для работы в наклонной и горизонтальных частях скважины, начиная со второго или третьего повива брони, до 75% проволок отсечены с равномерным смещением мест отсечения по длине участка при переходе от нижнего повива к верхнему, а оставшиеся проволоки образуют армирующий каркас для полимерных оболочек с обеспечением снижения удельной плотности кабеля на данном участке по крайней мере на 20% по отношению к удельной плотности кабеля на участке, предназначенном для работы в вертикальной части скважины, при этом промежутки между проволоками заполнены полимерным материалом в процессе нанесения внешней полимерной оболочки.
Недостатком конструкции данного кабеля является сложность изготовления и эксплуатации, поскольку он имеет переменный диаметр по длине кабеля.
Целью данной полезной модели является создание кабеля для исследования наклонных и горизонтальных участков скважин удобного в эксплуатации с постоянным диаметром по длине, который обеспечивает высокое прохождение горизонтальных участков скважин.
Для достижения поставленной цели предлагается геофизический кабель для исследования наклонных и горизонтальных участков скважин, содержащий одну или несколько изолированных токопроводящих жил, скрученных в сердечник и помещенных в промежуточную оболочку, поверх которой наложена броня и наружная оболочка, выполнить следующим образом:
- в верхней и средней части кабеля между изолированными токопроводящими жилами, скрученными в сердечник, поместить изолированные стальные проволоки,
- в нижней части кабеля между изолированными токопроводящими жилами, скрученными в сердечник, поместить силовые стеклопластиковые элементы,
- броню в верхней части кабеля выполнить из двух повивов стальной оцинкованной проволоки,
- в средней части кабеля первый повив брони выполнить из меньшего количества проволок по сравнению с верхней частью кабеля, при этом свободное пространство между проволоками заполнить свинцом,
- в нижней части кабеля часть проволок обоих повивов брони заменить на силовые стеклопластиковые элементы.
Дополнительным отличием предлагаемого кабеля является то, что изоляция выполнена из полимерного материала.
Таким образом, кабель конструктивно разделен на три участка, что позволяет создать оптимальную конструкцию для выполнения своей функции на каждом из участков кабеля. Длина каждого участка кабеля определяется по согласованию с заказчиком и зависит от структуры скважины.
Сердечник в верхней и средней части выполнен путем скрутки вокруг центральной стальной изолированной проволоки изолированных токопроводящих многопроволочных жил, между которыми размещены также стальные изолированные проволоки. В нижней части сердечник выполняется скруткой вокруг силового стеклопластикового элемента изолированных токопроводящих жил и силовых стеклопластиковых элементов. На сердечник наложена промежуточная оболочка из полимерного материала.
На сердечник в верхней части кабеля наложены два повива брони из стальной оцинкованной проволоки, в средней части первый повив накладывается разряженным (количество проволок меньше, чем в верхней части). На среднюю часть для увеличения веса накладывается свинец, заполняя им свободное пространство между проволоками
первого повива. В нижней части часть проволок заменена на силовой стеклопластиковый элемент близкий по диаметру к диаметру проволок второго повива брони. Поверх брони наложена наружная оболочка из полимерного материала.
На фиг.1 изображена верхняя часть геофизического кабеля для исследования наклонных и горизонтальны участков скважин в разрезе:
1 - изоляция стальных проволок;
2 - токопроводящие жилы;
3 - изоляция токопроводящих жил;
4 - промежуточная оболочка;
5 - стальные проволоки;
6 - наружная оболочка.
На фиг.2 изображена средняя часть кабеля для исследования наклонных и горизонтальны участков скважин в разрезе:
1 - изоляция стальных проволок;
2 - токопроводящие жилы;
3 - изоляция токопроводящих жил;
4 - промежуточная оболочка;
5 - стальные проволоки;
6 - наружная оболочка;
7 - свинец.
На фиг.3 изображена нижняя часть кабеля для исследования наклонных и горизонтальны участков скважин в разрезе:
1 - силовой стеклопластиковый элемент;
2 - токопроводящие жилы;
3 - изоляция токопроводящих жил;
4 - промежуточная оболочка;
5 - стальные проволоки;
6 - наружная оболочка;
8 - силовой стеклопластиковый элемент;
Последовательность операций при изготовлении предлагаемого кабеля следующая:
- скрутка медных проволок в жилу на крутильной машине;
- изолирование медных токопроводящих жил и стальных проволок методом экструзии на экструзионной линии;
- скрутка токопроводящих жил, стальных проволок и стеклопрутка на крутильной машине сигарного типа;
- наложение промежуточной оболочки методом экструзии на экструзионной линии;
- наложение первого повива брони из стальных оцинкованных проволок и силовых стеклопластиковых элементов на крутильной машине сигарного типа;
- наложение в средней части свинца на свинцовом прессе;
- наложение второго повива брони из стальных оцинкованных проволок и силовых стеклопластиковых элементов;
- наложение оболочки методом экструзии на экструзионной линии.
Для производства предлагаемого кабеля используется оборудование OOO «СЕВГЕОКАБЕЛЬ» и ОАО «СЕВКАБЕЛЬ».
Материалы используемые в данном кабеле:
- проволока медная марки ММ, МТ ТУ16.К71-087-90;
- блоксополимер пропилена с этиленом 02-МК ТУ2211-001-36295287-2002;
- проволока стальная канатная оцинкованная группы Ж или С ГОСТ 7372;
- силовой стеклопластиковый элемент ТУ 2296-0051-20994511-04.
- свинец С2 или С3
Предлагаемый кабель имеет ряд преимуществ по сравнению с известными конструкциями, а именно:
- упругая и легкая нижняя часть которая обеспечивает проталкивание приборов в горизонтальных частях скважин;
- тяжелая средняя часть создает усилие для проталкивания нижней части вместе с прибором;
- постоянный диаметр по всей длине облегчает эксплуатацию кабеля, возможно применять уплотняющие устройства на устье скважины, удобно раскладывать кабель на приемном барабане подъемника.