ГРУЗОНЕСУЩИЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ БРОНИРОВАННЫЙ КАБЕЛЬ С НАРУЖНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ ОБОЛОЧКОЙ

Полезная модель относится к области геофизических исследований и может быть использована для работ в нефтяных и газовых скважинах для определения технологических параметров приборами, закрепленными на кабеле.
Известны серийно выпускаемые грузонесущие геофизические бронированные кабели с наружной полимерной оболочкой для каротажа, свабирования, перфорации нефтяных и газовых скважин, имеющие конструкцию из 1-7 электроизолированных токопроводящих жил и два, или четыре, или шесть слоев брони из стальной оцинкованной проволоки, каждый из которых имеет направление, противоположное предыдущему (см. ГОСТ Р 51978-2002 «Кабели грузонесущие геофизические бронированные» Общие технические условия).
Недостатком таких кабелей является низкая адгезия полимерной оболочки к стальной оцинкованной поверхности проволоки брони из-за малой площади сцепления их и, как следствие, быстрый выход из строя полимерной оболочки и кабеля в целом.
Известен геофизический бронированный кабель, состоящий из токопроводящих жил, электрической изоляции, двухслойного повива брони, отличающийся тем, что поверх этой брони нанесено покрытие из пластичного материала толщиной 1,5-2,5 мм, дополнительная двухслойная броня с промежутками между отдельными проволоками в наружном повиве, поверх которой нанесено общее покрытие, заполняющее промежутки между проволоками (Патент РФ №2087929, 1997, Ст 01 V3/18), принят за прототип.
Конструкция кабеля имеет зазоры между проволоками наружного повива дополнительной брони и заполнение их полимерным материалом наружной оболочки, но заполнение промежутков между проволоками только верхнего слоя наружной пары брони не обеспечивает должной адгезионной прочности наружной оболочки к поверхности проволок и, следовательно, не гарантирует длительной работы кабеля в промышленных условиях.
Недостаточная адгезионная прочность наружной оболочки к поверхности проволоки наружного слоя брони не обеспечивает необходимой защиты кабеля от агрессивной скважинной жидкости.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение адгезионной прочности наружной оболочки к поверхности проволок наружной пары брони, повышение надежности защиты кабеля от агрессивной скважинной жидкости и, как следствие, увеличение срока службы кабеля в целом в промышленных условиях.
Технический результат достигается тем, что в грузонесущем геофизическом бронированном кабеле, содержащем одну или несколько электроизолированных токопроводящих жил, покрытых одной, или двумя, или тремя парами повивов брони с противоположно направленными витками проволок в каждой паре и наружной полимерной оболочкой, имеющем при необходимости промежуточные оболочки, согласно полезной модели каждый слой наружной пары брони выполнен с зазорами между проволоками, обеспечивающими коэффициент заполнения каждого повива наружной пары брони равный 0,05÷0,95 от плотной укладки проволок в повиве, а оставшаяся свободная часть (0,95÷0,05) обоих повивов брони наружной пары заполняется полимерным материалом наружной оболочки, причем коэффициент заполнения каждого повива брони определяется соотношением
, где
з
n - количество проволок в повиве при наличии зазоров между проволоками.
пл
n - количество проволок в повиве при их плотной укладке;
Сущность полезной модели поясняется фиг.1 и 2, на которых изображены варианты осуществления конструкций кабеля с одной и двумя парами брони.
На фиг.1 представлена конструкция грузонесущего геофизического бронированного кабеля, состоящего из трех электроизолированных токопроводящих жил 1, одной пары брони из стальной оцинкованной проволоки 2 и наружной оболочки из полимерного материала 3.
На фиг.2 представлена конструкция грузонесущего геофизического бронированного кабеля, состоящего из трех электроизолированных токопроводящих жил 1, внутренней пары брони 2, наружной пары брони 3 и наружной оболочки из полимерного материала 4.
з
Особенности конструкций кабелей состоят в том, что каждый повив наружной пары брони выполнен с зазорами между проволоками, обеспечивающими коэффициент заполнения К каждого повива наружной пары брони, равный для кабеля на фиг.1-0,75, а для кабеля на фиг.2 - 0,5 от плотной укладки проволок в повиве, а оставшаяся свободная часть 0,25 и 0,5 обоих повивов брони наружной пары заполнена полимерным материалом наружной оболочки.
Общими характеристиками заявленной полезной модели с прототипом является:
- наличие электроизолированных токопроводящих жил;
- наличие двух пар брони с противоположно направленными витками проволок;
- наличие наружной полимерной оболочки.
Различие характеристик заявленной полезной модели с прототипом состоит в следующем:
- наличие зазоров выполнено в прототипе только в верхнем повиве наружной пары брони, а в заявленной полезной модели в обоих повивах наружной пары;
з
- размер зазоров в прототипе не оговорен, а в заявленной полезной модели оговорен через размер коэффициента заполнения этого повива К;
- в прототипе не оговорены условия определения коэффициента заполнения повива наружной пары брони, а в заявленной полезной модели дано соотношение по определению коэффициента заполнения, оно имеет вид:
, где
з
n - число проволок в повиве при наличии зазоров;
пл
n - число проволок в повиве при их плотной укладке.
Эти различия позволяют получить положительные качества заявленной полезной модели, а именно:
- увеличение адгезионной прочности наружной оболочки к поверхности проволок брони до 20%, повышение защиты кабеля от агрессивной скважинной жидкости и, как следствие, увеличение надежности работы кабеля в промышленных условиях. Коэффициент заполнения повива наружной пары брони определяется уравнением:
, где
з
А - суммарная площадь проволок в повиве наружной пары брони при наличии зазоров между проволоками в повиве;
пл
А - суммарная площадь проволок в повиве наружной пары брони при их плотной укладке.
В свою очередь, площади можно выразить через формулу:
, , где
d - диаметр проволок в повиве;
з
пл
n, n - число проволок в повиве при наличии зазоров и полной укладке.
Таким образом
;