КОМПЛЕКТУЮЩИЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ (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 увеличенное количество жил (передающих каналов) и имеют повышенную проводимость жил.
Наиболее близким по назначению и технической сущности по всем вариантам исполнения является сейсмический 3-х жильный кабель, предназначенный для монтажа и соединения измерительных приборов и питающих устройств в различных геофизических линиях. Основным функциональным признаком этого кабеля является передача слабых (несколько милливольт) электросигналов по одному каналу. За прототип принят кабель марки КС-3К, состоящий согласно ТУ 5.502-029-93, из 3-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.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в создании новых сейсмических кабелей, имеющих повышенную гибкость при работах в условиях более низких отрицательных температур и снижение электрического сопротивления токопроводящих жил.
Указанная техническая задача достигается тем, что по первому варианту комплектующий сейсмический кабель, в отличие от прототипа содержащем три комбинированные токопроводящие жилы с полимерной изоляцией, скрученные из семи проволок, часть из которых медные и, расположенную поверх общей скрутки токопроводящих жил, оболочку, каждая токопроводящая жила имеет три или четыре медных проволоки диаметром 0,23 мм, и четыре или пять биметаллических сталемедных проволоки диаметром 0,22 мм, изоляция токопроводящих жил выполнена из полипропилена или полиэтилена, а оболочка - из термоэластопласта или термопластичного полиуретана.
Второй вариант отличается от первого тем, что оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката.
По третьему варианту техническая задача решается тем, что в известном комплектующем сейсмическом кабеле, содержащем три комбинированные токопроводящие жилы с полимерной изоляцией, скрученные из 3-х медных проволок и 4-х стальных оцинкованных и, расположенную поверх общей скрутки токопроводящих жил, оболочку, каждая токопроводящая жила имеет медные проволоки диаметром 0,25 мм, а стальные оцинкованные диаметром - 0,25 мм, изоляция токопроводящих жил выполнена из полипропилена или полиэтилена, а оболочка - из термоэластопласта или термопластичного полиуретана.
Четвертый вариант отличается от третьего тем, что оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката.
Кроме этого, заявляемый кабель по всем четырем вариантам отличается тем, что для удобства в эксплуатации кабеля изоляция жил отличается по цвету.
Выполнение изоляции токопроводящих жил из полипропилена или полиэтилена, а оболочки из термоэластопласта или термопластичного полиуретана (по первому и
третьему вариантам) или использование оболочки из поливинилхлоридного пластиката (по второму и четвертому вариантам) позволяет улучшить гибкие свойства кабеля, и расширить отрицательный температурный рабочий диапазон эксплуатации при сохранении прочности к механическим воздействиям. Выполнение каждой токопроводящей жилы из семи проволок в сочетаниях: 3-х или 2-х медных проволок диаметром 0,23 мм, и 4-х или 5-и биметаллических сталемедных проволок диаметром 0,22 мм или из проволок диаметром 0,25 м - 3-х медных и 4-х стальных оцинкованных позволяет оптимизировать электрические параметры кабеля (электрическое сопротивление токопроводящих жил, волновое сопротивление, электрическую емкость), а также механическую прочность, расчетную массу одного километра кабеля с учетом выбранных материалов для изоляции и оболочки, т.к. эти материалы имеют достаточно высокую прочность при разрыве и высокие изоляционные свойства. Граничные количества проволок в токопроводящей жиле (медных 2 или 3 и биметаллических сталемедных 4 или 5, общее количество проводов в жиле всегда 7) выбрано исходя из условия уменьшения сопротивления и обеспечения необходимой гибкости. Назначение каждого сейсмического кабеля, полученного путем выбора одного из альтернативных сочетаний признаков, касающихся количества проволок в токопроводящей жиле с определенным диаметром медных и биметаллических сталемедных одно и то же, именно: передача электрических сигналов при проведении сейсморазведочных работ в полевых условиях. Технический результат для каждого, взятого из альтернативы сочетания этих признаков качественно один и тот же - снижение сопротивлений (электрического и волнового) и повышение гибкости. В зависимости от выбора сочетания сопротивление будет меняться количественно от 170 до 180 Ом (пропорционально изменению номинального диаметра токопроводящей жилы - больше диаметр проволок и их количество в ТПЖ - меньше и сопротивление, расчет сопротивлений производится по широко известным формулам). Гибкость любого кабеля, выбранного из альтернативы сочетаний признаков по определенному диаметру проводов и их количестве в токопроводящей жиле также будет больше по сравнению с прототипом, так как количество меди во всех проволоках жилы на единицу длины всегда больше при любом их указанном сочетании.
Таким образом, 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 рисунке изображено сечение кабеля.
Кабель содержит токопроводящие жилы 1, скрученные из семи проволок: трех медных диаметром 0,23 мм и четырех биметаллических сталемедных проволок диаметром 0,22 мм (по первому и второму вариантам), двух медных и пяти биметаллических сталемедных проволок таких же диаметров или из 3-х медных проволок диаметром 0,25 мм и 4-х стальных оцинкованных (по третьему и четвертому вариантам). При изготовлении кабелей используется проволока медная круглая электротехническая согласно ТУ.16-705.492 и стальная оцинкованная по ТУ14-4-1457. Токопроводящие жилы имеют изоляцию 2 из полиэтилена или полипропилена. Изолированные жилы отличаются по цвету, например, белый (натуральный), зеленый, желтый и скручены в кабель. Поверх общей скрутки наложена оболочка 3 из термоэластопласта или термопластичного материала (по первому и третьему вариантам) или из поливинилхлоридного пластиката (по второму и четвертому вариантам.). Цвет оболочки из термопластичного полиуретана и поливинилхлоридного пластиката, как правило, черный.
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 8МГц при работе в полевых условиях при температуре окружающей среды от минус 60 до плюс 70°С. Разрывное усилие кабелей - не менее 700 Н (70 кгс). При испытаниях кабели выдерживают не менее 500 циклов изгибов на угол ±π рад по радиусу, равному не менее 5 диаметров кабеля при растягивающем усилии 9,8 Н (1 кгс), а также не менее 100 и 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 2 км и температуру 20°С не более 180 Ом.