Жесткий каротажный кабель реферат
Обновлено: 04.07.2024
Согласно ОСТ (отраслевой стандарт) 153-39.1-005-00 кабель геофизический грузонесущий предназначен для подъемов или спусков аппаратов, сборок модулей в скважины:
- с целью проведения измерительных расчетов глубины;
- налаживания коммуникации между регистрационными информационно-вычислительными приборами, установленными на земле и рабочими механизмами, спущенными в скважину;
- подвода питания к приборам, расположенным на глубине.
Каротажные кабели позволяют осуществлять качественные многопараметровые измерения с высокой скоростью для обработки в каротажных лабораториях.
Универсальный кабель-трос со стабильно высокими показателями механической и химической устойчивости, в частности строго регламентированным запасом прочности на разрыв по маркировке относится к типу аналоговых линий. Кабель геофизический КГ может иметь 1, 3 или 7 токопроводящих жил. С 1 жилой кабели могут относиться к группе коаксиальных проводов и имеют конструкцию с концентрическим расположением токоведущей жилы внутри обратного провода (брони).
Технические характеристики кабеля КГ разных марок
Разрывное усилие – один из важных показателей, которые обязательно должны выдерживать геофизические провода. Одножильные провода (КГ 1-55-90/150/200) сечением 0,75 или 1,5мм выдерживают напряжения на разрыв не менее 55кН, 3-хжильные сечением 0,75 мм – не меньше 60Кн, 1,5 мм – более 70кН. Для семижильных нижний порог – 75кН.
Сопротивление токонесущей жилы имеет прямое влияние на качество и скорость передачи сигнала. Чем меньше сопротивление, тем меньше помех будет возникать. Для одножильных, 3-хжильных и 7-мижильных проводов КГ сечением 0,75 мм сопротивление не должно превышать 25 Ом/км, для кабеля с сечением жилы 1,5 мм – не больше 15 Ом/км.
Сфера применения
Каротажные кабели необходимы для организации прострелочно-подрывных работ, для взятия проб пластовых пород, флюидов и др. с ориентировкой на точный анализ и передачу данных в реальном времени.
Одножильный кабель в броне с наружным D 4мм (КГЛ 1 х 0,35-10-150 (-200)) применяется при проведении гидродинамических исследований в водных или газовых скважинах, устье которых герметизировано по причине присутствия внутреннего давления среды, заставляющего содержимое фонтанировать.
Кабель с одной коаксиальной парой (КГК 1 х 1,50/2 -55-90) с наружным D 9,8 или 10,85 соответственно применяется для спектрометрических исследований.
Кабель одножильный марок КГСв 1 х 0,75 70 150 4 и КГСв 1 х 0,75 90 150 4 имеет высокопрочное бронирование в 4 повива из стальной оцинкованной проволоки. Назначение этого кабеля – освоение скважин свабированием.
Трехжильный кабель (КГЛ 3х0,50-40-90 (-150,-200)) с наружным D 8,4 или 10,7 мм тоже используется в герметизированных скважинах через сальниковое уплотнение.
Геофизический семижильный кабель (КГ 7х0,75-75-90 (-150, -200, -260)) с наружным D 12,3 применяется при ведении геофизических исследований.
Условия эксплуатации грузонесущего кабеля
Кабель геофизический КГ допускается к применению в среде, где t*С не превышает 200*С с уровнем гидростатического давления не более 98 Мпа. Для всех типов кабеля минимальный D сгиба рассчитывается: 40* D кабеля. Питание кабеля допустимо до 600 В. Температурный режим для обеспечения нормальной работы кабеля рекомендуется в зависимости от конструкции и материала изоляции.
- Ф-4МБ допускается для работы при t*С 200*С;
- Ф-40Ш — для работы при максимальной t*С 180*С;
- СП – для работы при максимальной t*С 150*С;
- ПЭНД – для работы при максимальной t*С 90/100*С.
Сопротивление жил определяется при 20*С по таблице технических данных, сопротивление изоляции также указывается при 20*С и должно составлять не менее 20000 МОм*км, волновое сопротивление (частота 50 кГц) – 70 ±7 Ом. Испытывается кабель при напряжении 2500В.
Каротажный кабель представляет собой связующее звено между аппаратными комплексами на поверхности земли и спускаемым в скважину оборудованием. Именно посредством каротажного кабеля производится спуск прибора в ствол, подача электричества к нему и прием полученных данных для последующего анализа. Так каротажные кабели применяются при исследовании состояния водозаборных скважин, при перфорации пластов и в ходе промысловых исследований нефтедобывающих скважин и других мероприятиях.
При проведении работ на больших глубинах каротажный кабель испытывает огромные нагрузки на разрыв, механические воздействия при трении о стенки скважины, перепады температур, давление и т.д. Поэтому требования к качеству каротажного кабеля всегда предъявляются очень высокие, ведь от его прочности, надежности и долговечности зависит сохранность оборудования и эффективность работы предприятия.
При производстве каротажного кабеля предприятия руководствуются требованиями ГОСТ Р 31944-2012, но не ограничиваются ими. Помимо общих требований к качеству продукции каждый объект может выдвигать особые требования, исходя из геологических, экологических и других условий проведения работ.
Современные производители каротажного кабеля используют в качестве материалов стандартный набор: медь для передающей жилы, стальная канатная проволока для оплетки, а также качественные изоляционные материалы, устойчивые к температурным изменениям. Сегодня набирает все большую популярность стальная проволока, обладающая сероводородостойкостью – благодаря свойствам материала, такая проволока отличается большей устойчивостью к коррозии.
При всей значимости качества материала, из которого изготавливается каротажный кабель, очень важную роль в его надежности играет тип конструкции. В отличие от обычных силовых кабелей, подготовка к эксплуатации каротажного кабеля должна производиться в динамике. Это позволяет избежать возможных дефектов повивы проволоки, способной привести к раздуванию брони, запутыванию и обрыву кабеля.
И в целях повышения качества брони все больше предприятий переходит от применения клетьевого оборудования к машинам сигарного типа, которые не только обеспечивают более высокую производительность, но и позволяют производить продукцию с минимальным внутренним крутящим моментом (за счет того, что проволока в данном случае не закручивается вокруг своей оси).
Каротаж водозаборных скважин
По сравнению с работами в рамках нефтедобывающих скважин, каротаж водозаборных стволов достаточно прост и не требует применения столь сложной и дорогостоящей кабельной продукции. Геофизические исследования водозаборной скважины, главная цель которых – найти в ней какие-либо неисправности и предупредить их появление в будущем и называется каротаж скважин. Производят его в новых, только пробуренных скважинах, чтобы проверить степень соблюдения технологии бурения.
Этот комплекс мероприятий определяет герметичность, с которой была установлена обсадная колонна скважины, смонтированная наверху известняка, и была ли вообще достигнута глубина известкового слоя. Нарушение герметичности приводит к тому, что страдает качество воды, а также снижается срок службы скважины. При этом возможно загрязнение всего горизонта. Именно каротаж позволяет уберечь систему от данных рисков.
Кроме того при каротаже возможно проведение видеосъёмки. Это позволяет детально изучить всю колонну на наличие или отсутствие трещин. Также можно точно определить уровень воды и общую глубину скважины. Соответственно можно отметить, что подобный комплекс мероприятий становится гарантией безотказной и долгой работы скважины.
Процесс изготовления электрода показан на рис. 98. В зависимости от взаимного расположения электродов на отрезке кабеля различают зонды следующих типов: градиент-зонд, потенциал-зонд, кровельный и подошвенный, однополюсный и двухполюсный. Если расстояние между парными электродами (AB или MN) мало по сравнению с расстоянием между непарными электродами, то мы имеем градиент-зонд, если расстояние между парными электродами больше расстояния между непарными, — потенциал-зонд. Если парные электроды расположены вверху, зонд называется обращенным, а если они расположены внизу — последовательным. Обращенный градиент-зонд называется кровельным, последовательный — подошвенным. В зависимости от расположения в скважине одного или двух питающих электродов зонд называется однополюсным или двухполюсным.
Длиной градиент-зонда считается расстояние между напарным электродом и серединой сближенных электродов, длиной потенциал-зонда — расстояние между сближенными электродами.
Для выполнения каротажа методами электродных потенциалов и скользящих контактов применяются зонды специальных конструкций.
Счетчик глубин щитка 9 соединяется с редуктором 20 гибким валиком 21. Лентопротяжные механизмы соединяются с редуктором 20 при помощи сельсинов.
Кабель перед укладкой на барабан проходит через ролик 17, скрепленный с водильником 16. Благодаря постепенному перемещению водильника 16 по валу 15 (дойдя до одного конца вала, водильник по резьбе другого направления движется к другому концу вала) кабель плотно и правильно укладывается на барабане лебедки. В лебедке предусмотрена также ручная укладка кабеля при помощи штурвала 19.
Лебедка имеет ленточный тормоз 5, который управляется рычагом 6, и храповое колесо 7. При взведенной собачке храповое колесо препятствует вращению барабана в сторону разматывания кабеля, что создает удобство и безопасность работы во время каротажа. Коллектор 8 предназначен для электрического контакта жил кабеля и одноименных проводов, идущих с пульта управления станцией.
Лебедка ЛКА-400 используется при каротаже скважин глубиной до 400 м.
При каротаже скважин глубиной до 900; 1500; 2000 и 3000 м применяются соответственно лебедки ЛКМ-900, ЛКМ-1500, ЛКМ-2000, ЛКМ-3000А, предназначенные для трехжильного кабеля.
Лебедка ЛПМ-2 рассчитана на одножильный кабель и глубину до 3000 м, ЛК-2 может работать с одножильным, трехжильиым и семижильным кабелем при глубине исследуемых скважин 2300—7000 м в зависимости от типа кабеля.
ЛКМ-2-900 и ЛКМ-1500 устанавливаются в лебедочном отделении станции АЭКС-900 (1500) или АЭКС-ЛП-900 (1500). При этом лаборатория и станция смонтированы на одном автомобиле: станция АЭКС-900 — на автомобиле ГАЗ-6ЗЕ, станция АЭКС-1500 — на автомобиле ЗИЛ-157.
Лебедки остальных указанных выше типов монтируются на отдельных автомобилях, которые называются подъемниками. ЛКМ-2000, ЛКМ-3000А и ЛПМ-2 являются соответственно основными частями подъемников СКПМ-2000 и СКППМ-3000, смонтированных на автомобиле ЗИЛ-157. ЛК-2 установлена в подъемнике СКП-7/1АЭКС-5, который монтируется на автомобиле Урал-375. Во всех современных моделях самоходных подъемников и каротажных станций привод лебедки осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и двухскоростной редуктор.
Самоходный подъемник любого типа состоит из двух частей: лебедочного отделения и кабины лебедчика. В лебедочном отделении монтируется лебедка с кабелем; при транспортировке тут же крепятся блок-баланс, скважинные приборы и грузы. В кабине лебедчика установлены контрольные панели лебедчика, органы управления лебедкой (рычаг переключения передач двухскоростного редуктора, тормоз, рычаг управления храповым устройством лебедки, штурвал для привода укладчика кабеля), дублеры педали газа, педали сцепления, рычага управления коробкой передач, переговорное устройство.
5. Способы сращивания кабеля. Шланговые и оплетенные кабели сращивают способом пайки, соединительными патронами или соединительными муфтами.
Способ сращивания пайкой показан на рис. 101. Сращиваемые жилы соединяют так, чтобы их проволоки чередовались и переплетались. Для прочности ставят и пропаивают несколько узких бандажей из медной проволоки. Способ пайки применяют для постоянного соединения кусков кабеля.
Сращивание кабеля соединительными патронами обеспечивает возможность легкого соединения его жил.
На концы жил устанавливают наконечники (рис. 102), которые соединяют муфтой, предварительно полностью навинченной на один из наконечников.
Сращивание кабеля соединительными муфтами является быстрым и легким способом подключения к кабелю зондов и выводов приборов. На концах жил кабеля устанавливают специальные полумуфты: верхние (с гайкой) на жилах нижнего конца кабеля лебедки, нижние — на жилах кабеля зонда или вывода из скважинного прибора. Для сращивания при помощи гайки верхней полумуфты свинчивают корпусы полумуфт. Для контакта в гнезда полумуфт вставляют штифты.
Сращивание выполняют таким образом, чтобы длина всех жил была совершенно одинаковой и нагрузка на кабель распределялась не жилам равномерно. Места соединения жил кабеля и места с нарушенной изоляцией изолируют резиновой лентой, а места соединения, кроме того, — резиновыми трубками.
Бронированный кабель выпускается кусками такой длины, чтобы можно было пользоваться ими без наращивания другими кусками. К их сращиванию прибегают лишь в случае крайней необходимости. Перед сращиванием концы жилы кабеля соединяют и место их соединения изолируют. Соединение жил не должно быть жестким — должна быть предусмотрена возможность взаимного перемещения их концов.
6. Заделка свечного моста. Свечной мост прибора служит для присоединения к нему жил кабеля. Свечной ввод трехжильного кабеля (рис. 103) состоит из стержня 1, изолированного от корпуса 2 свечи, и свечного моста 3 со втулками 4 и 5. Стержень закрепляют гайкой 6. Жилу кабеля присоединяют к верхней части стержня свечи при помощи муфты соединительного патрона. Место соединения изолируют резиновой трубкой и несколькими слоями резиновой ленты. Изоляцию накладывают на корпус 2 свечи и выше так, чтобы захватить около 10 см резинового покрова жилы. Резиновую трубку закрепляют бандажом против выточки корпуса свечи. Герметизация свечи обеспечивается уплотнением изолирующей втулки 4 и слоем резиновой изоляции, покрывающей корпус свечи и место соединения свечи с жилой.
В последнее время для присоединения жил кабеля к скважинным приборам широко применяют кабельные головки (наконечники) (рис. 104).
7. Проверка изоляции кабеля и определение места утечки. Сопротивление изоляции кабеля (между жилами и оплеткой или броней и между отдельными жилами) определяют обычно посредством мегометра при напряжении до 500 в. Если это напряжение может вызвать пробой изоляции прибора, подсоединенного к кабелю, то применяют метод, показанный на рис. 105. Сопротивление изоляции кабеля в этом случае определяют (в Мгом) по формуле
где E — напряжение батареи в в; I — сила тока через микроамперметр в мка.
Обнаружив плохую изоляцию (сопротивление изоляции меньше требуемой величины), отыскивают место повреждения изоляции жилы кабеля.
Для отыскания нарушения изоляции шланговых и оплеточных кабелей применяют схему предохранительных контактов (рис. 106). Кабель перематывают с лебедки Л1 на лебедку Л2. Когда места нарушения изоляции находятся вне интервала ВД, токи утечки через нарушение изоляции замыкаются помимо гальванометра Г и не отмечаются им. Нахождение места утечки в интервале БД отмечается отклонением стрелки гальванометра, которое увеличивается по приближению к контакту А. Кабель перед проверкой на изоляцию и определением места утечек увлажняют.
Определение места нарушения изоляции бронированного кабеля можно выполнить с помощью схемы, показанной на рис. 107. Схема представляет собой мостик, два плеча которого образованы постоянным R1 и переменным R2 сопротивлениями, а другие два плеча — участками жилы кабеля от места нарушения до концов H и К. Для питания мостика применяется источник постоянного тока Б. В измерительную диагональ моста включен гальванометр Г. Расстояния l1 и l2 от одного и другого концов кабеля до места утечки будут
где R1 и R2 — значения сопротивления мостика, при которых наблюдается положение равновесия; L — длина кабеля.
8. Разметка кабеля. Разметка кабеля производится для точной привязки диаграммы на глубину. Более точно ее выполняют на скважине. Лебедку устанавливают приблизительно в 30 м от устья, закрепляют блок-баланс и опускают кабель с грузом в скважину так, чтобы зажимная втулка находилась близ блока со стороны лебедки. Вблизи от зонда или скважинного прибора ставят нулевую метку. Далее от нулевой метки при помощи мерной ленты отмеряют расстояние от 20 до 50 м (в зависимости от нужной точности привязки) и ставят первую и все последующие метки. Кабель по мере установки меток постепенно опускают в скважину. Метки на оплеточных или шланговых кабелях устанавливают из шпагата или металлических колец. На бронированном кабеле обычно ставят магнитные метки.
Кабели грузонесущие геофизические бронированные (каротажные) изготавливаются согласно ТУ 3585-070-24118545-2016 и предназначены для проведения геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах, для применения в рыболовном траловом флоте и проведения геофизических и геологических исследований на море.
В зависимости от области применения и конструкции кабели подразделяются на:
- КГ – кабель геофизический грузонесущий бронированный общего применения;
- КГСв – кабель геофизический грузонесущий бронированный для свабирования скважин;
- КГ1К – кабель геофизический грузонесущий бронированный с одной коаксиальной парой;
- КГл – кабель геофизический грузонесущий бронированный для работы через лубрикатор;
- КГС – кабель геофизический грузонесущий бронированный стойкий к воздействию сероводорода.
Рис. 1 Кабель одножильный геофизический грузонесущий бронированный общего применения
КОНСТРУКЦИЯ кабеля одножильного геофизического грузонесущего бронированного общего применения:
1 - токопроводящая жила
2 - полимерная оболочка
3 - первый повив брони
4 - второй повив брони
Рис. 2 Кабель геофизический грузонесущий бронированный для свабирования скважин
КОНСТРУКЦИЯ кабеля геофизического грузонесущего бронированного для свабирования скважин:
1 - токопроводящая жила
2 - полимерная оболочка
3 - первый повив брони
4 - второй повив брони
5 - третий повив брони
6 - третий повив брони
Рис. 3 Кабель геофизический грузонесущий бронированный коаксиальный
КОНСТРУКЦИЯ кабеля геофизического грузонесущего бронированного коаксиального:
1 - токопроводящая жила
2 - полимерная изоляция
3 - экран со скрепляющей обмоткой плёнкой
4 - первый повив брони
5 - второй повив брони
Читайте также: