ES2582943T3 - Método y aparato para un cable de detección - Google Patents

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ES2582943T3 ES06719886.1T ES06719886T ES2582943T3 ES 2582943 T3 ES2582943 T3 ES 2582943T3 ES 06719886 T ES06719886 T ES 06719886T ES 2582943 T3 ES2582943 T3 ES 2582943T3
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Abstract

Un cable (110), que comprende: un conductor (112); una capa de aislamiento (114) envuelta sustancialmente alrededor del conductor (112); una capa de polímero (116) aplicada sustancialmente sobre la capa de aislamiento (114), en la que una sección transversal de la capa de polímero tiene una superficie exterior (117) sustancialmente desigual; y una carcasa de armadura (120) aplicada a la capa exterior de polímero (117), en la que la carcasa de armadura es sustancialmente concéntrica con el conductor (112); caracterizado por que la capa de polímero es una capa de polímero espumable de pre-espuma.

Description

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DESCRIPCION
Metodo y aparato para un cable de deteccion Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a metodos y aparatos para la fabricacion de cables aislados y, mas particularmente, a metodos y aparatos para la fabricacion de cables asegurados utilizables en sitios de exploracion de petroleo de tierra y en el mar.
Antecedentes de la invencion
Un tipo de cable que se utiliza en sitios de exploracion de petroleo en tierra y en el mar es un cable de polfmero espumado. La figura 1 es una vista en seccion transversal de un tipo de cable de polfmero espumable 10 en la tecnica anterior. En un centro axial del cable de polfmero espumable de espuma 10 hay un conductor 12, tal como un conductor de cobre de siete hilos de calibre dieciocho. Envolviendo el conductor 12 hay una pelfcula de fluoropolfmero 14, tal como TEFZEL®, la pelfcula de fluoropolfmero se vende por parte de DUPONT FILMS®. Mas alla de la pelfcula de fluoropolfmero 14 hay una capa de polfmero 16. Un hueco neumatico 18 rodea la capa de polfmero 16 en el cable de polfmero espumable 10. La definicion de un lfmite exterior del hueco neumatico 18 es una carcasa de armadura 20. El hueco neumatico 18 es una caractenstica temporal del cable de polfmero espumable 10.
El diseno del cable de polfmero espumable 10, por ejemplo, puede utilizar la capa de polfmero 16 con un diametro exterior de 0,419 cm (0,165 pulgadas) y una carcasa de armadura 20 que tiene un diametro interior de 0,493 cm (0,194 pulgadas), en el que el espacio entre las mismas define el hueco neumatico 18. El hueco neumatico 18 permite que la carcasa de armadura 20 se pruebe con presion, tal como con una prueba de presion hidrostatica, para comprobar la integridad de la soldadura de la carcasa de armadura 20. Una vez se ha completado la prueba de presion, la capa de polfmero 16 es inducida a formarse, llenando sustancialmente el hueco neumatico 18. La formacion de espuma de un polfmero, tal como polietileno o polipropileno, es una ciencia exacta en que una temperatura ambiente superior se introduce en la capa de polfmero 16. La temperatura de formacion de espuma requerida es a menudo mayor que el punto de fusion la pelfcula de fluoropolfmero 14, lo que puede provocar un fallo dielectrico si el proceso no se controla adecuadamente. Las elongaciones termicas de los materiales que se calientan no son consistentes tampoco.
Un defecto con el diseno del cable de polfmero espumable 10 es que el hueco neumatico 18 en seccion transversal es tan grande que la formacion de espuma del cable de polfmero espumable 10 produce regularmente un cable exocentrico. La concentricidad del conductor 12 con relacion a la carcasa de armadura 20 es necesaria para asegurar una capacitancia constante a traves del cable de polfmero espumable 10. La capacitancia es de importancia cntica en cables fabricados en exceso de 3048 m (10.000 pies), tales como los cables utilizados en la exploracion de petroleo. Por lo tanto, el hueco neumatico 18, que es necesario para permitir la prueba de presion de la carcasa de armadura 20, inhibe la produccion de un cable concentrico.
El documento US 5831215 divulga un cable coaxial de alta frecuencia. El documento US 5128175 divulga un cable electrico aislado.
Por lo tanto, existe una necesidad hasta ahora sin resolver en la industria para hacer frente a las deficiencias e insuficiencias antes mencionadas.
Sumario de la invencion
Las realizaciones de la presente invencion proporcionan un sistema y un metodo para hacer un cable de polfmero espumable. La presente invencion proporciona un cable segun la reivindicacion 1, y un metodo de fabricacion de un cable segun la reivindicacion 5.
Descrito brevemente, en arquitectura, una realizacion del sistema, entre otras, se puede implementar de la siguiente manera. Un cable incluye un conductor que tiene una capa de aislamiento envuelta sustancialmente alrededor del conductor. Una capa de polfmero espumable se aplica sustancialmente sobre la capa de aislamiento. Una seccion transversal de la capa de polfmero espumable tiene una superficie exterior sustancialmente uniforme. Una carcasa de armadura exterior se aplica a la capa de polfmero espumable. La carcasa de armadura es sustancialmente concentrica con el conductor.
La presente invencion tambien incluye un metodo para la fabricacion de un cable de polfmero espumable. El metodo incluye: envolver una capa de aislamiento sustancialmente alrededor de un conductor; aplicar una capa de polfmero espumable sustancialmente alrededor de la capa de aislamiento, en el que una seccion transversal de la capa de polfmero espumable tiene una superficie exterior sustancialmente desigual; y soldar una carcasa de armadura exterior a la capa de polfmero espumable, en el que la carcasa de armadura es sustancialmente concentrica con el conductor.
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Otros sistemas, metodos, caractensticas y ventajas de la presente invencion seran o resultaran evidentes para los expertos en la tecnica tras el examen de los siguientes dibujos y de la descripcion detallada. Se pretende que todos estos sistemas, metodos, caractensticas y ventajas que se incluyen dentro de esta descripcion esten dentro del alcance de la presente invencion, y esten protegidos por las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripcion de los dibujos
Muchos aspectos de la invencion pueden entenderse mejor con referencia a los siguientes dibujos. Los componentes en los dibujos no estan necesariamente a escala, poniendose el enfasis en su lugar en ilustrar claramente los principios de la presente invencion. Por otra parte, en los dibujos, los mismos numeros de referencia designan partes correspondientes en las distintas vistas.
La figura 1 es una vista en seccion transversal de un tipo de cable de polfmero espumable en la tecnica anterior. La figura 2 es una vista en seccion transversal de un cable de polfmero espumable, de acuerdo con una primera realizacion de la invencion.
La figura 3 es una vista en seccion transversal del cable de polfmero espumable de la figura 2, despues de la formacion de espuma, de acuerdo con la primera realizacion de la invencion.
La figura 4 es una vista en seccion transversal de un cable de polfmero espumable, de acuerdo con una segunda realizacion de la invencion.
La figura 5 es una vista en seccion transversal de un cable de polfmero espumable, de acuerdo con una tercera realizacion de la invencion.
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un posible metodo de fabricacion del cable de polfmero espumable de la figura. 2, de acuerdo con la primera realizacion de la invencion.
Descripcion detallada de la invencion
La figura 2 es una vista en seccion transversal de un cable de polfmero espumable 110, de acuerdo con una primera realizacion de la invencion. El cable de polfmero espumable 110 incluye un conductor 112 que tiene una capa de aislamiento 114 envuelta sustancialmente alrededor del conductor 112. Una capa de polfmero espumable 116 se aplica sustancialmente sobre la capa de aislamiento 114. Una seccion transversal de la capa de polfmero espumable 116 tiene una superficie exterior 117 sustancialmente desigual. Una carcasa de armadura 120 exterior se aplica a la capa de polfmero espumable 116. La carcasa de armadura 120 es sustancialmente concentrica al conductor 112.
La superficie exterior 117 sustancialmente uniforme de la capa de polfmero espumable 116 funciona para crear una pluralidad de huecos neumaticos 118 entre la capa de polfmero espumable 116 y la carcasa de armadura 120. El hueco neumatico 118 permite a la carcasa de armadura 120 para pruebas de presion, tal como con una prueba de presion hidrostatica, para comprobar la integridad de la soldadura de la carcasa de armadura 120. Una vez que se ha completado la prueba de presion, la capa de polfmero espumable 116 puede ser inducida a espuma, llenando sustancialmente la pluralidad de huecos neumaticos 118. La figura 3 es una vista en seccion transversal del cable de polfmero espumable 110 de la figura 2, despues de la formacion de espuma, de acuerdo con la primera realizacion de la invencion. Mediante el diseno de la capa de polfmero espumable 116 para estar en contacto con la carcasa de armadura 120 antes y despues de la formacion de espuma, la capa de polfmero espumable 116 puede conformarse para sostener la carcasa de armadura 120 en una posicion sustancialmente concentrica al conductor 112.
La capa de polfmero espumable 116, por ejemplo, puede ser polipropileno o polietileno, u otro tipo de capa de polfmero espumable 116 que sea capaz de comportarse de manera similar a la capa de polfmero espumable 116 descrita en este documento. En concreto, la capa de polfmero espumable 116 debe ser capaz de conformarse y estar dentro de la carcasa de armadura 120 antes de la formacion de espuma. Muchos polfmeros espumables no estan disenados para este uso. La capa de polfmero espumable 116, por ejemplo, puede pasar por un proceso de extrusion y, con posterioridad, formar espuma, mientras que muchos polfmeros espumables no pueden espumarse despues del proceso de extrusion.
Como se muestra en la figura 2, el diseno previo a la espuma de la capa de polfmero espumable 116 del cable de polfmero espumable 110 puede incluir una serie de puntos de estriacion 122 como parte de la superficie sustancialmente desigual 117. La figura 2 ilustra que, en la primera realizacion, un cable de polfmero espumable 110 pueden tener diecinueve puntos de estriacion 122. En los disenos de estriacion alternativos, la capa de polfmero espumable 116 puede tener desde dos puntos de estriacion a unos 30 puntos estriacion. En esta realizacion, la estacion de puntos 122 tienen aproximadamente la misma altura radial como la mitad de un diametro interior de la carcasa de armadura 120. Puede haber al menos aproximadamente 0,0254 mm (0,001 pulgadas) entre los puntos de estriacion 122 y la carcasa de armadura 120, que puede ser necesaria para la prueba de presion.
Como se muestra en la figura 2, los huecos neumaticos 118 pueden ser sustancialmente de forma triangular. Los huecos neumaticos 118 tambien pueden asumir una forma rectangular, trapezoidal, u otras formas. Una forma del hueco neumatico 118 se determinara por la superficie sustancialmente desigual 117 y la carcasa de armadura 120, que en conjunto forman el hueco neumatico 118. Un solo cable de polfmero espumable tambien puede tener huecos neumaticos 118 en forma dispar. Los expertos en la tecnica reconoceran las numerosas permutaciones de formas
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disponibles para los huecos neumaticos 118 y la capa de poKmero espumable 116, que todos se consideran que estan dentro del alcance de esta invencion.
La figura 4 es una vista en seccion transversal de un cable de polfmero espumable 210, de acuerdo con una segunda realizacion de la invencion. El cable de polfmero espumable 210 incluye un conductor 212 que tiene una capa de aislamiento 214 envuelta sustancialmente alrededor del conductor 212. Una capa de polfmero espumable 216 se aplica sustancialmente sobre la capa de aislamiento 214. Una seccion transversal de la capa de polfmero espumable 216 tiene una superficie exterior sustancialmente desigual 217. Una carcasa de armadura exterior 220 se aplica a la capa de polfmero espumable 216. La carcasa de armadura 220 es sustancialmente concentrica con el conductor 212.
La superficie exterior 217 sustancialmente uniforme de la capa de polfmero espumable 216 funciona para crear una pluralidad de huecos neumaticos 218 entre la capa de polfmero espumable 216 y la carcasa de armadura 220. La superficie exterior sustancialmente desigual 217 puede incluir una pluralidad de picos radiales 222 y valles radiales 224. En esta realizacion, los picos radiales 222 tienen aproximadamente la misma altura radial como para detener un diametro interior de la carcasa de armadura 220. La altura radial de los picos radiales 222, por ejemplo, puede ser de 0,0254 cm (0,01 pulgadas) mayor que la altura radial de los valles radiales 224. En otro diseno, los picos radiales 222 pueden estar separados hasta 0,0254 cm (0,001 pulgadas) de la carcasa de armadura 220, mientras que los valles radiales 224 estan aproximadamente a 0,0508 cm (0,020 pulgadas) de la carcasa de armadura 220. En el segundo ejemplo de realizacion, la carcasa de armadura 220 puede tener un diametro exterior de aproximadamente 0,63 cm (0,25 pulgadas) y un espesor de entre 0,0635 cm (0,025 pulgadas) y 0,102 cm (0,040 pulgadas).
La figura 5 es una vista en seccion transversal de un cable de polfmero espumable 310, de acuerdo con una tercera realizacion de la invencion. El cable de polfmero espumable 310 incluye un conductor 312 que tiene una capa de aislamiento 314 envuelta sustancialmente alrededor del conductor 312. Una capa de polfmero espumable 316 se aplica sustancialmente sobre la capa de aislamiento 314. Una seccion transversal de la capa de polfmero espumable 316 tiene una superficie exterior sustancialmente desigual 317. Una carcasa de armadura exterior 320 se aplica a la capa de polfmero espumable 316. La carcasa de armadura 320 es sustancialmente concentrica con el conductor 312.
La superficie exterior sustancialmente uniforme 317 de la capa de polfmero espumable 316 crea una pluralidad de huecos neumaticos 318 entre la capa de polfmero espumable 316 y la carcasa de armadura 320. La superficie exterior sustancialmente desigual 317 puede incluir una superficie exterior sustancialmente ondulada, que se muestra en la figura 5. La superficie exterior ondulada puede tomar la forma de ondas cuadradas u ondas de otras formas.
El diagrama de flujo de la figura 6 ilustra un posible metodo de fabricacion del cable de polfmero espumable 110 de la figura 2, de acuerdo con la primera realizacion de la invencion. En este sentido, cada bloque representa un modulo, segmento, o etapa, que comprende una o mas instrucciones para la aplicacion de la funcion especificada. Tambien hay que senalar que, en algunas implementaciones alternativas, las funciones indicadas en los bloques pueden producirse fuera del orden senalado en la figura 6. Por ejemplo, dos bloques mostrados en sucesion en la figura 6, de hecho, pueden ejecutarse sustancialmente al mismo tiempo o los bloques pueden a veces ser ejecutados en el orden inverso, dependiendo de la funcionalidad implicada, como se aclarara mas adelante.
Como se muestra en la figura 6, el metodo 400 de fabricacion del cable de polfmero espumable 110 incluye envolver la capa de aislamiento 114 sustancialmente alrededor del conductor 112 (bloque 402). La capa de polfmero espumable 116 se aplica sustancialmente sobre la capa de aislamiento 114, en el que una seccion transversal de la capa de polfmero espumable 116 tiene una superficie exterior sustancialmente desigual 117 (bloque 404). La carcasa armadura 120 se suelda a la capa exterior del polfmero espumable 116, en el que la carcasa de armadura 120 es sustancialmente concentrica con el conductor 112 (bloque 406). Este proceso puede dejar una serie de huecos neumaticos 118 entre la capa de polfmero espumable 116 y la carcasa de armadura 120.
El metodo 400 de fabricacion del cable de polfmero espumable 110 ademas puede incluir probar la integridad de la soldadura de la carcasa de armadura 120. La prueba de la integridad de la soldadura de la carcasa de armadura 120 se puede lograr con una prueba de presion, tal como una prueba de presion hidrostatica. Despues de la prueba de presion hidrostatica, la capa de polfmero espumable 116 se puede espumar para llenar sustancialmente el hueco neumatico 118.
La formacion de espuma del cable de polfmero espumable 110 puede ser importante para algunas aplicaciones. Es deseable tener al menos dos libras de fuerza de extraccion en un cable de polfmero espumable. La fuerza de extraccion se define como la cantidad de fuerza para estirar de un 30,48 cm (doce pulgadas) de nucleo largo (conductor mas capa de aislamiento) de una carcasa de armadura de 25,4 cm (diez pulgadas) de largo. Tener menos de dos libras de fuerza de extraccion puede ser perjudicial para la integridad del cable de polfmero espumable. Espedficamente, cuando se utiliza un cable de polfmero espumable que es de decenas de miles de pies, que no es inusual en la industria de exploracion de petroleo, el peso del conductor puede exceder su
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resistencia a la traccion. Por lo tanto, el conductor puede romperse o sufrir danos en su integridad si no se soporta a lo largo de su longitud. El tener al menos dos libras de fuerza de extraccion implica que la carcasa de armadura y la capa de polfmero espumable trabajaran para soportar el conductor. La formacion de espuma de la capa de polfmero espumable puede ser necesaria para alcanzar al menos dos libras de fuerza de extraccion en el cable de polfmero espumable.
La etapa de aplicar la capa de polfmero espumable 116 (bloque 404) puede implicar la aplicacion de la capa de polfmero espumable 116 sustancialmente sobre la capa de aislamiento 114 y la extrusion de la capa de polfmero espumable 116, en el que la seccion transversal de la capa de polfmero espumable 116 se hace para tener una superficie exterior 117 sustancialmente desigual. Los expertos en la tecnica, particularmente en la tecnica de extrusion, apreciaran como se puede extruir la capa de polfmero espumable 116 para crear una superficie exterior 117 sustancialmente desigual.
La extrusion de la capa de polfmero espumable 116 puede implicar estriar la capa de polfmero espumable 116. La capa de polfmero espumable 116 puede estriarse para crear entre dos y aproximadamente treinta estnas en la capa de polfmero espumable 116. Diecinueve estnas, en particular, han demostrado ser eficaces en la obtencion de suficiente espacio para los huecos neumaticos 118, mientras se mantenga la concentricidad de la carcasa de armadura 120 en relacion con el conductor 112 antes y durante la formacion de espuma.
Aunque la presente invencion ha sido descrita en conexion con las realizaciones preferidas de las diversas figuras, debe entenderse que otras realizaciones similares pueden ser usadas, o se pueden hacer modificaciones y adiciones a la realizacion descrita para realizar la misma funcion de la presente invencion, sin apartarse de la misma. Por lo tanto, la presente invencion no debe limitarse a ninguna realizacion unica, sino mas bien interpretarse en amplitud y alcance de acuerdo con la recitacion de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un cable (110), que comprende:
    un conductor (112);
    una capa de aislamiento (114) envuelta sustancialmente alrededor del conductor (112);
    una capa de polfmero (116) aplicada sustancialmente sobre la capa de aislamiento (114), en la que una seccion transversal de la capa de polfmero tiene una superficie exterior (117) sustancialmente desigual; y una carcasa de armadura (120) aplicada a la capa exterior de polfmero (117), en la que la carcasa de armadura es sustancialmente concentrica con el conductor (112);
    caracterizado porque la capa de polfmero es una capa de polfmero espumable de pre-espuma.
  2. 2. El cable de la reivindicacion 1, en el que la superficie exterior (117) sustancialmente uniforme comprende ademas una pluralidad de picos radiales y valles radiales y en el que una altura radial de los picos radiales es 0,254 mm (0,01 pulgadas) mayor que una altura radial de los valles radiales.
  3. 3. El cable de la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que la superficie exterior (117) sustancialmente uniforme comprende ademas una superficie exterior sustancialmente ondulada.
  4. 4. El cable de la reivindicacion 1, 2 o 3, que comprende, ademas, una pluralidad de huecos neumaticos (118), estando formados la pluralidad de huecos neumaticos entre la capa de polfmero espumable de pre-espuma (116) y la carcasa de armadura (120).
  5. 5. Un metodo de fabricacion de un cable (110), comprendiendo el metodo las etapas de:
    envolver una capa de aislamiento (114) sustancialmente alrededor de un conductor (112);
    aplicar una capa de polfmero (116) sustancialmente alrededor de la capa de aislamiento, en el que una seccion
    transversal de la capa de polfmero tiene una superficie exterior sustancialmente desigual; y
    soldar una carcasa de armadura (120) exterior a la capa de polfmero, en el que la carcasa de armadura es
    sustancialmente concentrica con el conductor (112);
    caracterizado por que dicha capa de polfmero es una capa de polfmero de pre-espuma.
  6. 6. El metodo de la reivindicacion 5, que comprende, ademas:
    probar la integridad de la soldadura de la carcasa de armadura (120); y formar la capa de polfmero espumable de pre-espuma (116).
  7. 7. El metodo de la reivindicacion 5 o la reivindicacion 6, en el que la etapa de probar la integridad de la soldadura comprende ademas la realizacion de una prueba de presion hidrostatica de la integridad de la soldadura de la carcasa de armadura (120).
  8. 8. El metodo de la reivindicacion 5, 6, o 7, en el que la etapa de aplicar la capa de polfmero espumable de pre- espuma (116) comprende, ademas:
    aplicar la capa de polfmero espumable de pre-espuma sustancialmente alrededor de la capa de aislamiento, en el que la seccion transversal de la capa de polfmero espumable de pre-espuma tiene una superficie sustancialmente incluso exterior; y
    extruir la capa de polfmero espumable de pre-espuma, en el que la seccion transversal de la capa de polfmero espumable de pre-espuma extruida tiene la superficie exterior sustancialmente uniforme.
  9. 9. El metodo de la reivindicacion 8, en el que la etapa de extrusion de la capa de polfmero espumable de pre- espuma comprende, ademas, estriar la capa de polfmero espumable de pre-espuma.
  10. 10. El metodo de las reivindicaciones 5-9, que comprende, ademas, la etapa de formar una pluralidad de huecos neumaticos entre la carcasa de armadura y la capa de polfmero espumable de pre-espuma.
ES06719886.1T 2005-03-28 2006-01-30 Método y aparato para un cable de detección Active ES2582943T3 (es)

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