CABLES ELÉCTRICOS PARA POZO DE SONDEO MEJORADOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención Esta invención se relaciona con cables eléctricos de pozo de sondeo, y métodos de fabricación y uso de dichos cables. En un aspecto, la invención se relaciona con un cable eléctrico mejorado, equilibrado de par de torsión sellable y duradero usado con dispositivos de pozo de sondeo para analizar formaciones geológicas adyacentes a un pozo de sondeo, métodos para fabricar el mismo, así como usos de dichos cables. Descripción del Ramo Relacionado Generalmente, las formaciones geológicas dentro de la tierra que contienen gas de aceite y/o petróleo tienen propi9edades que pueden estar enlazadas con la capacidad de las formaciones de contener dichos productos. Por ejemplo, las formaciones que contienen aceite o gas de petróleo tienen resistividad eléctrica superior a aquellas que contienen agua. Las formaciones generalmente comprendiendo piedra de arena o piedra caliza pueden contener gas de aceite o petróleo. Las formaciones generalmente comprenden esquisto, que también puede encapsular formaciones que contienen petróleo, pueden tener porosidades mucho mayores que aquellas
de piedra de arena o piedra caliza, pero, debido a que el tamaño de grano de esquisto es muy pequeño, puede ser muy difícil de remover el aceite o gas atrapado en el mismo. Consecuentemente, puede ser deseable medir diversas características de las formaciones geológicas adyacentes a un pozo antes de la terminación para ayudar a determinar la ubicación de una formación que contiene aceite y/o gas de petróleo, así como la cantidad de gas de aceite y/o petróleo atrapada dentro de la formación. Las herramientas de registro, que son generalmente dispositivos largos, de forma de tubo, se puede hacer descender hcia el pozo para medir dichas características a profundidades diferentes a lo largo del pozo. Estas herramientas de registro pueden incluir emisores/receptores de rayos gamma, dispositivos de calibración, dispositivos de medición de resistividad, emisores/receptores de neutrones, y lo semejante, que se usan para percibir características de las formaciones adyacentes al pozo. Un cable de línea de alambre conecta la herramienta de registro con una o más fuentes de energía eléctrica y equipo de análisis de datos en la superficie de la tierra, así como proporcionar soporte estructural en las herramientas de registro a medida que se hacen descender y se elevan a través del pozo. Generalmente,
el cable de línea de alambre se desenreda de carrete fuera de un camión, sobre una polea, y abajo hacia el pozo. Los cables de línea de alambre se forman típicamente de una combinación de conductores metálicos, material aislante, materiales de relleno, camisas, y alambres de blindaje metálicos. Comúnmente, la vida útil de un cable eléctrico de pozo de sondeo es típicamente limitada a solo alrededor de 6 a 24 meses, ya que el cable puede estar comprometido por exposición a elementos extremadamente corrosivos, o poco o ningún mantenimiento de miembros de resistencia de cable, tal como alambres de blindaje. Un factor primario que limita la vida de cable de línea de alambre es falla de alambre de blindaje, en donde los fluidos presentes en el ambiente del fondo del pozo conducen a corrosión y falla de los alambre de blindaje. Los alambres de blindaje se construyen típicamente de acero perlifico estirado en frío revestido con zinc para protección de corrosión. Mientras que el zinc protege el acero a temperaturas moderadas, se sabe que la corrosión es fácilmente posible a temperaturas elevadas y ciertas condiciones ambientales. Aún cuando el núcleo de cable todavía puede ser funcional, generalmente no es económicamente factibler reemplazar el alambre de blindaje, y
el cable completo se debe descartar. Una vez que los fluidos corrosivos se infiltran hacia los espacios anulares, es difícil o imposible removerlos completamente. Aún después de que el cable se limpia, los fluidos corrosivos permanecen en espacios intersticiales dañando el cable. Como resultado, la corrosión de cable es esencialmente un proceso continuo que puede empezar con el primer viaje del cable de línea de alambre hacia el pozo. Una vez que el alambre de blindaje empieza a corroerse, la resistencia se pierde rápidamente, y el cable completo se debe reemplazar. Los alambres de blindaje en cables eléctricos de pozo de sondeo también están asociados con varios problemas de operación incluyendo desequilibrio de par de torsión entre cpas de alambre de blindaje, perfiles externos disparejos difíciles para sellar, y alambres de blindaje sueltos o rotos. En pozos con presiones superficiales, el cable eléctrico se hace correr a través de uno o varios tramos de tubería empacada con grasa, también conocida como tubos de flujo, para sellar la presión de gas en el pozo mientras que permite que la línea de alambre viaje dentro y fuera del pozo. Debido a que las capas de alambre de blindaje tienen espacios anulares no llenados o espacios intersticiales, los gases peligrosos del pozo pueden migrar y viajar a través de
estos espacios hacia arriba hacia presión inferior. Este gas tiende a ser retenido en su lugar a medida que la línea de alambre se mueve a través de la tubería empacada con grasa. A medida que la línea de alambre va sobre la polea superior en la parte superior de la tubería, los alambres de blindaje se pueden dispersar, o separar, ligeramente y el gas a presión se libera, en donde se convierte en un peligro de fuego o explosión. Además, mientras que los cables con dos capas de alambres de blindaje están bajo tensión, los alambres de blindaje internos y externos, generalmente cableados en ángulos de tendido opuestos, giran ligeramente en direcciones opuestas, ocasionando problemas de desequilibrio de par de torsión. Para crear un cable equilibrado en par de torsión, los alambres de blindaje internos tendrían que ser algo mayores que los alambres de blindaje externos, pero los alambres externos menores fallarían rápidamente debido a la abrasión y exposición a fluidos corrosivos. Por lo tanto, los alambres de blindaje mayores se colocan en el exterior del cable de línea de alambre, lo que resulta en desequilibrio de par de torsión. Los cables de pozo de sondeo blindados también se pueden desgastar debido al contacto de punto a punto entre los alambres de blindaje. El desgaste por contacto de punto a
punto puede ocurrir entre las capas de alambre de blindaje internas y externas, o aún contacto de lado a lado entre alambres de blindaje en la misma capa. Mientras que bajo tensión y cuando los cables van sobre las poleas, la cfarga radial ocasiona la carga de punto entre alambres de blindaje externos e internos. La carga de punta entre capas de alambre de blindaje elimina el revestimiento de zinc y corta ranuras en los alambres de blindaje internos y externos en los puntos de contacto. Esto ocasiona reducción de resistencia, conduce a corrosión prematura y puede acelerar falla de fatiga de cable. Asimismo, debido a los espacios anulares o espacios intersticiales entre los alambres de blindaje internos y el núcleo de cable, ya que el cable de línea de alambre está bajo tensión los materiales de núcleo de cable tienden a enredarse reduciendo de esta manera el diámetro de cable y ocasionando estirado lineal del cable así como cortocircuitos eléctricos prematuros. Es un lugar común que a medida que los cables eléctricos de pozo de sondeo se hacen descender hacia una pozo no obstruido, la sarta de herramienta gira para liberar el par de torsión en el cable. Cuando la sarta de herramienta queda pegada en el pozo (por ejemplo, en una obstrucción, o en un doblez en un pozo desviado) la tensión de cable se
cicla típicamente hasta que el cable puede continuar arriba y abajo del agujero. Este movimiento de rebote crea rápidamente cambiar tensión y par de torsión, que puede ocasionar varios problemas. Los cambios repentinos en tensión pueden ocasionar diferenciales de tensión a lo largo de la longitud de cables, ocasionando que los alambres de blindaje "hagan jaula". El cable suelto también puede enroscarse alrededor de sí mismo y formar un nudo en el cable de línea de alambre. Asimismo, para cables de pozo de sondeo, es una solución común proteger alambre de blindaje "enjaulando" . En diseños de enjaulado, una camisa de polímero se aplica sobre el alambre de blindaje externo. Una camisa aplicada directamente sobre una capa externa convencional de alambres de blindaje, que es esencialmente un manguito. Este tipo de diseño tiene varios problemas, tales como cuando la camisa se daña, fluidos de pozo dañinos entran y son atrapados entre la camisa y el alambre de blindaje, ocasionando corrosión y puesto que el daño ocurre debajo de la camisa, puede ir sin que se note hasta una falla catastrófica. Asimismo, durante operaciones de pozo de sondeo, tales como registro, en pozos desviados, los cables de pozo de sondeo hacen contacto significativo con la superficie de pozo de sondeo. Los rebordes en espiral formados por el
alambre de blindaje de cables comúnmente erosionan una ranura en el lado del pozo de sondeo, y a medida que la presión dentro del pozo tiende a ser superior a la presión fuera del pozo es propenso pegarse hacia la ranura formada. Además, la acción del cable que hace contacto y que se mueve contra la pared de pozo de sondeo puede remover el revestimiento de zinc protector de los alambres de blindaje, ocasionando la corrosión a un régimen aumentado, reduciendo de esta manera la vida de cable. De esta manera, existe la necesidad de cables eléctricos de pozo de sondeo que impida la migración de gas de pozo de sondeo y escape, sean resistente al par de torsión con una camisa duradera que resiste la separación, acombamiento, corte completo, corrosión, abrasión, evita los problemas de enjaulado, lechado de alambre de blindaje debido al blindaje elevado, enlazado y anudado, y sean resistentes al estirado, resistentes a la trituración así como ser resistentes a arrugado de material y adhesión diferencial. Un cable eléctrico que puede superar uno o más de los problemas arriba detallados mientras que conducen cantidades mayores de energía con capacidad de transmisión de señal de datos significativa sería altamente deseable, y la necesidad se llena cuando menos en parte por la siguiente invención.
BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto de la invención, se proporciona un cable eléctrico de pozo de sondeo. El cable incluye cuando menos un conductor aislado, cuando menos una capa de alambres de blindaje que rodea al conductor aislado, y un material polimérico dispuesto en los espacios intersticiales formados entre alambres de blindaje y espacios intersticiales formados entre la capa de alambre de blindaje y el conductor aislado. El conductor aislado se forma de una pluralidad de conductores metálicos alojados en una camisa aislada. En algunas modalidades de la invención, el material polimérico forma una camisa polimérica alrededor de una capa externa, o segunda, de alambres de blindaje. El material polimérico se puede seleccionar y procesar de tal manera como para promover una capa de material continuamente ligada. El material polimérico se selecciona del grupo que consiste en poliolefinas, cetona de poliariléter, cetona de éter de poliarilo, sulfuro de polifenileno, polímeros de etileno-tetrafluoretileno, polímeros de poli ( 1, 4-fenileno) , politetrafluoretileno, polímeros de perfluoroalcoxi, propileno de etileno fluorado, polímeros de per4fluorometoxi, y cualesquiera mezclas de los mismo y además puede incluir partículas de resistencia al desgaste o aún fibras cortas.
Una modalidad de un cable de conformidad con la invención incluye un conductor aislado que comprende siete conductores metálicos, en una configuración de monocable, alojados en una cinta o camisa aislada, capas de alambre de blindaje internas y externas que rodean al conductor aislado, un material polimérico dispuesto en los espacios intersticiales formados entre los alambres de blindaje internos y los alambre de blindaje externos, y espacios intersticiales formados entre la capa de alambre de blindaje interna y6 el conductor aislado, y en donde el material polimérico se extiende para forma una camisa polimérica alrededor de la capa externa de alambres de blindaje. El material polimérico puede seleccionarse y procesarse de tal manera como para promover una capa de material continuamente ligado. El material polimérico se selecciona del grupo que consiste en poliolefinas, ceton a de poliariléter, cetona de 'ter de poliarilo, sulfuro de polifenileno, polímeros de etileno-tetrafluoretileno, polímeros de poli (1, 4-fenileno) , politetrafluoretileno, polímeros de perfluoroalcoxi, propileno de etileno fluorado, polí eros de perfluorometoxi, y cualesquiera mezclas de los mismos, y puede además incluir partículas de resistencia al desgaste y aún fibras cortas. Asimismo, una camisa externa dispuesta alrededor de la camisa
polimérica, en donde la camisa externa está ligada con el camisa polimérica. Algunos otros cables de conformidad con la invención incluyen conductores aislados que son cables coaxiales, cuadcable, o aún diseños de heptacable. En los cables coaxiales de la invención, una pluralidad de conductores metálicos rodean al conductor aislado, y se colocan alrededor del mismo eje que el conductor aislado. La invención también describe un método para preparar un cable, en donde una primera capa de material polimérico se extruye sobre cuando menos un conductor aislado en la posición de núcleo, y una capa de alambres de blindaje interno se sirven sobre la misma. El material polimérico puede luego suavizarse, mediante calentamiento por ejemplo, para permitir que los alambres de blindaje internos se incrusten parcialmente en el material polimérico, eliminando de esta manera espacios intersticiales entre el material polimérico y los alambres de blindaje. Una segunda capa de material polimérico se extruye luego sobre los alambres de blindaje interno y se puede ligar con la primera capa de material polimérico. Una capa de alambres de blindaje externa se sirve luego sobre la segunda capa de material polimérico. El proceso de reblandecimiento se repite para permitir que
los alambres de blindaje externos se incrusten parcialmente hacia la segunda capa de material polimérico, y remover cualesquiera espacios intersticiales entre los alambres de blindaje internos y los alambres de blindaje externos. Una tercera capa de material polimérico se extruye luego sobre los alambres de blindaje externos incrustados en la segunda capa de material polimérico, y se puede ligar con la según da capa de material polimérico. Una camisa externa se puede colocar además sobre y ligarse con la tercera capa de material polimérico para prevenir la abrasión y proporcionar resistencia al corte completo. Se describen además en la presente métodos para usar los cables de la invención y en operaciones sísmicas y de pozo de sondeo, incluyendo operaciones de registro. Los métodos generalmente comprenden fijar el cable con una herramienta de pozo de sondeo y desplegar el mismo hacia un pozo de sondeo. El pozo de sondeo puede o no estar sellado. En dichos métodos, los cables de la invención pueden reducir al mínimo o aún eliminar la necesidad de tubos de flujo empacados con grasa y equipo relacionado, así como reducir al mínimo la fricción de cable, desgaste de hardware de pozo de sondeo y tubulares de pozo de sondeo, y adhesión diferencial. Asimismo, los cables de conformidad con la invención pueden
ser cables empalmados como se usan en operaciones de pozo de sondeo en donde el pozo de sondeo está sellado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se puede entender mediante referencia a la siguiente descripción tomada en conjunción con los dibujos que se acompañan: La Figura 1 es una representación enérica estilizada en sección transversal de cables de conformidad con la invención. La Figura 2 es una representación estilizada en sección transversal de un heptacable de conformidad con la invención. La Figura 3 es una representación estilizada en sección transversal de un monocable de conformidad con la invención. La Figura 4 es una representación estilizada en sección transversal de un cable coaxial de conformidad con la invención. La Figura 5 es una ilustración en sección transversal de un cable de conformidad con la invención que comprende una camisa externa formada de un material polimérico y en donde la camisa externa rodea a la capa de material polimérico que incluye fibras cortas.
La Figura 6 es una representación en sección transversal de un cable de la invención, que tiene una camisa externa formada de un material polimérico que incluye fibras cortas, y en donde la camisa externa rodea una capa de material polimérico. La Figura 7 es una ilustración en sección transversal de un cable de conformidad con la invención que incluye un material polimérico parcialmente dispuesto alrededor de los alambres de blindaje externos. La Figura 8 es una sección transversal que ilustra un cable que incluye alambres de blindaje revestidos en la capa de alambre de blindaje externa. La Figura 9 es una sección transversal que ilustra un cable que incluye un alambre de blindaje revestido en las capas de alambre de blindaje interna y externa. La Figura 10 es una sección transversal que ilustra un cable que incluye componentes de varilla de relleno en la capa de alambre de blindaje externa. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las modalidades ilustrativas de la invención se describen abajo. En interés de claridad, no todas las particularidades de una implementación real se describen en esta especificación. Desde luego se apreciará que en el
desarrollo de cualquier modalidad real, numerosas decisiones específicas de implementación se deben hacer para lograr las metas específicas del que desarrolla, tal como cumplimiento con sistema relacionado y restricciones relacionadas con el negocio, que variarán de una implementación a otra. Además, se apreciará que dicho esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y consumir tiempo pero sin embargo, sería una obligación de rutina para aquellos expertos en el ramo que tengan el beneficio de esta exposición. La invención se relaciona con cables de pozo de sondeo y métodos para fabricar los mismos, así como usos de los mismos. En un aspecto, la invención se relaciona con cables eléctricos mejorados usados con dispositivos para analizar formaciones geológicas adyacentes a un pozo de sondeo, métodos para fabricar los mismos, y usos de los cables en operaciones sísmicas y de pozo de sondeo. Los cables de conformidad con la invención descritos en la presente están mejorados y proporcionan beneficios tales como prevención de migración y escape de gas de pozo de sondeo, así como cables resistentes al par de torsión con camisas duraderas que resisten la separación, acombado, corte, corrosión y abrasión. Se ha descubierto que los alambres de blindaje protectores con materiales de camisa duraderos que
se extienden contiguamente desde el núcleo de cable y tienen una camisa externa uniforme proporciona una superficie de sello excelente que es equilibrado en par de torsión y reduce significativamente el arrastre. Operacionalmente, los cables de conformidad con la invención eliminan los problemas de fuegos o explosiones debido a la migración y escape de gas de pozo de sondeo a través del alambrado de blindaje, enjaulado, blindajes de hebras, enlechado de alambre de blindaje debido a blindaje elevado, y enlazado y anudado. El cable de conformidad con la invención también son resistentes al estirado, resistentes a la trituración así como resistentes a arrugado de material y adhesión diferencia. Los cables de la invención generalmente incluyen cuando menos un conductor aislado, cuando menos una capa de alambres de blindaje que rodean al conductor aislado, y un material polimérico dispuesto en los espacios intersticiales formados entre los alambres de blindaje y los espacios intersticiales formados entre la capa de alambre de blindaje y el conductor aislado. Los conductores aislados útiles en las modalidades de la invención incluyen conductores metálicos alojados en una camisa aislada. Cualesquiera conductores metálicos apropiados se pueden usar. Ejemplos de conductores metálicos incluyen, pero no están necesariamente
limitados a cobre, cobre revestido con níquel, o aluminio. Los conductores metálicos preferidos son conductores de cobre. Mientras que cualquier número apropiado de conductores metálicos se pueden formar usando el conductor aislado, de preferencia de 1 a alrededor de 60 conductores metálicos se usan, más preferentemente 7, 19 o 37 conductores metálicos. Las camisas aisladas se pueden preparar de cualesquiera materiales apropiados conocidos en el ramo. Los ejemplos de materiales de camisa aislada apropiados incluyen, pero no están necesariamente limitados a, polímero de politetrafluoretileno-perfluorometilviniléter (MFA) , polímero de perfluoro-alcoxialcano (PFA) , polímero de politetrafluoretileno (PTFE) , polímero de etileno-tetrafluoretileno (ETFE) , copolímero de etileno-propileno (EPC), poli (4- etil-l-penteno) (TPX® disponible de Mitsui Chemicals, Inc.), otras poliolefinas, otros fluorpolímeros, polímero de cetona de poliarileteréter (PEEK) , polímero de sulfuro de polifenileno (PPS) , polímero de sulfuro de polifenileno modificado, polímero de cetona de poliéter (PEK) , polímeros modificados con anhídrido maleico, Par ax® SRP (polímeros de auto refuerzo fabricados por Mississippi Polymer Technologies, Inc., basado en una estructura de poli (1, 4-fenileno) substituido en donde cada anillo de
fenileno tiene un substituyente de grupo R derivado de una amplia variedad de grupos orgánicos), o lo semejante, y cualesquiera mezclas de los mismos. En algunas modalidades de la invención, los conductores aislados son conductores aislados dieléctricos apilados, con características de supresión de campo eléctrico, tal como aquellos usados en los cables descritos en la Patente de EUA No. 6,600,108 (Mydur, y col). Estos conductores aislados dieléctricos apilados generalmente incluyen una primera capa de camisa aislante dispuesta alrededor de los conductores metálicos en donde la primera capa de camisa aislante tiene una primera permisividad relativa, y, una segunda capa de camisa aislante dispuesta alrededor de la primera capa de camisa aislante y que tiene una segunda permisividad relativa 6 y es menor que la primera permisividad relativa. La primera permisividad relativa está dentro de una escala de alrededor de 2.5 a alrededor de 10.0, y la segunda permisividad relativa está dentro de una escala de alrededor de 1.8 a alrededor de 5.0. Los cables de conformidad con la invención incluyen cuando menos una capa de alambres de blindaje que rodean al conductor aislado. Los alambres de blindaje se pueden hacer5 generalmente de cualquier material de resistencia a la
tensión elevada incluyendo, pero no necesariamente limitado a, acero fuerte mejorado galvanizado, acero de aleación, o lo semejante. En modalidades preferidas de la invención, los cables comprenden una capa de alambre de blindaje interna que rodea al conductor aislado y una capa de alambre de blindaje externa servida alrededor de la capa de alambre de blindaje interna. Un revestimiento polimérico protector se puede aplicar a cada hebra de alambre de blindaje para protección contra corrosión o aún promover el enlace entre el alambre de blindaje y el material polimérico dispuesto en los espacios intersticiales. Como se utiliza en la presente, el término enlace se intenta que incluya enlace química, enlace mecánico, o cualquier combinación de los mismos. Los ejemplos de materiales de revestimiento que se pueden usar incluyen, pero no están necesariamente limitados a, fluoropolímeros, polímeros de etileno propileno fluorados (FEP) , polímeros de etileno-tetrafluoretileno (Tefzel®) , polímero de perfluoro-alcoxialcano (PFA) , polímero de politetrafluoretileno (PTFE) , polímero de politetrafluoretileno-perfluorometilviniléter (MFA) , polímero de cetona de poliarileteréter (PEEK) , o polímero de cetona de poliéter (PEK) con combinación de fluoropolímero, polímero de sulfuro de polifenileno (PPS) , combinación de PPS y PTFE, revestimientos de látex o caucho,
y lo semejante. Cada alambre de blindaje también puede estar chapado con materiales para protección de corrosión o aún para promover el enlace entre el alambre de blindaje y el material polimérico. Los ejemplos no limitativos de materiales de chapado apropiados incluyen latón, aleaciones de cobre y lo semejante. Los alambres de blindaje chapados pueden aún ser cuerdas tales como cuerdas de llanta. Mientras que cualquier espesor efectivo de chapado o material de revestimiento se puede usar, un espesor de alrededor de 10 micrones a alrededor de 100 micrones se prefiere. Los materiales poliméricos están dispuestos en los espacios intersticiales formados entre alambres de blindaje, y los espacios intersticiales formados entre la capa de alambre de blindaje y el conductor aislado. Mientras que la presente invención no está particularmente limitada por ningunas teorías de funcionamiento específicas, se cree que disponiendo un material polimérico a través de los espacios intersticiales de alambres de blindaje, o espacios anulares no llenados, entre otras ventajas, impide que gases de pozo peligroso igren hacia y se muevan a través de estos espacios hacia arriba hacia regiones de presión inferior, en donde se convierte en un peligro de incendio o aún de explosión. En los cables de conformidad con la invención, los alambres de
blindaje están sellados parcial o completamente por un material polimérico que llena completamente todos los espacios intersticiales, eliminando por lo tanto cualesquiera conductos para migración de gas. Además, incorporando un material polimérico en los espacios intersticiales proporciona cables de capa de alambre de dos blindajes equilibrado en par de torsión, puesto que los alambres de blindaje externos se sujetan en lugar de y protegidos por una camisa de polímero fuerte, y diámetros mayores no se requieren en la capa externa, mitigando de esta manera los problemas de equilibrio de par de torsión. Adicionalmente, puesto que los espacdiones intersticiales llenos, los fluidos de fondo de pozo corrosivos no se pueden infiltrar y acumular entre los alambres de blindaje. El material polimérico también puede servir como un filtro para muchos fluidos corrosivos. Reduciendo al mínimo la exposición de los alambres de blindaje e impidiendo la acumulación de fluidos corrosivos, la vida útil de cable se puede aumentar grandemente de manera significativa. Asimismo, llenando los espacios intersticiales entre los alambres de blindaje y separando los alambres de blindaje interno y externo con un material polimérico reduce el contacto de punto a punto entre los alambres de blindaje,
mejorando de esta manera la resistencia, prolongando la vida de fatiga, y mientras que evita la corrosión prematura de alambre de blindaje. Debido a que los espacios intersticiales están llenos el núcleo de cable está completamente contenido y se mitiga el arrugado, y como resultado, los diámetros de cable son mucho más estables y el estirado de cable se reduce significativamente. Los materiales poliméricos resistentes al resbalamiento usados en esta invención pueden reducir al mínimo el resbalamiento de núcleo en dos formas: primero, sujetar el material polimépco y las capas de alambre de blindaje juntas reduce grandemente la deformación de cable; y segundo, el material polimerico también puede eliminar cualquier espacio anular hacia el que el núcleo de cable se podría resbalar de otra manera. Los cables de conformidad con la invención pueden mejorar problemas encontrados con diseños de blindaje enjaulado, puesto que el material polimérico que encapsula los alambres de blindaje puede estar continuamente ligado no puede separarse fácilmente de los alambres de blindaje. Debido a los procesos usados en esta invención permiten que el cubrimiento de alambre de blindaje convencional (93-984% de metal) se mantenga, la resistencia de cable puede no sacrificarse al aplicar el material polimérico, en comparación con diseños de blindaje de jaula
típicos . Los materiales polimépcos útiles en los cables de la invención incluyen, por ejemplo no limitativo, poliolefinas (tales como EPC o polipropileno) , otras poliolefinas, cetona de poliarileteréter (PEEK) , cetona de éter de polianlo (PEK) , sulfuro de polifenileno (PPS) , sulfuro de polifenileno modificado, polímeros de etileno-tetrafluoretileno (ETFE), polímeros de polidl, 4-fen?leno) , politetrafluoretileno 8PTFE) , polímeros de perfluoroalcoxi (PFA), polímeros de etileno propilano fluorados (FEP), polímeros de politetrafluoretileno .perfluorometilvimléter (MFA) , Par ax®, y cualesquiera mezclas de los mismos. Los materiales polimépcos preferidos son polímeros de etileno-tetrafluoretileno, polímeros de perfluoroalcoxi, polímeros de etileno propileno fluorados, y polímeros de politetrafluoretlleno-perfluorometi1viniléter . El material polimérico usado en cables de la invención se puede disponer de manera contigua desde el conductor aislado a la capa más externa de alambres de blindaje, o aún se puede extender más allá de la periferia externa formando de esta manera una camisa polimérica que aloja completamente los alambres de blindaje. El material polimérico que forma la camisa y el material de revestimiento
de alambre de blindaje se puede seleccionar opcionalmente de manera que los alambres de blindaje no se liguen a y se puedan mover dentro de la camisa polimerica. En algunas modalidades de la invención, el material polimépco puede no tener suficientes propiedades mecánicas para soportar tracción elevada o fuerzas de compresión a medida que el cable se ala, por ejemplo, sobre poleas, y como tal, puede incluir ademas fibras cortas. Mientras que cualesquiera fibras apropiadas se pueden usar para proporcionar propiedades suficientes para soportar estas fuerzas, los ejemplos incluyen, pero no están necesariamente limitados a, fibras de carbono, fibra de vidrio, fibras de cerámica, Keviar® fibras de Vectran®, cuarzo, monocarbono, o cualquier otro material apropiado. Además, como la fricción para materiales polimepcos incluyendo fibras cortas pueden ser significativamente superiores que aquella del material polimerico solo, una camisa externa de material polimérico sin fibras cortas se puede colocar alrededor de la periferia externa del cable de modo que la superficie externa del cable tenga bajas propiedades de fricción. El material polimérico usado para formar la camisa polimerica o la camisa externa de cables de conformidad con la invención también puede incluir partículas que mejoran la
resistencia al desgaste del cable a medida que se despliega en pozos de sondeo. Los ejemplos de partículas apropiadas incluyen Ceramer™, nitruro de boro, PTFE, grafito, nanopartículas (tales como nanoarcillas, nanosílices, nanocarbonos, fibras de nanocarbono, u otros nano materiales apropiados), o cualquier combinación de los anteriores. Los cables de conformidad con la invención también pueden tener uno o más alambres de blindaje reemplazados con alambres de blindaje revestidos. El revestimiento puede estar comprendido del mismo material que aquellos materiales poliméricos descritos arriba. Esto puede ayudar a mejorar el equilibrio de par de torsión reduciendo la resistencia, peso, o aún tamaño de la capa de alambre de blindaje externa, mientras que también mejora el enlace del material polimérico a la capa de alambre de blindaje externa. En algunas modalidades de la invención, los cables pueden comprender cuando menos un componente de varilla de relleno en la capa de alambre de blindaje. En dichos cables, uno o más alambres de blindaje se reemplazan con un componente de varilla de relleno, que puede incluir haces de fibras largas sintéticas o hilos de fibra larga. Las fibras largas sintéticas o hilos de fibra largos se pueden revestir con cualesquiera polímeros apropiados, incluyendo aquellos
materiales poliméricos descritos en lo que antecede. Los polímeros se pueden extruir sobre dichas fibras o hilos para promover el enlace con los materiales de camisa poliméricos. Esto puede proporcionar además resistencia a la separación. Asimismo, como los componentes de varilla de relleno reemplazan los alambres de blindaje externos, el equilibrio de par de torsión entre las capas de alambre de blindaje interna y externa se pueden mejorar adicionalmente. Los cables de conformidad con la invención puede ser de cualquier diseño práctico, incluyendo monocables, cables coaxiales, cuadcables, heptacables, y lo semejante. En diseños de cable coaxial de la invención, una pluralidad de conductores metálicos rodean al conductor aislado, y se colocan alrededor del mismo eje que el conductor aislado. Asimismo, para cualesquiera cables de la invención, los conductores aislados se pueden alojar adicionalmente en una cinta. Todos los materiales, incluyendo la cinta dispuesta alrededor de los conductores aislados, se puede seleccionar de manera que se ligarán químicamente y/o mecánicamente entre sí. Los cables de la invención pueden tener un diámetro externo de alrededor de 1 mm a alrededor de 125 mm, y de preferencia, un diámetro de alrededor de 2 mm a alrededor de 10 mm.
Los materiales que forman las capas aislantes y los materiales polimépcos utilizados en los cables de conformidad con la invención pueden incluir además un aditivo de fluorpolímero, o aditivos de fluorpolímero, en la mezcla de material para formar el cable. Estos aditivos pueden ser útiles para producir tramos de cable largos de alta calidad y elevadas velocidades de fabricación. Los aditivos de fluorpolímero apropiados incluyen, pero no están necesariamente limitados a, politetrafluoretileno, polímero de perfluoroalcoxi, copolímero de etileno tetrafluoretileno, etileno propileno fluorado, poli (etileno-propileno) perfluorado, y cualquier mezcla de los mismos. Los fluorpolímeros también pueden ser copolímeros de tetrafluoretileno y etileno y opcionalmente un tercer comonómero, copolímeros de tetrafluoretileno y fluoruro de vimlideno y opcionalmente un tercer comonómero, copolímeros de clorotrifluoretileno y etileno y opcionalmente un tercer comonómero, copolímeros de hexafluorpropileno y etileno y opcional ente tercer comonómero, y copolímeros de hexafluorpropileno y fluoruro de vinilideno y opcionalmente un tercer comonómero. El aditivo de fluorpolímero debe tener una temperatura pico de fusión inferior a la temperatura de procesamiento de extrusión, y de preferencia en la escala de
alrededor de 200°C a alrededor de 350°C. Para preparar la mezcla, el aditivo de fluorpolímero se mezcla con la camisa aislante o material polimérico. El aditivo de fluorpolímero se puede incorporar en la mezcla en la cantidad de alrededor de 5% o menos en peso basado en el peso total de mezcla, de preferencia alrededor de 1% en peso basado o menos basado en el peso total de mezcla, más preferentemente alrededor de 0.75% o menos basado en el peso total de mezcla. Haciendo ahora referencia a la Figura 1, una representación genérica de sección transversal de algunas modalidades de cable de conformidad con la invención. Los cables incluyen un núcleo 102 que comprende conductores aislados en configuraciones tales como heptacables, monocables, cables coaxiales, o aún cuadcables. Un material 108 polimérico se dispone de manera contigua en los espacios intersticiales formados entre los alambres 104 y 106 de blindaje, y los espacios intersticiales formados entre los alambres 104 de blindaje y el núcleo 102. El material 108 polimérico puede incluir además fibras cortas. Los alambres 104 de blindaje internos están uniformemente separados cuando se cablean alrededor del núcleo 102. Los alambres 104 y 106 de blindaje pueden ser alambres de blindaje revestidos como se describe arriba en la presente. El material 108 polimérico
se puede extender más allá de los alambres 106 de blindaje externos para formar una camisa polimérica, formando de esta manera un cable 100 alojado polimépco. En un método para preparar el cable 100, de conformidad con la invención, una primera capa de material 108 polimérico se extruye sobre los conductores 102 aislados de núcleo, y una capa de alambres 104 de blindaje internos se sirben sobre la misma. El material 108 polimérico luego se suaviza, mediante calentamiento por ejemplo, para permitir que los alambres 104 de blindaje internos se incrusten parcialmente hacia el material 108 polimépco, eliminando de esta manera los espacios intersticiales entre el material 108 polimérico y los alambres 104 de blindaje. Una segunda capa de material 108 polimérico luego se extruye sobre los alambres 104 de blindaje internos y se puede ligar con la primera capa de material 108 polimérico. Una capa de alambres 106 de blindaje externa luego se sirve sobre la segunda capa de material 108 polimérico. El proceso de reblandecimiento se repite para permitir que los alambres 106 de blindaje externos se incrusten parcialmente hacia la segunda capa de material 108 polimérico, y remover cualesquiera espacios intersticiales entre los alambres 104 de blindaje internos y los alambres 106 de blindaje externos. Una tercera capa de
material 108 polimérico se extruye luego sobre los alambres 106 de blindaje externos incrustados en la segunda capa de material 108 polimépco, y se puede ligar con la segunda capa de material 108 polimérico. La Figura 2 ilustra una representación en sección transversal de un heptacable de conformidad con la invención. Similar al cable 100 ilustrado en la Figura 1, el heptacable incluye un núcleo 202 comprendido de siete conductores aislados en una configuración de heptacable. Un material polimérico 208 se dispone de manera contigua en los espacios intersticiales formados entre los alambres 204 y 206 debl daje, y los espacios intersticiales formados e3ntre los alambres 204 deblindaje y el núcleo 202 de heptacable. Los alambres 204 y 206 de blindaje pueden ser alambres de blindaje revestidos también. El material polimépco 208 se puede extender más allá de los alambres 206 de blindaje externos para formar una camisa polimérica desello. Otra modalidad de cable de la invención se muestra en la F?gura3, que es una representación en sección transversal de un monocable. El cable incluye un núcleo 302 de monocable, un solo conductor aislado, que está rodeado con un material 308 polimérico. El conductor aislado sencillo está comprendido desiete conductores meta lieos en una camisa aislada. El
material polimérico está dispuesto alrededor en los espacios intersticiales formados entre los alambres 304 de blindaje interno y los alambres 306 de blindaje externo, y los espacios intersticiales formados entre los alambres 304 de blindaje internos y el conductor 302 aislado. El material 308 polimérico se puede extender más allá de los alambres 306 de blindaje externos para formar una camisa polimérica de sello. La Figura 4 ilustra todavía otra modalidad de la invención, que es un cable coaxial. Los cables de conformidad con esta modalidad incluyen un conductor 402 aislado en el núcleo similar al conductor 302 aislado de monocable mostrado en la Figura 3. Una pluralidad de conductores 404 metálicos rodea al conductor aislado, y se colocan alrededor del mismo eje que el conductor 402 aislado. Un material 410 polimérico está dispuesto de manera contigua en los espacios intersticiales formados entre los alambres 406 y 408 de blindaje, y los espacios intersticiales formados entre los alambres 406 de blindaje y la pluralidad de conductores 404 metálicos. Los alambres 406 de blindaje internos están uniformemente separados. Los alambres 406 y 408 de blindaje pueden ser alambres de blindaje revestidos. El material 410 polimérico se puede extender más allá de los alambres 408 de blindaje externo para formar una camisa polimérica, alojando
de esta manera y sellando al cable 400. En modalidades de cable de la invención en donde el material polimérico se extiende más allá de la periferia externa para formar una camisa polimérica alojando completamente los alambres de blindaje, la camisa polimérica se forma de un material polimérico como se describe arriba, y puede comprender además fibras cortas y/o partículas. Haciendo ahora referencia a la Figura 5, un cable de conformidad con la invención que comprende una camisa externa, el cable 500 está comprendido de cuando menos un conductor 502 aislado colocado en la posición de núcleo, un material 508 polimérico dispuesto de manera contigua en los espacios intersticiales formados entre las capas 504 y 5067 de alambre de blindaje, y espacios intersticiales formados entre los alambres 504 de blindaje y los conductores 502 aislados. El material 508 polimérico que se extiende más allá de los alambres 506 de blindaje externos para formar una camisa polimérica. El cable 500 incluye además una camisa 510 externa, que está ligada con material polimérico 508, y aloja al material 508 polimérico, los alambres 504 y 506 de blindaje, así como los conductores 502 aislados. La camisa 510 externa se forma de un material polimérico, libres de cualquier fibra, pero puede contener partículas como se
describe en lo que antecede, de manera que la superficie externa del cable tenga bajas propiedades de fricción. Además, el material 508 polimérico puede contener una fibra corta para impartir resistencia en el cable. La Figura 6 ilustra todavía otra modalidad de un cable de la invención, que tiene una camisa polimérica que incluye fibras cortas. El cable 600 incluye cuando menos un conductor 602 aislado en el núcleo, un material 608 polimérico dispuesto de manera contigua en los espacios intersticiales formados entre las capas 604 y 606 de alambre de blindaje, y los espacios intersticiales formados entre los alambres 604 de blindaje y los conductores 602 aislados. El material 608 polimérico se puede extender más allá de los alambres 606 de blindaje externos para formar una camisa polimérica. El cable 600 incluye una camisa 610 externa, ligada con material 608 poliménco, y que aloja al cable. La camisa 610 externa se forma de un material polimérico que también incluye fibras cortas. El material polimérico 608 opcionalmente pede estar libre de cualesquiera fibras cortas o partículas. En algunos cables de conformidad con la invención, el material polimérico puede no extenderse necesariame3nte más allá de los alambres de blindaje externos. Haciendo
referencia a la Figura 7, que ilustra un cable con material polimérico parcialmente dispuesto alrededor de los alambres de blindaje externos, el cable 700 tiene cuando menos un conductor 702 aislado en la posición de núcleo, un material 708 polimérico dispuesto en los espacios intersticiales formados entre los alambres 704 y 706 de blindaje, y los espacios intersticiales formados entre los alambres 704 de blindaje internos y los conductores 702 aislados. El material polimérico no se extiende para abarcar substancialmente los alambres 706 de blindaje externos. Los alambres blindados revestidos se pueden colocar ya sea en las capas de alambre de blindaje externo e interna, o ambas. Incluyéndolos alambres de blindaje revestidos, en donde el revestimiento es un material polimérico co o se menciona en lo qu4e antecede, puede mejorar el enlace entre las capas de material polimérico y los alambres de blindaje.
El cable representado en la Figura 8 ilustra un cable que incluye alambres de blindaje revestidos en la capa de alambre de blindaje externo. El cable 800 tiene cuando menos un conductor 802 aislado en la posición de núcleo, un material
808 polimérico dispuesto en los espacios intersticiales y los alambres 804 y 806 de blindaje, y los espacios intersticiales formados entre los alambres 804 de blindaje internos y los
conductores802 aislados. El material polimérico está extendido para abarcar substancialmente los alambres 806 de blindaje externos. El cable comprende además alambres 810 de blindaje revestidos en la capa externa de alambres de blindaje. Haciendo referencia a la Figura 9, un cable que incluye alambres de blindaje revestidos en ambas capas de alambre de blindaje interna y externa, 910 y 912. El cable 900 es similar al cable 800 ilustrado en la Figura 8, que comprende cuando menos un conductor 902 aislado en la posición de núcleo, un material 908 polimérico dispuesto en los espacios intersticiales, alambres 904 y 906 deblindaje, y el material polimérico está extendido para abarcar substancialmente los alambres 9076 der blindaje externos para formar una camisa polimérica alojando de esta manera y sellando al cable 900. Haciendo referencia a la Figura 10, un cable de conformidad con la invención que incluye componentes de varilla de relleno en la capa de alambre de blindaje. El cable 1000 incluye cuando menos un conductor 1002 aislado en la posición de núcleo, un material 1008 polimérico dispuesto en los espacios intersticiales y alambres 1004 y 1006 de blindaje. El materidal 1008 polimérico está extendido para
abarcar substancialmente los alambres 1006 de blindaje externos, y el cable incluye además componentes 1010 de varilla de relleno en la capa externa de alambres de blindaje. Los componentes 1010 de varilla de relleno incluye un revestimiento de material polimérico que puede mejorar además el enlace entre los componentes 1010 de varilla de relleno y el material 1008 polimérico. Los cables de la invención pueden incluir alambres de blindaje empleados como alambres de retorno de corriente eléctrica que proporcionan trayectorias a tierra para equipo de fondo de pozo o herramientas. La invención permite el uso de alambres de blindaje para retorno de corriente mientras que redúcela mínimo el peligro de choque eléctrico. En algunas modalidades, el material polimérico aisla cuando menos un alambre de blindaje en la primera capa de alambres de blindaje permitiendo de esta manera su uso como alambres de retorno de corriente eléctrica. Además de los cables que tienen solamente conductores metálicos, fibras ópticas se pueden utilizar4 a fin de transmitir señales de datos ópticos a y desde el dispositivo o dispositivos fijados al mismo, que puede resultar en velocidades de transmisión superiores, pérdida de datos inferior, y anchura de banda superior.
Los cables de conformidad con la invención se pueden usar con dispositivos de fondo de pozo para realizar operaciones en formaciones geológicas que penetran los pozos de sondeo que pueden contener depósitos de gas y petróleo. Los cables se pueden usar para interconectar herramientas de registro de pozo, tales como emisores/receptores de rayos gamma, dispositivos de calibración, dispositivos de medición de resistividad, dispositivos sísmicos, emisores/receptores de neutrones, y lo semejante, a uno o más suministros de energía y equipo de registro de datos fuera del pozo. Los cables de la invención también se pueden usar en operaciones sísmicas, incluyendo operaciones debajo del mar y sísmicas subterráneas. Los cables también pueden ser útiles como cables de supervisión permanentes para pozos de sondeo. Para pozos de sondeo con presión de cabeza potencial, los tubos de flujo con grasa bombeada bajo presión hacia la región restringida entre el cable y un tubo metálico se usan típicamente para control de presión de cabeza de pozo. El número de tubos de flujo depende de la presión de cabeza de poso absoluta y la caída de presión permisible a través de la longitud de tubo de flujo. La presión de bomba de grasa de la grasa es típicamente 20% mayor que la presión en la cabeza de pozo. Los cables de la invención permitirán
el uso de dispositivos de desempaque, tales como por ejemplo no limitativo desempaques de caucho, tales como sello de fricción para contener la presión de cabeza de pozo, reduciendo al mínimo de esta manera o eliminando la necesidad de tubos de flujo empacados con grasa. Como resultado, la altura de equipo de cable para operaciones de presión se disminuye así como se disminuye el tamaño del equipo superficial de sitio de pozo tal como una grúa/aguilón en tamaño y longitud. Asimismo, los cables de la invención con un dispositivo de desempaque reducirán los requerimientos y complejidad de bombas de grasa así como los requisitos de transporte y personal para operación en el sitio de pozo. Además, ya que el uso de grasa impone problemas ambientales y se debe desechar basada en reglamentos gubernamentales locales, que involucran almacenamiento/transporte adicional y desecho, el uso de cables de la invención también puede resultar en una reducción significativa en el uso de grasa o su eliminación completa. Los cables de la invención que se ham empalmado se pueden usar en un sitio de pozo. Puesto que el requerimiento tradicional de utilizar tubos de flujo metálicos que contienen grasa con una tolerancia estrecha como parte del equipo de cabeza de pozo para control de presión se puede
circunvenir con el uso de equipo de desempaque de sello de fricción estas tolerancias estrechas se pueden relajar. De esta manera, el uso de cables empalmados en el sitio de pozo puede ser posible. Ya que algunos cables de la invención son uniformes, o lisos, en la superficie externa, las fuerzas de fricción (tanto con WHE y arrastre de cable) se reducen significativamente en comparación con cables de registro blindados de tamaño similar. La fricción reducida haría posible la capacidad de usar menos peso para correr el cable en el pozo de sondeo y reducción en la posibilidad de formación de vórtice, resultando en sartas de herramienta más cortas y reducción adicional en los requerimientos de altura de equipo arriba. La fricción de cable reducida, o también conocida como arrastre de cable, también mejorará la eficiencia de traspaso y terminaciones de tornillo de corcho, altamente desviadas, en forma de S y pozos de sondeo horizontales . Como los cables blindados tradicionales tienden a aserrar para cortar hacia las paredes de pozo de sondeo debido a sus elevadas propiedades de fricción, y aumentar las probabilidades de adherencia de presión diferencial
("asentamiento clave" o "adhesión diferencial"), los cables
de la invención reducen las probabilidades de adhesión de presión diferencial puesto que la superficie externa lisa no puede cortar fácilmente hacia las paredes de pozo de sondeo, especialmente en pozos altamente desviados y perfiles de pozo en forma de s. El perfil liso de los cables reduciría la carga de fricción del cable hacia el hardware de pozo de sondeo y por lo tanto reducirá potencialmente el desgaste en los tubulares y otro hardware de terminación de pozo de sondeo (mandriles de levantamiento de gas, sello de perforaciones, niples, etc.). Las modalidades particulares arriba descritas son ilustrativas solamente, ya que la invención se puede modificar y practicar en formas diferentes pero equivalentes aparentes a aquellos expertos en el ramo que tengan el beneficio de las enseñanzas en la presente. Además, no se pretenden limitaciones a los detalles de construcción o diseño mostrados en la presente, distintos a como se describe en las reivindicaciones abajo. Por lo tanto es evidente que las modalidades particulares arriba descritas se pueden alterar o modificar y que todas estas variaciones se consideran dentro del alcance y espíritu de la invención. En particular, cada escala de valores (de la forma, "de alrededor de a a alrededor de b", o de manera equivalente,
"de aproximadamente a a b", o de manera equivalente, "de aproximadamente a-b") descritas en la presente se debe entender como haciendo referencia al ajuste de energía (el juego de todos los subjuegos) de la escala respectiva de valores. Consecuentemente, la protección buscada en la presente es como se expone en las reivindicaciones abajo.