MX2014006504A - Cable de diametro pequeño de union continua con retorno electrico en alambres exteriores. - Google Patents

Abstract

Un cable de unión continua y diámetro pequeño y un método para fabricarlo que incluye al menos un componente metálico interior que se extiende longitudinalmente con una capa de unión de un material polimérico modificado que rodea y se une a este en las etapas de calentamiento y extrusión. Un componente metálico exterior que se extiende longitudinalmente está espaciado radialmente del al menos un componente metálico interior y revestido de una capa de recubrimiento de material polimérico en las etapas de calentamiento y extrusión. Los materiales poliméricos aíslan el componente metálico para conducir energía eléctrica y/o señales de datos.

Description

CABLE DE DIAMETRO PEQUEÑO DE UNIÓN CONTINUA CON RETORNO ELÉCTRICO EN ALAMBRES EXTERIORES ANTECEDENTES Las declaraciones de la presente sección proporcionan simplemente información general relacionada con la presente descripción y puede que no constituyan técnica previa.

La presente descripción se refiere en general a equipos en el sitio del pozo, tales como equipos en la superficie del yacimiento petrolífero, cables del yacimiento petrolífero, y similares.

La exploración petrolífera y de gas sigue expandiéndose en entornos cada vez más difíciles. Los cables utilizados en operaciones de yacimiento petrolífero deben ser capaces de resistir temperaturas y presiones altas en aumento, y deben resistir los materiales corrosivos que se encuentran en las profundidades del pozo. Las innovaciones en las herramientas para el fondo del pozo aumentaron la necesidad de tener transmisión de energía eléctrica en el fondo del pozo. Esto también se cumple para los cables de yacimiento petrolífero de diámetro pequeño, tal como líneas de acero.

Las líneas de acero convencionales consisten en cables de alambre sólidos y circulares utilizados únicamente para operaciones mecánicas. Dependiendo de las condiciones del pozo, las líneas de acero están hechas de diferentes metales, tal como acero de arado mejorado, acero inoxidable o una aleación de acero. Mientras que las líneas de acero convencionales están revestidas de recubrimientos poliméricos, el daño a los recubrimientos puede permitir que los materiales corrosivos dañen los componentes metálicos interiores. Adicionalmente, los espacios entre los componentes metálicos y el recubrimiento pueden crear una vía para que los gases a alta presión se desplacen a lo largo del cable, lo cual causa un daño más extendido al cable y la posibilidad de que los gases a alta presión escapen a la superficie del pozo.

Cuando los miembros metálicos aislados o revestidos con polímeros ingresan y salen de un pozo petrolífero, hay fuerzas mecánicas que funcionan en las superficies de contacto entre los metales y los polímeros. El polímero puede estar separado de las interfaces metálicas debido a la deformación del polímero cuando dichos componentes se doblan, cuando el cable pasa sobre poleas o rodillos, cuando el cable pasa a través de una prensaestopas u obturador anular, utilizados para controlar la presión, cuando hay una diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre el polímero y el metal, cuando hay migración de gas entre la superficie de contacto entre el polímero y el metal, y cuando se realiza cualquier operación similar. Estas tensiones físicas pueden provocar que el recubrimiento polimérico se retire del metal y deje espacios de aire. En el caso de conductores eléctricos, estos espacios de aire pueden provocar el desarrollo de coronas .

Sigue siendo deseable proporcionar mejoras en los cables de línea de diámetro pequeño.

COMPENDIO En las modalidades descritas más adelante, un cable de diámetro pequeño tiene todos los materiales unidos entre sí y todos los materiales metálicos separados mediante aislación polimérica. Esta aislación protege los componentes metálicos contra la infiltración y el daño producido por los materiales del fondo del pozo. También permite que todos los componentes metálicos se usen para la transmisión eléctrica.

En este cable de diámetro pequeño de unión continua con recubrimiento polimérico, los elementos metálicos pueden usarse para la transmisión de energía eléctrica y señales de telemetría. La unión se logra mediante el pasaje de metal a través de una fuente de calor, tal como una fuente de calor infrarroja para alterar la superficie inmediatamente antes de extrudir un polímero modificado para unirse a metales. Ya que estos elementos recubiertos se unen en un ciclo subsiguiente de fabricación, se pasan a través de otra fuente de calor para suavizar el polímero y permitir que se unan entre sí y moldearse para obtener un perfil circular. Una vez que el núcleo del cable de estos elementos ha sido creado, el mismo proceso se usa para aplicar miembros protectores metálicos exteriores con recubrimiento polimérico.

Las modalidades descritas en la presente descripción utilizan varios metales, aleaciones y enchapados, así como materiales de recubrimiento polimérico, seleccionados por sus propiedades aislantes y químicas protectoras, y su capacidad de unirse al metal .

Las modalidades de la presente descripción se refieren particularmente a un cable conductor de la electricidad que se extiende longitudinalmente. El cable comprende al menos un componente metálico interior que se extiende longitudinalmente; una capa de unión de material polimérico modificado rodeando y uniendo el al menos un componente metálico interior para formar un componente recubierto que es al menos una parte del núcleo del cable, el material polimérico modificado está modificado para facilitar la unión con el al menos un componente metálico interior; un componente metálico exterior que se extiende longitudinalmente, espaciado radialmente del al menos un componente metálico interior; y una capa de recubrimiento exterior de material polimérico, rodeando, recubriendo y unido al componente metálico exterior, donde la capa de unión está directa o indirectamente unida a la capa de recubrimiento exterior para formar el cable como un cable conductor de la electricidad de unión continua, con los componentes metálicos aislados eléctricamente entre si de manera individual.

Un método para fabricar un cable conductor de la electricidad que se extiende longitudinalmente que comprende proporcionar al menos un componente metálico interior que se extiende longitudinalmente; calentar la superficie de al menos un componente metálico interior para modificar la superficie y facilitar una unión del al menos un componente metálico interior a una capa de material polimérico; extrudir un material polimérico modificado sobre el al menos un componente metálico interior mientras se calienta para unir el material polimérico modificado y el al menos un componente metálico interior como la capa de material polimérico y formar un componente recubierto interior como al menos una parte de un núcleo del cable, el material polimérico modificado está modificado para facilitar la unión con el al menos un componente metálico interior; proporcionar al menos un componente metálico exterior que se extiende longitudinalmente, espaciado radialmente del al menos un componente metálico interior; calentar una superficie del al menos un componente metálico exterior para modificar la superficie y facilitar una unión entre el al menos un componente metálico exterior y una capa de recubrimiento exterior de material polimérico; y extrudir un material polimérico sobre el al menos un componente metálico exterior, mientras se calienta para unir el material polimérico con el al menos un componente metálico exterior y con la capa de material polimérico del componente recubierto interior como la capa de recubrimiento exterior de material polimérico, y formar el cable como un cable conductor de la electricidad de unión continua con la superficie de contacto de los componentes metálicos aislados eléctricamente entre si de manera individual.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Estas y otras características y ventajas de la presente descripción se comprenderán mejor con referencia a la siguiente descripción detallada cuando se consideran junto con las figuras adjuntas, donde: las FIG. 1A y IB son vistas de corte transversal radial de componentes de cable y de un cable completo adyacente a un diagrama de bloques esquemático del equipamiento de fabricación de cables de acuerdo con una primera modalidad de la presente descripción; la FIG. 2 es una vista de corte transversal radial del cable completo que se muestra en la FIG. IB utilizado para transmitir energía eléctrica; la FIG. 3 es una vista de corte transversal radial de componentes de cable y de un cable completo adyacente a un diagrama de bloques esquemático del equipamiento de fabricación de cables de acuerdo con una segunda modalidad de la presente descripción; la FIG. 4 es una vista de corte transversal radial de componentes de cable y de un cable completo adyacente a un diagrama de bloques esquemático del equipamiento de fabricación de cables de acuerdo con una tercera modalidad de la presente descripción; y la FIG. 5 es una vista en perspectiva de corte parcial de una parte del cable completo que se muestra en la FIG. 4.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Los métodos descritos en la presente se utilizan para fabricar y utilizar componentes de cable metálico de yacimiento petrolífero con recubrimientos poliméricos de unión continua. Sin embargo, cabe destacar que los métodos se pueden aplicar de igual manera a otros componentes metálicos que tienen recubrimientos poliméricos unidos, y que los métodos para la fabricación y utilización de dichos componentes metálicos que tienen recubrimientos poliméricos unidos también se encuentran dentro del alcance de la presente descripción.

La unión a la superficie metálica se utiliza para evitar la separación del polímero del metal en la superficie de contacto entre el polímero y el metal debido a la dinámica de pasar sobre una polea, pasar a través de un prensaestopas u obturador anular que se utilizan para controlar la presión, y diferencias en el coeficiente de expansión térmica entre el polímero y el metal. La unión a la superficie metálica también se utiliza para prevenir la migración de gas entre la superficie de contacto del polímero y del metal. Las técnicas de unión incluyen modificar superficies metálicas a través de la exposición a fuentes de calor para facilitar la unión con los polímeros, y utilizar polímeros modificados para facilitar la unión con dichos metales. Mediante la eliminación de la presencia de espacios entre los componentes metálicos y los polímeros extrudidos sobre dichos componentes, estas modalidades pueden modificar en gran medida la aparición de coronas y eliminar los posibles pasajes para los gases en el fondo del pozo dentro de la aislación. Estas modalidades se pueden utilizar ventajosamente de manera individual como líneas de acero que permiten la transmisión telemétrica para herramientas en el fondo del pozo que funcionan a batería, por ejemplo, como parte de las modalidades de monocable o de cable coaxial, como componentes de conductor o miembros de conductor/refuerzo en cables de configuración hepta, y como componentes en otras configuraciones de cable de líneas de múltiples conductores, tal como apreciarán los expertos en la técnica.

Los alambres metálicos utilizados en los núcleos de los componentes descritos en la presente pueden comprender acero con recubrimiento de cobre; acero con recubrimiento de aluminio anodizado; acero con recubrimiento de titanio; aleación 20Mo6HS; aleación GD31Mo; acero inoxidable austenítico; acero de carbono galvanizado de alta resistencia; cobre con cubierta de titanio; y otros metales, tal como apreciarán los expertos en la técnica.

La capa polimérica puede comprender una poliolefina modificada. Cuando sea necesario facilitar la unión entre materiales que de otro modo no se unirían, el polímero se puede modificar con uno de los varios promotores de adhesión tales como, de modo no taxativo, anhídridos insaturados, (principalmente, anhídrido maleico o anhídrido 5-norborneno-2 , 3-dicarboxílico) , ácido carboxílico, ácido acrílico y silanos. Las marcas comerciales de poliolefinas modificadas disponibles comercialmente con estos promotores de la adhesión incluyen: AD ER® de Mitsui Chemical; Fusabond® y Bynel® deDuPont; y Polybond® de Chemtura . También se pueden emplear otros promotores de adhesión adecuados, según se desee .

La capa polimérica de unión puede comprender una poliolefina TPX (poliolefina cristalina a base de 4-metilpenteno-l ) modificada. Cuando es necesario facilitar la unión entre los materiales que de otra manera no se unirían, este polímero puede modificarse con uno o más de los promotores de adhesión descritos anteriormente. El material TPX™ está disponible de Mitsui Chemical.

El polímero modificado puede comprender fluoropolímeros modificados. Los fluoropolímeros modificados que contienen promotores de adhesión se pueden utilizar cuando sea necesario facilitar la unión entre los materiales que de otro modo no se unirían. Tal como se enumera anteriormente, estos promotores de adhesión incluyen anhídridos insaturados (principalmente, anhídrido maleico o anhídrido 5-norborneno-2, 3-dicarboxílico) , ácido carboxílico, ácido acrílico y silanos. Los ejemplos de fluoropolímeros disponibles comercialmente modificados con promotores de la adhesión incluyen: PFA (polímero de perfluoroalcoxi) de fluoropolímeros DuPont; resina de PFA modificada; Tefzel® de fluoropolímeros DuPont; resina de ETFE modificada, que está diseñada para promover la adhesión entre poliamida y fluoropolímeros; fluoropolímero modificado Neoflon™ de Daikin Industries, Ltd., que está configurado para promover la adhesión entre poliamida y fluoropolímeros; FEP (etileno propileno florado) de, por ejemplo, Daikin Industries, Ltd.; ETFE (etileno tetrafluoroetileno) de Daikin Industries, Ltd.; y EFEP (etileno-etileno propileno florado) de Daikin Industries Ltd, Inc .

Un polímero de una capa de recubrimiento puede comprender un material no modificado y reforzado que tiene un coeficiente dieléctrico bajo. Un material adecuado es la poliolefina disponible comercialmente que se puede utilizar tal como está o se puede reforzar con carbono, vidrio, aramida o cualquier otra fibra natural o sintética adecuada. Junto con las fibras en la matriz polimérica, se puede utilizar cualquier otro aditivo de refuerzo, tal como, de modo no taxativo: PTFE micrométrico; grafito; Ceramer™ de, por ejemplo, CeramerGmbH; HDPE (polietileno de alta densidad); LDPE (polietileno de baja densidad); PP (etileno tetrafluoroetileno) ; copolimero de PP; y materiales similares .

El polímero de capa de recubrimiento puede comprender, por ejemplo, un fluoropolímero disponible comercialmente . El material fluoropolimérico se puede utilizar tal como está o se puede reforzar con carbono, vidrio, aramida o cualquier otra fibra natural o sintética adecuada. Junto con las fibras en la matriz polimérica, se puede utilizar cualquier otro aditivo de refuerzo, tal como, de modo no taxativo, PTFE micrométrico; grafito; Ceramer™; ETFE (etileno tetrafluoroetileno) de Du Pont; ETFE (etileno tetrafluoroetileno) de Daikin Industries Ltd, Inc.; EFEP (etileno propileno fluorado con etileno) de Daikin Industries Ltd, Inc.; fluoropolímero PFA (polímero de perfluoroalcoxi ) de Dyneon™; PFA (polímero de perfluoroalcoxi ) de, por ejemplo, Solvay Slexis, Inc.; PFA (polímero de perfluoroalcoxi ) de Daikin Industries Ltd, Inc.; y fluoropolímero PFA (polímero de perfluoroalcoxi ) de DuPont, Inc.

El material de capa de recubrimiento puede comprender una poliamida, tal como: Nylon 6; Nylon 66; Nylon 6/66; Nylon 6/12; Nylon 6/10; Nylon 11; y Nylon 12. Las nombres comerciales de las versiones disponibles comercialmente de estos materiales de poliamida son: Orgalloy®, RILSAN® y RILSAN® de Arkema; BASF Ultramid® y Miramid® de BASF; Zytel® de DuPont Engineering Polymers; Pipelon® de DuPont.

Los materiales y procesos descritos anteriormente se pueden utilizar para formar una variedad de tipos distintos de componentes de cable de alambre metálico, tales como componentes de cable de alambre o similares, con recubrimientos poliméricos de unión continua. Las modalidades descritas más detalladamente a continuación, describen distintas combinaciones de materiales que se pueden utilizar. En cada modalidad, el alambre metálico utilizado puede ser cualquiera de los que se describió anteriormente. También se describieron anteriormente materiales específicos para las capas poliméricas. Los procesos de calentamiento y extrusión utilizados pueden ser cualquiera de los que se discuten más adelante en la presente.

Una primera modalidad es un cable 10 de unión continua de diámetro pequeño con retorno eléctrico en los alambres exteriores. En un ejemplo no taxativo, el diámetro del cable 10 puede ser menor que alrededor de 0,300 pulgadas. Esta modalidad comienza con un componente metálico recubierto de polímero unido 15 como se muestra en la FIG. 1A. Se trata un componente metálico interior individual, tal como un alambre 11 con calor en un primer calentador 30, tal como un calentador infrarrojo, para modificar la superficie del alambre antes de la extrusión de un material polimérico (modificado para unirse al metal) . Un polímero modificado puede estar en la forma de una primera capa o de unión fina 12 que se extrude en un alambre interior 11 en un primer extrusor 31 para unirlo al componente de alambre y formar un componente recubierto 13. La capa de unión 12 se une a una segunda capa 14 de aislación polimérica. La segunda capa 14 se extrude en el componente recubierto 13 sobre la capa de unión 12 en un segundo extrusor 32 para formar un componente recubierto de polímero 15. De manera alternativa, la capa de unión 12 puede formar la totalidad del recubrimiento polimérico del componente recubierto 15.

Como se muestra en la FIG. IB, una cantidad de estos componentes 15 de alambre recubiertos de polímero, unidos entre sí para formar un cable (y se unen entre sí) para crear un núcleo del cable 16.

Como opción se puede colocar un componente de fibra óptica 17 en el centro del núcleo 16 para proporcionar compatibilidad telemétrica. Por ejemplo, tres de los alambres recubiertos 15 se combinan con el componente de fibra óptica 17 en una primea máquina de formación de cables 33 y pasa a través de un segundo calentador 34, tal como un calentador infrarrojo, para formar un núcleo del cable 16. Una capa de recubrimiento interior 18 de material polimérico se extrude en el núcleo calentado 16 en un tercer extrusor 35 para formar un núcleo del cable recubierto 19. De manera adicional, los alambres de componentes metálicos exteriores recubiertos de polímero, unidos, de diámetro posiblemente más pequeño 20 se unen para formar un cable alrededor del núcleo del cable recubierto 20 en una segunda máquina de formación de cables 36. Como con los alambres de diámetros más grandes 11, los componentes de alambre de menor diámetro 21 pueden estar recubiertos con la capa de unión 12, con o sin la segunda capa 14. El núcleo del cable recubierto 19 y los alambres recubiertos 20 se calientan en un tercer calentador 37, tal como un calentador infrarrojo, para unirlos y formar un submontaje de cables 22. Un recubrimiento exterior 23 de un material polimérico se extrude en un cuarto extrusor 38 sobre el submontaje 22 para formar el cable completo 10. El recubrimiento polimérico 23 se une a una parte expuesta de la superficie externa del núcleo del cable recubierto 19 y a las partes expuestas de las superficies externas de los alambres recubiertos 20 para crear el cable de unión continua 10 con conductores aislados individualmente.

El equipamiento que se muestra en las FIG. 1? y IB se opera de la siguiente manera: 1. Primero, para fabricar los componentes 15 utilizados para crear este diseño, se trata un alambre conductor/de refuerzo metálico trenzado o sólido 11 que con una fuente de calor 30, tal como una fuente de calor infrarroja, para modificar su superficie para facilitar la unión. 2. Una primera "capa de unión" de material polimérico modificado 12 (diseñado para unirse a metal y a una capa polimérica resultante) se extrude (primer extrusor 31) sobre el alambre de metal tratado con calor 11 y se une a este. 3. Una segunda capa de material polimérico 14 se extrude (segundo extrusor 32) sobre la capa de unión 12 y se une a esta. (En una modalidad, la capa de unión puede omitirse y esta capa polimérica puede modificarse para unirse al metal tratado con calor infrarroj o . ) 4. Se une una cantidad de componentes 15, alambres recubiertos de polímero, creados en las Etapas 1 a 3, en, por ejemplo, una línea de fabricación separada. Un componente central, tal como un componente de fibra óptica 17, puede colocarse en el centro del núcleo del cable 16. 5. Inmediatamente después de que se realizó un suavizado o se fundió ligeramente la superficie mediante la exposición a una fuente de calor 34, tal como una fuente de calor infrarroja, los componentes aislados de polímeros 15 se unen para formar un cable. Las capas poliméricas externas 14 (o 12) se deforman y se unen entre sí para formar el núcleo del cable 16. 6. El núcleo del cable 16 puede hacerse pasar a través de un troquel (no se muestra) y/o el material polimérico adicional 18 puede extrudirse (tercer extrusor 35) sobre el núcleo de cable para crear un núcleo de cable recubierto con un perfil sustancialmente circular 19. 7. Una cantidad de los mismos tipos de componentes de alambres exteriores recubiertos de polímero 20 creados en las Etapas 1 a 3 (que pueden ser menores en diámetro que los que se usan en el núcleo del cable) se tratan por la fuente de calor infrarroja 37 inmediatamente antes de haberse juntado sobre el núcleo del cable 19. 8. El submontaje de cable completado pasa a través de un troquel para dar forma y/o el material polimérico adicional 23 se extrude (cuarto extrusor 38) está sobre el submontaje de cable 22 para crear el cable de unión continua 10 con perfil sustancialmente circular .

Como se muestra en la FIG. 2, el cable de unión continua 10 completado en la primera modalidad incluye, comenzando desde el centro, el componente de fibra óptica 17 rodeado por los alambres recubiertos 15. Los alambres recubiertos 15 están revestidos en la capa de recubrimiento interior 18 para formar el núcleo del cable 16. Los alambres exteriores recubiertos 20 con menor diámetro rodean el núcleo del cable 16 y todos estos componentes están revestidos con la capa de recubrimiento exterior 23. Los componentes metálicos centrales, los alambres 11, se pueden usar para transmitir energía eléctrica, señales y/o datos al fondo del pozo representado por el símbolo "+". Los componentes metálicos exteriores, los alambres 21, se utilizan como un trayecto de retorno representado por el símbolo Dado que cada componente metálico está aislado individualmente, cualquiera de los alambres exteriores 21 podría ser usado posiblemente con cualquiera de los alambres interiores 11 para proporcionar múltiples trayectos eléctricos. El cable 10 está unido desde el centro a la superficie exterior de la capa de recubrimiento exterior 23 y todo el cable 10 es una estructura compuesta.

Un cable de unión continua 40, con diámetro menor de la segunda modalidad con rendimiento eléctrico en los alambres de protección contra cortes se muestra en la FIG. 3. En un ejemplo no taxativo, el diámetro del cable 40 puede ser menor que 0,300 pulgadas. El cable 40 está montado a partir de una cantidad de alambres metálicos de unión continua utilizados como miembros de refuerzo, y/o portadores de datos o energía. Uno de estos alambres metálicos 41 sirve como el miembro de refuerzo y como el trayecto positivo para una señal eléctrica en el centro del cable 40. Se hace un cableado con una cantidad de alambres metálicos unidos 47 más pequeños (que funcionan como protección contra cortes y como un trayecto de retorno para la corriente eléctrica) en el alambre central 41. Los recubrimientos en los alambres metálicos exteriores 47 se funden ligeramente durante el cableado para permitir que se unan al recubrimiento polimérico interior y llenar los vacíos intersticiales. El proceso de fabricación es como sigue : 1. Primero, para fabricar el cable 40, se trata el componente de núcleo de alambre metálico interior 41 con la primera fuente de calor 30, tal como una fuente de calor infrarroja, para alterar la superficie del metal y facilitar la unión. 2. Una "capa de unión" del material polimérico 42 modificada para unirse a metales se extrude y se une al alambre nuclear 41 en el primer extrusor 31 para formar un componente recubierto 43. 3. Una capa de material polimérico no modificado 44 se extrude y se une a la capa de unión 42 en el segundo extrusor 32 para formar un componente de alambre recubierto de polímero o núcleo del cable 45. 4. Se trata una cantidad de alambres recubiertos de polímeros con diámetro menor de componentes exteriores 46 (que sirve como protección contra cortes), construidos de la misma manera como se describe en la Etapa 1 a 3 con los alambres de componentes metálicos 47, con la segunda fuente de calor 34 mientras se hace el cableado en el núcleo del cable recubierto con polímero 45 en la máquina de fabricar cables 33. 5. Se deforman los recubrimientos de material polimérico en los alambres más pequeños 47 para llenar todos los vacíos intersticiales entre ellos y el núcleo 45 y unirse al recubrimiento polimérico interior 44 para formar un submontaje de cable 48. El submontaje de cable 48 pasa a través de un troquel (que no se muestra) para crear un perfil exterior sustancialmente circular o, si es necesario, se extrude material polimérico adicional sobre los componentes de alambre para corte 46 como una capa de recubrimiento exterior 49 por el tercer extrusor 35 para lograr un perfil sustancialmente circular del espesor deseado.

Los alambres de menor diámetro 47 en el exterior del cable 40 no comparten carga con el alambre de núcleo interior 41. El refuerzo axial del cable 40 deriva principalmente del alambre único del núcleo 41. El cable 40 está unido todo a lo largo del alambre de núcleo 41 a una superficie exterior de la capa de recubrimiento exterior 49.

Se muestra en las FIG. 4 y 5, un cable de unión continua 50, de menor diámetro de tercera modalidad con retorno eléctrico en las hebras de alambre tranzado. En un ejemplo no taxativo, el diámetro del cable 50 puede ser menor que alrededor de 0,300 pulgadas. El cable 50 es similar al cable 40, pero solo utiliza material polimérico modificado y reemplaza los alambres de corte aislados con una capa de finas hebras de alambre trenzado para formar una capa de protección tal como la que se encuentra en el cable coaxial. Uno componente de alambres metálicos interior 51 con diámetro más grande sirve como el miembro de refuerzo y como el trayecto positivo para una señal eléctrica en el centro del cable 50. Se forma un cableado con las hebras de alambre trenzado 54 de menor diámetro (que funcionan como un trayecto de retorno para la corriente eléctrica) en el alambre central 51.

Las hebras de alambre trenzado 54 se tratan con una fuente de calor, tal como una fuente de calor infrarroja, cuando se hace el cableado en el recubrimiento interior para modificar sus propiedades superficiales y facilitar la unión con el material polimérico modificado. Un recubrimiento polimérico modificado exterior completa el cable 50. El proceso de fabricación es como sigue: 1. Primero, para fabricar el cable 50, se trata el componente alambre metálico 51 con la primera fuente de calor 30 para alterar la superficie del metal y facilitar la unión. 2. Una capa de material polimérico modificado 52 se extrude y une los componentes de alambre calentado 51 en el primer extrusor 31 para formar un núcleo de cable de alambre recubierto 53. 3. Se trata una cantidad de finas hebras metálicas 54 con la segunda fuente de calor 34 para modificar sus propiedades superficiales inmediatamente antes de trenzarse y unirse al recubrimiento de material polimérico modificado interior o capa de unión 52 en una máquina de tranzado de cables 39 para formar un submontaje de cables 55. 4. Una capa final de recubrimiento exterior 56 de material polimérico modificado se extrude y une a los alambres 54 tratados con calor y trenzados en el segundo extrusor 32 para completar el cable 50.

Las aplicaciones adecuadas para los cables 10, 40 y 50 descritos anteriormente en la presente incluyen linea de acero o cables con múltiples lineas, donde los componentes metálicos se pueden usar como miembros de refuerzo múltiples o únicos y portadores de datos/energia . Cada uno de los cables 10, 40 y 50 incluye un núcleo que se extiende longitudinalmente que tiene al menos un componente de alambre metálico revestido de al menos una capa de material polimérico unida al componente del alambre. El componente del alambre proporciona un trayecto eléctrico para las señales de datos y/o energía. El núcleo está rodeado por al menos un componente metálico exterior que proporciona un trayecto de retorno para las señales de datos y/o energía. El componente metálico exterior puede ser una pluralidad de alambres de diámetro menor que el alambre o alambres del núcleo, o un trenzado metálico . El componente metálico exterior está revestido de un material polimérico de manera que todos los componentes metálicos estén aislados unos de otros y estén unidos de manera continua para evitar la separación del polímero de la superficie de contacto metálica para evitar adicionalmente la migración de gas entre las capas de polímeros y las superficies de contacto de componentes metálicos .

Los cables 10, 40 y 50 descritos anteriormente en la presente se pueden utilizar dentro de un pozo que penetra una formación subterránea en una variedad de operaciones de pozos incluyendo, de modo no taxativo, con dispositivos de pozos acoplados a un extremo para realizar operaciones en los pozos que puedan contener gas o depósitos de petróleo. Los cables 10, 40 y 50 se pueden usar para interconectar herramientas de intervención de pozos tales como herramientas de servicios mecánicos, herramientas de perforación, herramientas de registros de pozos, tales como receptores/emisores de rayos gamma, dispositivos de calibrado, dispositivos de medición de la resistividad, dispositivos sísmicos, receptores/emisores de neutrones, y similares, con uno o más equipos de registro de datos y suministro de energía fuera del pozo. Los cables 10, 40 y 50 también se pueden usar en operaciones sísmicas, incluyendo operaciones sísmicas subterráneas y submarinas. Los cables también pueden ser útiles como cables de monitoreo permanente para pozos.

Los cables 10, 40 y 50 se pueden utilizar en un pozo para transportar dispositivos explosivos o equipos para realizar operaciones en pozos mediante la gravedad, mediante la inyección de fluidos o mediante el uso de tractores, con el fin de crear o mejorar la comunicación con el pozo para facilitar la producción pozo o la mejora de la producción del pozo, incluyendo de modo no taxativo, el fracturamiento, estimulación, y similares. Los pozos o las perforaciones de pozos pueden ser verticales, desviados u horizontales. Los cables 10, 40 y 50 se pueden utilizar con mecanismos o herramientas para las operaciones de pozos para generar comunicación con el pozo tal como mangas deslizantes, dispositivo explosivos temporizados, u otros mecanismos diseñados para la comunicación con el pozo. Los cables 10, 40 y 50 se pueden utilizar para transportar dispositivos mecánicos, herramientas de registro o equipos con el fin de realizar operaciones en pozos que comprendan la intervención, monitoreo o abandono de un pozo.

La descripción que antecede se ha presentado con referencia a las presentes modalidades. Los expertos en la técnica y la tecnología a la que se refiere la presente descripción reconocerán que se pueden poner en práctica alteraciones y cambios en las estructuras y métodos de funcionamiento descritos sin apartarse de manera significativa del principio y alcance de la presente invención. Por consiguiente, la siguiente descripción no debe interpretarse como que se refiere solamente a las estructuras exactas descritas e ilustradas en las figuras adjuntas, sino que deben interpretarse como que concuerdan y respaldan las siguientes reivindicaciones, que deben tener su alcance más completo y representativo.

Claims (20)

Reivindicaciones

1. Un cable que se extiende longitudinalmente y conductor de la electricidad, que comprende: al menos un componente metálico interior que se extiende longitudinalmente ; una capa de unión de material polimérico modificado que rodea y está unida con el al menos un componente metálico interior para formar un componente recubierto que es al menos una parte de un núcleo de cable, el material polimérico modificado está modificado para facilitar la unión con el al menos un componente metálico interior; un componente metálico exterior que se extiende longitudinalmente radialmente espaciado del al menos un componente metálico interior, y una capa de recubrimiento exterior de material polimérico que rodea, recubre y se une al componente metálico exterior, donde la capa de unión está directa o indirectamente unida a la capa de recubrimiento exterior para formar el cable como un cable de unión continua y conductor de electricidad con los componentes metálicos aislados eléctricamente de manera individual uno de otro.

2. El cable de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente otra capa de un material polimérico que rodea y se une a la capa de unión.

3. El cable de la reivindicación 1 donde el núcleo del cable comprende al menos dos de los componentes recubiertos unidos por el calor.

4. El cable de la reivindicación 3 donde los componentes recubiertos están rodeados por y unidos a una capa de recubrimiento interior de material polimérico para formar el núcleo del cable.

5. El cable de la reivindicación 1 donde el componente metálico exterior comprende múltiples alambres metálicos cada uno de los cuales está rodeado y unido a una capa de unión del material polimérico modificado y está revestido de la capa de recubrimiento exterior .

6. El cable de la reivindicación 1 donde el componente metálico exterior comprende múltiples hebras metálicas trenzadas alrededor del núcleo del cable y rodeada por la capa de recubrimiento externa.

7. El cable de la reivindicación 1 donde el núcleo del cable comprende adicionalmente un componente de fibra óptica que se extiende longitudinalmente.

8. Un método para utilizar el cable de la reivindicación 1 en un pozo que comprende introducir el cable en el pozo y realizar al menos una operación de pozo en la perforación del pozo.

9. Un método para fabricar un cable que se extiende longitudinalmente y es conductor de electricidad, que comprende: proporcionar al menos un componente metálico interior que se extiende longitudinalmente; calentar una superficie del al menos un componente metálico interior para modificar la superficie y facilitar una unión del al menos un componente metálico interior con una capa de material polimérico; extrudir un material polimérico modificado en el al menos un componente metálico interior mientras se calienta para unir el material polimérico modificado con el al menos un componente metálico interior como la capa de material polimérico y formar un componente recubierto interior como al menos una parte del núcleo del cable, el material polimérico modificado está modificado para facilitar la unión con el al menos un componente metálico interior; proporcionar al menos un componente metálico exterior que se extiende longitudinalmente radialmente espaciado del al menos un componente metálico interior; calentar una superficie del al menos un componente metálico exterior para modificar la superficie y facilitar una unión del al menos un componente metálico exterior con una capa de recubrimiento exterior de material polimérico; y extrudir un material polimérico en el al menos un componente metálico exterior mientras se calienta para unir el material polimérico con el al menos un componente metálico exterior y con la capa de material polimérico del componente recubierto interior como la capa de recubrimiento exterior de material polimérico y formar el cable como un cable conductor de electricidad y de unión continua con los componentes metálicos aislados eléctricamente de manera individual .

10. ?? método de la reivindicación 8 donde el material polimérico modificado y extruido forma una capa de unión y comprende adicionalmente extrudir una capa de material polimérico en la capa de unión para formar el componente recubierto interior.

11. El método de la reivindicación 8 que comprende adicionalmente proporcionar otro componente recubierto interior y calentar los componentes recubiertos interiores para unir las capas de material polimérico .

12. El método de la reivindicación 11 que comprende adicionalmente extrudir una capa de recubrimiento interior de material polimérico en los componentes recubiertos interiores para formar el núcleo del cable.

13. El método de la reivindicación 12 que comprende adicionalmente proporcionar un componente de fibra óptica que se extiende longitudinalmente y extrudir la capa de recubrimiento interior en el componente de fibra óptica y los componentes recubiertos para formar el núcleo del cable.

14. El método de la reivindicación 8 que incluye formar el al menos un componente metálico exterior trenzando múltiples hebras de alambre metálico.

15. Un método para fabricar un cable que se extiende longitudinalmente y es conductor de electricidad, que comprende: proporcionar al menos un componente metálico interior que se extiende longitudinalmente; calentar una superficie para el al menos un componente metálico interior para modificar la superficie y facilitar una unión del al menos un componente metálico interior con una capa de material polimérico; extrudir un primer material polimérico en el al menos un componente metálico interior mientras se calienta para unir el primer material polimérico con el al menos un componente metálico interior como la capa de material polimérico y formar un componente recubierto interior como al menos una parte del núcleo del cable, proporcionar múltiples componentes metálicos exteriores que se extienden longitudinalmente y están radialmente espaciados de el al menos un componente metálico interior; calentar una superficie de cada uno de los componentes metálicos exteriores para modificar las superficies y facilitar una unión de los componentes metálicos exteriores con una capa de recubrimiento exterior de material polimérico; y extrudir un segundo material polimérico en los componentes metálicos exteriores mientras se calienta para unir el segundo material polimérico con los componentes metálicos exteriores y con la capa de material polimérico del componente recubierto interior como la capa de recubrimiento exterior de material polimérico y formar el cable como un cable conductor de electricidad y de unión continua con los componentes metálicos aislados eléctricamente de manera individual.

16. El método de la reivindicación 15 donde los componentes metálicos exteriores tienen un diámetro menor que el al menos un componente metálico interior.

17. El método de la reivindicación 15 donde el primer material polimérico está modificado para facilitar la unión con el al menos un componente metálico interior.

18. El método de la reivindicación 17 que incluye extrudir un tercer material polimérico en el primer material polimérico para formar la capa de material polimérico del componente recubierto interior .

19. El método de la reivindicación 15 que incluye calentar múltiples componentes recubiertos interiores y unir las capas de material polimérico para formar el núcleo del cable.

20. El método de la reivindicación 19 que incluye extrudir un recubrimiento exterior de material polimérico en el núcleo del cable mientras se calienta para formar un núcleo de cable recubierto .