NO333552B1

NO333552B1 - Elektrisk kabel, og flerleder kabel.

Info

Publication number: NO333552B1
Application number: NO20030392A
Authority: NO
Inventors: Willem A Wijnberg; Joseph P Varkey; Ravicharan Mydur; Sumit Sarkar
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2013-07-08
Also published as: AU2003200225B2; MXPA03000637A; CA2417067C; AU2003200225A1; EP1331648A3; NO20030392D0; US6600108B1; NO20030392L; CA2417067A1; EP1331648B1; EP1331648A2

Abstract

En kabel innbefatter en elektrisk leder, en første isolasjonskappe anordnet inntil den elektriske leder og med en første relativ dielektrisitetskonstant, samt en andre isolasjonskappe anordnet inntil den første isolasjonskappe og med en andre relativ dielektrisitetskonstant, som da er mindre enn den første dielektrisitetskonstant. En fremgangsmåte omfatter anordning av en første elektrisk leder, ekstrudering av en første isolasjonskappe med en første relativ dielektrisitetskonstant over den elektriske leder, samt ekstrudering av en andre isolasjonskappe med en andre relativ dielektrisitetskonstant over den elektriske leder, hvor den andre relative dielektrisitetskonstant er mindre enn den første relative dielektrisitetskonstant.

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Denne oppfinnelse gjelder en kabel som undertrykker elektrisk felt samt en fremgangsmåte for bruk av denne. Et visst aspekt av oppfinnelsen gjelder en kabel egnet for å undertrykke elektrisk felt og som anvendes i utstyr for å analysere geologiske formasjoner inntil en borebrønn før ferdigstilling. Mer spesifikt omtaler den foreliggende oppfinnelse en kabel som omfatter en leder med flere isolasjonskapper, oppfinnelsen omfatter også en flerlederkabel med flere ledere der hver enkelt leder omfatter flere isolasjonskapper.

Beskrivelse av beslektet teknikk

Generelt har geologiske formasjoner inne i jorden og som inneholder olje og/eller petroleumsgass egenskaper som kan settes i forbindelse med formasjo-nenes evne til å inneholde slike produkter. Formasjoner som inneholder olje eller petroleumsgass har f.eks. høyere elektrisk resistivitetsverdier enn de som inneholder vann. Formasjoner som inneholder sandsten eller kalkstein kan inneholde olje eller petroleumsgass. Formasjoner som omfatter skiver og som også kan kapsle inn oljeholdige formasjoner, kan ha porøsitetsverdier som er meget større enn de som gjelder for sandsten eller kalkstein, men på grunn av at kornstørrelsen i skifer er meget liten, kan det være meget vanskelig å fjerne olje eller gass som er innelukket i skiferen.

Følgelig kan det være ønskelig å måle forskjellige egenskaper ved geologiske formasjoner inntil en brønn før brønnen ferdigstilles for å bidra til å be-stemme beliggenheten av en olje- og/eller petroleumsgassholdig formasjon så vel som den mengde olje og/eller petroleumsgass som befinner seg innelukket i for-masjonen. Loggeverktøyer, som generelt er lange, rørformede innretninger, kan senkes ned i brønnen for å måle slike karakteristiske egenskaper i forskjellige dybdenivåer langs brønnen. Disse loggeverktøyer kan omfatte gammastråle-sendere/mottakere, kalibreringsinnretninger, resistivitetsmålende innretninger, sendere og mottakere for nøytroner og lignende, hvilket da anvendes for å avføle særtrekk ved formasjonene inntil brønnen. En ledningskabel forbinder da logge-verktøyet med én eller flere effektkilder samt utstyr for dataanalyse på jordover-flaten, samtidig som en slik kabel utgjør en strukturell støtte for loggeverktøyene etter hvert som de heves og senkes gjennom brønnen. Vanligvis er en slik ledningskabel spolet ut fra en kabeltrommel på en lastebil og senket ned i brønnen.

Som det vil forstås er ledningskabelens diameter vanligvis begrenset av ka-belens håndteringsmuligheter. En ledningskabel med stor diameter vil f.eks. være meget vanskelig å spole opp og spole av. Som en følge av dette har mange slike ledningskabler diametre som generelt er mindre enn omkring 13 mm, og det vil således være et forut fastlagt tverrsnittsområde som ledere kan føres gjennom for å overføre effekt til loggeverktøyene samt for å overføre datasignaler fra disse log-geverktøyer. Slike kabler kan videre ha lengder opp til omkring 10.000 meter, for at loggeverktøyene skal kunne senkes ned gjennom hele brønnens dybde.

Lange kabellengder i kombinasjon med tynne ledere (f.eks. 14 AWG til 22 AWG) inne i kablene kan da vøre til betraktelige elektriske tap, hvilket da fører til en reduksjon i den effekt som kan mottas av loggeverktøyene samt forvrengning eller svekking av de datasignaler som overføres fra disse verktøy. Etter hvert som loggeverktøyene har blitt videreutviklet, har videre den effekt som kreves for å dri-ve disse verktøyer øket. Vedkommende kablers effektoverføringsevne er imidlertid begrenset av ledertverrsnittet og ledernes spenningsførende evne. Det er da behov for kabler som er i stand til å føre frem større effektmengder samtidig som uønsket indusert elektrisk påvirkning reduseres i både elektriske effektsignaler og datasignaler som overføres gjennom lederne i kabelen.

Vanlige trådledningskabler kan videre bruke lag av metalliske armerings-tråder som omslutter trådledningskabelen på utsiden som en returledning for den elektriske effekt som overføres til loggeverktøyene, slik at lederne inne i kabelen kan utnyttes for effekt- og dataoverføring. Slike konfigurasjoner kan imidlertid ut-gjøre en risiko for personer og utstyr som utilsiktet kommer i kontant med arme-ringsledningene under drift av loggeverktøyene. Det foreligger således et behov for en trådledningskabel som unngår bruk av metallisk armering som elektrisk returledning.

Patentsøknaden FR2046751 omtaler løsninger som er i stand til å lede store strømmer og samtidig redusere indusert uønsket elektrisk effekt til effekten overført over kabelen.

Slike problemer foreligger også i andre anvendelser hvor omfanget av elektriske kabler er begrenset og øket elektrisk effekt ønskes, slik som ved marine og seismiske anvendelser. Foreliggende oppfinnelse er da rettet på å overvinne virkningen av ett eller flere av de problemer er omtalt ovenfor.

Kort sammenfatning av oppfinnelsen

I henhold til et aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det frembrakt en kabel. Denne kabel omfatter en elektrisk leder, en første isolasjonskappe anordnet inntil den elektriske leder og med en første relativ dielektrisitetskonstant, samt en andre isolerende kappe anordnet nær inntil den første isolerende kappe og som har en andre relativ dielektrisitetskonstant, som er mindre enn den første relative dielektrisitetskonstant. Den første isolerende isolasjonskappe er laget av, polyaryletereter-ketonpolymer, polyfenylen-sulfidpolymer, eller polyvinyliden-fluorid polymer.

Det omtales også en fremgangsmåte som omfatter anordning av en elektrisk leder koplet til en innretning og som har en flerlags isolerende overtrekkskap-pe som er i stand til å undertrykke et elektrisk felt som induseres av en spenning som påføres den elektriske leder og som driver en elektrisk strøm gjennom lederen til eller fra vedkommende innretning.

Det omtales også en fremgangsmåte for fremstilling av en kabel. Denne fremgangsmåte går ut på å anordne en elektrisk leder, ekstrudering av en første isolerende kappe med en første relativ dielektrisitetskonstant over denne elektriske leder, samt ekstrudering av en andre isolerende kappe med en andre relativ dielektrisitetskonstant over den elektriske leder, hvor da den andre relative dielektrisitetskonstant er mindre enn den førstnevnte relative dielektrisitetskonstant.

Ytterligere trekk og fordeler vil fremkomme av de tilhørende patentkravene, spesielle utførelser av oppfinnelsen fremkommer fra de uselvstendige patentkravene.

Kort beskrivelse av tegningene

Oppfinnelsen vil bli forstått ut i fra henvisning til den følgende beskrivelse sett i sammenheng med de vedføyde tegninger, hvori det mest signifikante siffer lengst til venstre i henvisningstallet angir den første figur hvori vedkommende henvisningstall opptrer, og hvorpå: fig. 1 er en stilisert tverrsnittskisse av en første anskueliggjørende utførelse av en kabel i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 viser en stilisert skisse av et tverrsnitt gjennom en isolert leder i den kabel som er vist i fig. 1,

fig. 3 viser en stilisert tverrsnittsskisse gjennom en andre anskueliggjørende utførelse av en kabel i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 viser et stilisert tverrsnitt gjennom en tredje anskueliggjørende utførel-se av en kabel i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 5 er et flytskjema om anskueliggjør en fremgangsmåte i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 6 er et anskueliggjørende flytskjema som angir en annen fremgangsmåte i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 7 viser et flytskjema som anskueliggjør en fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk kabel, og

fig. 8 er et stilisert skjema som anskueliggjør en fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk kabel.

Skjønt oppfinnelsen kan gjøres til gjenstand for forskjellige modifikasjoner og alternative utførelsesformer, er visse spesifikke utførelser av denne vist her som eksempel på tegningene og vil bli beskrevet i detalj. Det bør imidlertid forstås at den angitte beskrivelse her av spesifikke utførelser på ingen måte har til hensikt å begrense oppfinnelsen til de spesielle utførelsesformer som er vist, idet hensik-ten i stedet er å dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innenfor oppfinnelsens dekningsomfang og idéinnhold, slik som definert ved de etterfølgende patentkrav.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Anskueliggjørende utførelser av oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor. For oversiktens skyld er ikke alle trekk ved en faktisk utførelse beskrevet i denne fremstilling. Det vil naturligvis kunne erkjennes at ved utvikling av en hvilken som helst slik faktisk utførelse, må tallrike implementeringsspesifikke avgjørelser treffes for å oppnå utviklerens spesifikke mål, slik som samordning med systemrelaterte og forretningsrelaterte begrensninger, som da naturligvis vil variere fra én utførel-se til en annen. Videre erkjennes det at et slikt utviklingsarbeide vil kunne være komplisert og tidskrevende, men likevel kunne være et rutinearbeide for vanlig fagkyndig innenfor området som har tilgang til denne fremstilling.

En elektrisk spenning påført en elektrisk leder frembringer et elektrisk felt omkring lederen. Styrken av dette elektriske felt vil variere i samsvar med den spenning som påføres lederen. Når spenningen overskrider en kritisk verdi (over-slagsspenningen), vil en delvis utladning av det elektriske felt finne sted. En slik partiell utladning utgjøres da av en lokal ionisering av luft eller andre gasser nær inntil lederen, og som da vil bryte ned luften. I elektriske kabler kan luft finnes i tomrom inne i materiale som isolerer lederen, og hvis vedkommende luft befinner seg i et hulrom meget nær inntil lederens overflate, hvor da det elektriske felt er sterkest, vil en slik partiell utladning kunne finne sted. Slike partielle utladninger er vanligvis uønsket, da de i stigende grad nedsetter det isolerende materialets evne til å isolere vedkommende leder elektrisk.

Hvis det elektriske felt som genereres av den elektrisitet som flyter gjennom lederen i det minste delvis kan undertrykkes, så vil sannsynligheten for partiell utladning reduseres. Fig. 1 angir en første anskueliggjørende utførelse av en kabel 100 i henhold til oppfinnelsen. I den utførelse omfatter kabelen 100 sentral isolert lederenhet 102 med en sentral leder 104 og en isolerende kappe 106. Kabelen 100 omfatter videre flere ytre isolerte lederenheter 108, som hver har en ytre leder 110 (bare én er anvist), en første isolerende kappe 112 (bare én er angitt) og en andre isolerende kappe 114 (bare én er angitt).

Den første isolerende kappe 112 kan være mekanisk og/eller kjemisk bundet til den andre isolasjonskappe 14, slik at grensesnittet mellom disse vil hovedsakelig være fritt for hulrom. Den andre isolasjonskappe 114 kan f.eks. være mekanisk bundet til den første isolasjonskappe 112 som en følge av smeltet eller halvsmeltet materiale, hvilket gjør at den andre isolerende kappe 114 vil være fes-tet til den første isolasjonskappe 112. Den andre isolasjonskappe 114 kan videre være kjemisk bundet til den første isolasjonskappe 112 hvis det materiale som anvendes for å danne den andre isolasjonskappe 114 reagerer kjemisk med mate-rialet i den første isolasjonskappe 112. Den første isolasjonskappe 112 og den andre isolasjonskappe 114 vil da være i stand til å undertrykke et elektrisk felt som frembringes av en spenning som påtrykkes den ytre leder 110, slik det vil bli beskrevet nedenfor. Den sentrale isolerte lederenhet 102 og de ytre isolerte leder enheter 108 er anordnet i et kompakt geometrisk arrangement som effektivt er i stand til å utnytte den tilgjengelige diameter i kabelen 100.

I den viste utførelse er de ytre isolerte ledningsenheter 108 omsluttet av en kappe 116 som er utført i et materiale som enten kan være elektrisk ledende eller elektrisk ikke-ledende og som er i stand til å motstå høye temperaturer. Slike ikke-ledende materialer kan omfatte polyaryletereter-ketonfamilien av polymerer (PEEK, PEKK), etylentetrafluoretylen-kopolymer (ETFE), andre fluorpolymerer, polyolefiner eller lignende. Ledende materialer som kan anvendes i kappen 116 kan omfatte PEEK, ETFE, andre fluorpolymerer, polyolefiner eller lignende blandet med et ledende materiale, slik som f.eks. karbonsort.

Det volum inne kappen 116 som ikke er tatt opp av den midtre isolerte lederenhet 102 og den ytre isolerte lederenhet 108 er da, i den viste utførelse, fylt med et fyllmiddel 118, som kan utgjøres enten av et elektrisk ledende- eller av et elektrisk ikke-ledende materiale. Slike ikke-ledende materialer kan omfatte etylen-propylen-dien-monomer (EPDM), nitril-gummi, polyisobutylen, polyetylen-fett eller lignende. I en viss utførelse kan fyllmaterialet 118 bestå av et vulkaniserbart eller fornettet polymer. Ledende materialer som kan brukes som fyllmateriale 118 kan videre omfatte EPDM, nitril-gummi, polyisobutylen, polyetylen-fett eller lignende blandet med et elektrisk ledende materiale, slik som sot. Et første armeringslag 120 og et andre armeringslag 122, som generelt består av et material med høy strekkfasthet, slik som galvanisert og forbedret plogstål, stållegering eller lignende, omgir kappen 116 for å beskytte denne kappe 116, det ikke-ledende fyllmiddel 18, de ytre isolerte lederenheter 108 samt den midtre isolerte Iederenheter102 mot skade.

Én av de ytre isolerte lederenheter 108 i fig. 1 er anskueliggjort i fig. 2.1 den viste utførelse er den ytre leder 110 vist bestående av flere lederstrenger, men kan alternativt utgjøres av en eneste kompakt leder. Den ytre leder 110 kan f.eks. være en trådleder med syv koppertråder, som da utgjør en sentral leder samt seks ytre lederstrenger lagt rundt midtlederen. Forskjellige dielektriske materialer har forskjellige relative dielektrisitetskonstanter, hvilket vil si forskjellig evne til å tillate det påtrykte elektriske felt å eksistere, og som er definert i forhold til dielektrisitets-konstanten for vakuum. Materialer med høyere dielektrisitetskonstant vil da være i stand til å lagre mer energi enn materialer med lavere relativ dielektrisitetskonstant. I den viste utførelse er den første isolerende kappe 112 utført i et dielek-

trisk materiale med en relativ dielektrisitetskonstant innenfor et område fra omkring 2,5 til omkring 10,0, slik som PEEK, polyfenylensulfid-polymer (PPS), polyvinyliden-fluorid-polymer (PVDF) eller lignende. Videre er den andre isolerende kappe 114 utført i et dielektrisk materiale med en relativ dielektrisitetskonstant hovedsakelig innenfor et område fra omkring 1,8 til omkring 5,0, slik som polytetrafluoretylen-perfluormetylvinyleter-polymer (MFA), perfluor-alkoksyalkan-polymer (PFA), polytetrafluoretylen-polymer (PTFE), etylen-tetrafluoretylen-polymer (ETFE), etylen-polypropylen-kopolymer (EPC), andre fluorpolymerer eller lignende. Slike dielektriske materialer har en lavere relativ dielektrisitetskonstant enn dielektrisitets-konstanten for de dielektriske materialer i den første isolerende kappe 112. Som en følge av kombinasjonen av den første isolerende kappe 112 og den andre isolerende kappe 114, vil det bli frembrakt tangensiale elektriske felt og det resulter-ende elektriske felt vil da ha en lavere intensitet enn i ettlags-isolasjon.

Flere enn to isolasjonskapper (f.eks. den første isolasjonskappe 112 og den andre isolasjonskappe 114) kan brukes i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Det kan f.eks. brukes tre isolasjonskapper, hvor da isolasjonskappen som ligger nærmest vedkommende leder har den høyeste relative dielektrisitetskonstant, mens den isolasjonskappe som ligger lengst bort fra lederen har den laveste dielektrisitetskonstant.

En prøve utført for å bekrefte virkningen av å bruke tolags isolasjon slik som beskrevet ovenfor, ble ti prøvestykker av en 22 AWG-kobberleder overtrukket med en 0,051 mm tykk kappe av PEEK, fulgt av en 0,203 mm tykk kappe av MFA, som da har en lavere relativ dielektrisitetskonstant enn PEEK. På lignende måte ble ti prøvestykker av en 14 AWG-kobberleder overtrukket med en 0,051 mm tykk kappe av PEEK fulgt av en 0,438 mm tykk kappe av MFA. Ytterligere ti prøvestykker av 22 AWG-kobberleder ble overtrukket med en enkelt 0,254 mm tykk kapp av MFA. Videre ble ti prøvestykker av en 14 AWG-kobberleder overtrukket med en eneste 0,489 mm tykk kappe av MFA. I hvert av de forskjellige prøvestykkesett ble således lederomfang og total isolasjonstykkelse holdt konstant. Overslagsspen-ningen, hvilket vil si den spenning hvorved partiell utladning finner sted, ble målt for hver prøve, så vel som også utslukningsspenningen, hvilket vil si den spenning hvorved det partielle overslag opphørte. En midlere overslagsspenning ble så fastlagt for hvert av prøvesettene, hvilket generelt da angir den maksimale spenning som kan håndteres av den kappeovertrukne leder. Videre ble en minste utsluk- ningsspenning fastlagt for hvert av prøvesettene, og som da generelt angir den spenning hvorunder ingen partiell utladning kan finne sted. Testresultatene er da som følger:

Ut i fra denne utprøving viser det seg da at den midlere overslagsspenning for PEEK/MFA-overtrukne ledere var over 100 volt større enn den midlere overslagsspenning for MFA-overtrukne ledere.

I visse overføringsmodi, viste det seg at PEEK/MFA-overtrukne ledere var gjenstand for mindre signaloverføringstap enn vanlig kappepåførte lederkabler.

Den første isolasjonskappe 112 er også kapasitiv, hvilket vil si at den er i stand til å lagre en elektrisk ladning. Denne ladning kan da svekke den elektriske strøm som bryter gjennom den ytre lederenhet 110, da ladninger vil lekke fra det dielektriske materiale inn i den omgivende kabelstruktur over tid. En slik strekning kan forårsake en nedsatt elektrisk effektmengde som kan overføres gjennom ytterlederen 100 og/eller forstyrre elektriske datasignaler som flyter gjennom den ytre lederenhet 110. Tykkelsen og/eller den relative dielektrisitetskonstant for den førs-te isolasjonskappe 112 må således innstilles til å frembringe elektrisk feltunder-trykkelse samtidig som den oppretter et godtakbart lavt kapasitansnivå. En aksep-tabel kapasitans for lederen med kappeovertrekk kan f.eks. ligge innenfor området omkring én picofarad til omkring åtte picofarad. I en viss utførelse har den første isolasjonskappe 112 en relativ dielektrisitetskonstant som bare er litt høyere enn den tilsvarende konstant forden andre isoleringskappe 114, slik at en liten økning i kapasitans frembringes samtidig som det oppnås en undertrykkelse av det elektriske felt. I en viss utførelse av foreliggende oppfinnelse er den første isolasjonskappe 112 utført i PEEK som har en tykkelse innenfor området 0,051 mm til omkring 0,153 mm.

Ved å undertrykke det elektriske felt som er frembrakt av den spenning som er påtrykt ytterlederen 110, kan det godtakbare spenningsnivå på denne ytterleder 110 økes, slik det vil fremgå av de prøvedata som er angitt ovenfor. Hvis spen-ningsnivået på en vanlig isolert leder (f.eks. de MFA-isolerte ledere i den prøve som er angitt ovenfor, eller lignende) kan godtas, vil f.eks. diameteren av ytterlederen 110 kunne økes samtidig som det opprettholdes en hovedsakelig ekviva-lent total isolasjonsdiameter, slik at lederens strømføringsevne økes. På denne måte kan store effektmengder overføres over hver av ytterlederne 110, således at behovet for å bruke armeringslagene 120, 122 for overføring av retureffekt elimi-neres i visse situasjoner.

Den isolerte midtre lederenhet 102, omfatter slik den er vist i fig. 1, bare en isoleringskappe 106 med materiale som har lavere dielektrisitetskonstant og har samme art som den andre isoleringskappe 114 på de ytre isolerte lederenheter 108. Undervisse omstendigheter kan det være tilstrekkelig avstand mellom de ytterisolerte lederenheter 108 for å kunne legge inn til og med en tynn isoleringskappe (f.eks. den første isoleringskappe 112 på de ytre isolerte lederenheter 108, eller lignende). I denne utførelse foreligger det således ingen isoleringskappe med høyere relativ dielektrisitetskontant. I sitt omfang omfatter imidlertid foreliggende oppfinnelse en sentral isolert lederenhet 102 med en utførelse som kan sammenlignes med utførelsen av de ytre isolerte lederenheter 108.

I henhold til foreliggende oppfinnelse kan den midtre isolerte lederenhet 102 og hver av de ytre isolerte lederenheter 108 føre elektrisk effekt, elektriske datasignaler eller begge deler. I en viss utførelse brukes den sentralisolerte lederenhet 102 bare til å overføre elektriske datasignaler, mens de ytre isolerte lederenheter 108 brukes til å føre både elektrisk effekt og elektriske datasignaler. For eksempel kan tre av de ytre isolerte lederenheter 108 anvendes for å overføre elektrisk effekt til én eller flere tilsluttede innretninger, mens de øvrig tre brukes som førings-baner for elektrisk retureffekt fra vedkommende innretning eller innretninger. I denne utførelse vil således det første armeringslag 120 og det andre armeringslag 122 ikke behøves for elektrisk retureffekt.

En kabel i henhold til foreliggende oppfinnelse kan ha mange konfigurasjoner som er forskjellig fra den konfigurasjon av kabelen 100 som er vist i fig. 1. Fig.

3 angir således f.eks. en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse. En kabel 300 har en midtre isolert lederenhet 302 som kan sammenlignes med den sentrale isolerte lederenhet 102 i den første utførelse, som er vist i fig. 1. Omkring den sentrale lederenhet 302 er det anordnet fire store isolerte lederenheter 304 samt fire små slike isolerte lederenheter 306.1 den viste utførelse er hver av de store isolerte lederenheter 304 og de mindre isolerte lederenheter 306 sammenlignbare med de ytre isolerte lederenheter 308 i den første utførelse, som er vist i fig. 1 og 2. Skjønt bestemte kabelkonfigurasjoner er blitt angitt her, vil kabler med andre parametere og lederkonfigurasjoner ligge innenfor omfanget av foreliggende oppfinnelse.

Foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke begrenset til kabler med bare elektriske ledere. Fig. 4 viser en tredje utførelse av foreliggende oppfinnelse og

som kan sammenlignes med den første utførelse (som er vist i fig. 1) bortsett fra at den sentrale lederenhet 102 i den første utførelse er blitt erstattet med en fiberop-tisk sammenstilling 402.1 den viste utførelsen blir de ytre isolerte lederenheter 404 brukt til å overføre elektrisk effekt fra den eller de tilsluttede innretninger, mens den fiberoptiske sammenstilling 402 for å overføre optiske datasignaler til og fra den eller de angitte anretninger. I visse situasjoner kan bruk av den fiberoptiske sammenstilling for å føre datasignaler i stedet for én eller flere elektriske ledere (f.eks. den sentrale isolerte leder 102, de ytre isolerte ledere 108 eller lignende, føre til høyere overføringshastighet, lavere datatap og større båndbredde.

I den utførelse som er vist i fig. 4, omfatter den fiberoptiske sammenstilling 402, en optisk fiberbunn 406 som er omgitt av en beskyttelseskappe 408. Denne beskyttelseskappe 408 kan være utført i et hvilket som helst materiale som er i stand til å beskytte den optiske fiberbunn 406 i de omgivelser hvor kabelen 400 skal brukes, f.eks. rustfritt stål, nikkellegeringer eller lignende. Alternativt kan beskyttelseskappen 408 være omviklet med kobberbånd, fletting eller viklebånd (ikke vist) eller isolerte tråder med liten diameter (f.eks. 26 eller 28 AWG) (ikke vist) som kan påføres omkring beskyttelseskappen 408.1 den viste utførelse er et fyllmateriale 410 anordnet mellom den optiske fiberbunn 406 og beskyttelseskappen 408 for å stabilisere den optiske fiberbunt inne i beskyttelseskappen 408. Fyllmaterialet 410 kan være fremstilt fra et hvilket som helst egnet materiale, slik som væske-lignende eller geldannet silisium eller nitril-gummi, eller lignende. En isolasjonskappe 412 omgir beskyttelseskappen 408 for å elektrisk isolere denne beskyttelseskappe 408. Isoleringskappen 412 kan være utført ved et hvilket som helst egnet isolatormateriale, f.eks. PTFE, EPDM, eller lignende.

I en viss anvendelse av foreliggende oppfinnelse blir kablene 100, 300, 400 brukt for sammenkopling av loggeverktøyer, slik som gammastråle-sendere/mot takere, kalibreringsinnretninger, resistivitetsmålende innretninger, nøytron-sendere/mottakere og lignende, til én eller flere effektforsyninger og dataloggings-anordninger utenfor brønnen. De materialer som brukes i kablene 100, 300, 400 vil da i en viss utførelse være i stand til å motstå de tilstander som påtreffes inne i en brønnutførelse, slik som høye temperaturer, hydrogensulfid-rik atmosfære og lignende. Fig. 5 anskueliggjør en fremgangsmåte i henhold til foreliggende oppfinnelse. Denne fremgangsmåte går ut på å anordne en leder som er koplet til en anordning, hvor da lederen har en flerlags isolasjonskappe som er i stand til å undertrykke et elektrisk felt som induseres av en elektrisk spenning som påtrykkes lederen (blokk 500). Denne fremgangsmåte omfatter videre leding av en elektrisk strøm gjennom lederen til eller fra den tilkoplede innretning (blokk 502). I denne fremgangsmåte inngår det videre føring av et optisk signal gjennom en optisk fiberbunn (blokk 504). I en viss utførelse, som er angitt i fig. 6, omfatter føring av den elektriske strøm gjennom vedkommende leder (blokk 502) videre føring av en innretningsdrivende elektrisk strøm gjennom lederen (blokk 602) samt føring av et datasignal gjennom en tilsvarende leder (blokk 604). Omfanget av foreliggende oppfinnelse gjelder også en føring av bare drivkraft i form av elektrisk strøm gjennom vedkommende leder (blokk 602) eller også bare føring av datasignalet gjennom lederen (blokk 604). Fig. 7 anskueliggjør en fremgangsmåte for fremstilling av en isolert leder i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Denne fremgangsmåte omfatter anordning av en elektrisk leder (blokk 700), ekstrudering av en første isolasjonskappe med en første relativ dielektrisitetskonstant omkring den elektriske leder (blokk 702) samt ekstrudering av en andre isoleringskappe med en andre relativ dielektrisitetskonstant, som da er mindre enn den første relative dielektrisitetskonstant, omkring den første isolasjonskappe (blokk 704). De relative dielektrisitetsverdier for og tykkelsen av den første isolasjonskappe og den andre isolasjonskappe kan da være i samsvar med de verdier som er omtalt tidligere. Den første isolasjonskappe kan anbringes rundt den elektriske leder ved å bruke en kompresjons-ekstruderingsmetode, en rørekstruderingsmetode, eller ved å danne overtrekk, mens den andre isolasjonskappe kan ekstruderes omkring den første isolasjonskappe ved hjelp av en rørekstruderingsmetode, en kompresjonsekstruderings-metode eller en halvt trykkpåført ekstruderingsmetode.

Som vist i fig. 8, blir en leder 802 som er lagret på en kabelspole 804 gitt ut gjennom en første ekstruderingsinnretning 806 for å anbringe en første isolasjonskappe (f.eks. den første isolasjonskappe 112 i fig. 2). En andre isolasjonskappe (f.eks. den andre isolasjonskappe 114 i fig. 2) blir så påført rundt den første isolasjonskappe ved hjelp av en andre ekstruderingsinnretning 808.

De spesielle utførelser som er omtalt ovenfor er bare angitt for å anskuelig-gjøre, da oppfinnelsen kan modifiseres og praktiseres på andre, men tilsvarende måter som ville være åpenbare for fagkyndige på området som har hatt tilgang til den foreliggende fremstilling. Videre er ingen begrensninger tilsiktet med hensyn til konstruksjonstilstander eller utførelsesformer som er angitt her, annet enn de som er angitt i de etterfølgende patentkrav. Det vil derfor være åpenbart at de bestemte utførelser som er angitt ovenfor kan forandres eller modifiseres, og alle slike varia-sjoner anses da å ligge innenfor foreliggende oppfinnelses omfangsramme og idéinnhold. Spesielt skal ethvert verdiområde (av formen, "fra omkring a til omkring b", eller, likeverdig, "fra omtrent a til b" eller, likeverdig," fra omtrent a-b") som er angitt her forstås slik at det henvises til potensmengden (mengden av alle under-mengder) for vedkommende verdiområde, i den betydning som er angitt av Georg Cantor. Den rettsbeskyttelse som søkes her vil følgelig være slik som angitt i de følgende patentkrav.

Claims

1. En kabel, karakterisert vedat den omfatter: en elektrisk leder, en første isolasjonskappe anordnet inntil den elektriske leder og med en første relativ dielektrisitetskonstant, der den første isolerende isolasjonskappe er laget av, polyaryletereter-ketonpolymer, polyfenylen-sulfidpolymer, eller polyvinyliden-fluoridpolymer, og en andre isolasjonskappe anordnet nær inntil den første isolasjonskappe med en andre relativ dielektrisitetskonstant, som er mindre enn den første relative dielektrisitetskonstant.

2. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den første dielektrisitetskonstant ligger innenfor et område fra omkring 2,5 til omkring 10,0.

3. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den andre relative dielektrisitetskonstant ligger innenfor et område fra omkring 1,8 til omkring 5,0.

4. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat tykkelsen av den første isolasjonskappe ligger innenfor området fra omkring 0,051 mm til omkring 0,153 mm.

5. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den andre isolasjonskappe er utført fra et materiale valgte fra en materialgruppe bestående av polytetrafluoretylen-perfluoretylvinyleter-polymer, perfluor-alkoksyalkan-polymer, polytetrafluoretylen-polymer, etylen-tetrafluoretylen-polymer, etylen-polypropylen-kopolymer og fluorpolymer.

6. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den første isolasjonskappe er mekanisk bundet til den andre isolasjonskappe.

7. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den første isolasjonskappe er kjemisk bundet til den andre isolasjonskappe.

8. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat grenseflaten mellom den første isolasjonskappe og den andre isolasjonskappe er hovedsakelig fri for hulrom.

9. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter en optisk fiberbunt.

10. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter: en optisk fiberbunt, en beskyttelseskappe som omgir den optiske fiberbunt, og et fyllmateriale anordnet mellom den optiske fiberbunt og beskyttelseskappen.

11. Kabel som angitt i krav 10, karakterisert vedat den omfatter kobberbånd, -fletting eller -viklebånd viklet omkring beskyttelseskappen.

12. Kabel som angitt i krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter isolerte ledningstråder med liten diameter viklet rundt beskyttelseskappen.

13. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter: en kappe som omgir den andre isolasjonskappe, og et fyllmateriale anordnet mellom denne kappe og den andre isolasjonskappe.

14. Kabel som angitt i krav 13, karakterisert vedat den videre omfatter et armeringslag som omslutter kappen.

15. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: en elektrisk ikke-ledende kappe som omgir den andre isolasjonskappe, og et fyllmateriale anordnet mellom denne kappe og den andre isolasjonskappe.

16. Kabel som angitt i krav 15, karakterisert vedat den elektrisk ikke-ledende kappe er utført i et materiale valgt fra en materialgruppe bestående av polyaryletereterketon-polymerfamilien, etylen-tetrafluoretylen-kopolymer, fluorpolymer og polyolefin.

17. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: en kappe som omgir den andre isolasjonskappe, og et elektrisk ikke-ledende fyllmateriale anordnet mellom denne kappe og den andre isolasjonskappe.

18. Kabel som angitt i krav 17, karakterisert vedat det elektrisk ikke-ledende fyllmateriale er fremstilt fra et materiale valgt fra en materialgruppe bestående av etylenpropylendien-monomer, nitril-gummi, polyisobutylen og polyetylen-fett.

19. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert vedat en kapasitans for den elektriske leder i kombinasjon med den første isolasjonskappe og den andre isolasjonskappe ligger innenfor området fra omkring én pikofarad til omkring åtte pikofarad.

20. Kabel, karakterisert vedat den omfatter: flere elektriske ledere, flere første isolasjonskapper som hver er anordnet inntil én av de elektriske ledere og har en første relativ dielektrisitetskonstant, der hver av de første isolerende isolasjonskapper er laget av, polyaryletereter-ketonpolymer, polyfenylen-sulfidpolymer, eller polyvinyliden-fluoridpolymer, flere andre isolasjonskapper som hver er anordnet inntil én av de første iso-leringskapper, og med en andre relativ dielektrisitetskonstant, som da er mindre enn den første relative dielektrisitetskonstant.

21. Kabel som angitt i krav 20, karakterisert veden kappe som omgir de flere isolerte elektriske ledere, hvor det befinner seg et hulrom mellom den angitte kappe og de flere isolerte elektriske ledere.

22. Kabel som angitt i krav 21, karakterisert vedat hulrommet er fylt med et elektrisk ikke-ledende fyllmateriale.