RU80024U1

RU80024U1 - GEOPHYSICAL RESERVED CABLE OF THE INCREASED AXIAL RIGIDITY FOR RESEARCH OF AN ANTILATED AND HORIZONTAL WELLS

Info

Publication number: RU80024U1
Application number: RU2007127239/22U
Authority: RU
Inventors: Масхут Кутдусович Камалутдинов; Геннадий Васильевич Шеметов; Хаким Мидхатович Биктимиров; Ильдар Масхутович Камалутдинов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Гальва"
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2009-01-20

Abstract

Изобретение относится к метизной и кабельной промышленности, к производству витых проволочных изделий, канатов, кабелей и может использоваться для разработки нефтяных и газовых месторождений, имеющих наклонные и горизонтальные скважины.The invention relates to the hardware and cable industries, to the production of twisted wire products, ropes, cables and can be used to develop oil and gas fields having inclined and horizontal wells.

Геофизический бронированный кабель состоит из 3-х и более бронированных токопроводящих жил, скрученных между собой, проволок заполнения и 2-х и более слоев брони кабеля. С целью повышения осевой жесткости броня кабеля выполнена из плющеной ленты повышенной прочности на уровне 1300-1800 Н/м², имеющей соотношение ширины к толщине от 2,0 до 5,0.The geophysical armored cable consists of 3 or more armored conductive conductors twisted together, filling wires and 2 or more layers of armor cable. In order to increase axial stiffness, the cable armor is made of flattened tape of increased strength at the level of 1300-1800 N / m ² , having a width to thickness ratio of 2.0 to 5.0.

Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента заполнения металлом сечения кабеля на 15-20% и увеличена площадь контакта слоев брони кабеля, она становится плоскостной. Эти два качества повышают осевую жесткость кабеля на 20-25%.The technical result of the invention is to increase the fill factor of the cable cross-section by metal by 15-20% and the contact area of the cable armor layers is increased, it becomes planar. These two qualities increase the axial stiffness of the cable by 20-25%.

Description

Изобретение относится к метизной и кабельной промышленности, а именно: к производству витых проволочных изделий повышенной осевой жесткости и может быть использовано для разработки нефтяных и газовых месторождений с наклонным и горизонтальным расположением скважин приборами, закрепленными на кабеле.The invention relates to the hardware and cable industries, namely: to the production of twisted wire products of increased axial stiffness and can be used to develop oil and gas fields with inclined and horizontal arrangement of wells with devices mounted on a cable.

Информационное обеспечение таких скважин при их строительстве и дальнейшей эксплуатации является сложной проблемой из-за технических трудностей доставки геофизических приборов в горизонтальные участки скважин. Кабель выполняет грузонесущую и проталкивающую роль, а также является информационным каналом связи.Information support of such wells during their construction and further operation is a complex problem due to technical difficulties in the delivery of geophysical instruments to horizontal sections of wells. The cable performs a load-bearing and pushing role, and is also an information communication channel.

Технической задачей изобретения является разработка конструкций геофизического кабеля с повышенной осевой жесткостью для использования их в наклонных и горизонтальных скважинах.An object of the invention is the development of geophysical cable structures with increased axial rigidity for use in deviated and horizontal wells.

Известен геофизический кабель для исследования наклонных и горизонтальных скважин, состоящий из 3-7 токоведущих жил, покрытых двумя или тремя парами слоев брони с противоположно направленными повивами проволок в каждом слое, при этом вторая и третья пары слоев брони изготовлены из проволоки, диаметр которой в 1,3-2,5 раза больше диаметра проволок первой пары слоев брони, а поверх каждой пары нанесено под давлением покрытие из пластического клеящего материала, заполняющего промежутки между проволоками брони, и внешний диаметр кабеля прокалиброван по всей длине в диапазоне 15-32 мм. Диаметр нижней части кабеля равен 28-32 мм, диаметр средней части - 22-23 мм, а верхняя часть имеет диаметр 15-18 мм, при этом кабель имеет одинаковую разрывную прочность по всей длине за счет сохранения постоянного Known geophysical cable for the study of inclined and horizontal wells, consisting of 3-7 current-carrying veins, covered with two or three pairs of armor layers with oppositely directed coils of wires in each layer, while the second and third pairs of armor layers are made of wire, the diameter of which is 1 , 3-2.5 times the diameter of the wires of the first pair of layers of the armor, and on top of each pair is applied under pressure a coating of plastic adhesive material that fills the gaps between the wires of the armor, and the outer diameter of the cable is calcined cut over the entire length in the range of 15-32 mm. The diameter of the lower part of the cable is 28-32 mm, the diameter of the middle part is 22-23 mm, and the upper part has a diameter of 15-18 mm, while the cable has the same tensile strength along the entire length by maintaining a constant

количества и диаметра проволок в слоях повива брони, а изменение диаметра кабеля обеспечено наличием или отсутствием промежуточных оболочек из пластического материала между парами слоев брони и изменением шага повива брони (патент РФ №2105326, 1997, G01V 1/40, 3/18).the number and diameter of wires in the layers of armor coils, and the change in the diameter of the cable is provided by the presence or absence of intermediate shells of plastic material between the pairs of layers of armor and the change in pitch of coils of armor (RF patent No. 2105326, 1997, G01V 1/40, 3/18).

Недостатком конструкции данного кабеля является сложность изготовления слоев брони из-за большого количества проволок в каждом слое, приводящего к неравномерному натяжению свиваемых проволок при свивке слоя, и, соответственно, к преждевременному выходу их из строя. Кроме того, нанесение промежуточных слоев из пластического материала повышает число технологических операций при производстве кабеля, не увеличивая в должной мере осевую жесткость кабеля в целом.The design drawback of this cable is the difficulty in manufacturing the armor layers due to the large number of wires in each layer, leading to uneven tension of the twisted wires during laydown, and, accordingly, to premature failure of them. In addition, the application of intermediate layers of plastic material increases the number of technological operations in the production of cable, without properly increasing the axial rigidity of the cable as a whole.

Известен геофизический кабель для исследования наклонных и горизонтальных скважин, состоящий из токопроводящих жил с электрической изоляцией каждой жилы, многослойных повивов брони кабеля. Каждая жила выполнена бронированной. Промежутки между бронированными жилами и центральная часть кабеля заполнена проволоками. Бронированные жилы и проволоки заполнения свиты между собой (патент РФ №2248594, 2003, G01V 3/18, 1/40, H01В 7/18). Принят за прототип.Known geophysical cable for the study of deviated and horizontal wells, consisting of conductive conductors with electrical insulation of each core, multi-layer coils of armor cable. Each core is made armored. The gaps between the armored cores and the central part of the cable are filled with wires. Armored cores and filling wire are suites (patent RF №2248594, 2003, G01V 3/18, 1/40, H01B 7/18). Adopted for the prototype.

Основной недостаток данной конструкции состоит в том, использование круглой проволоки в качестве брони приводит к появлению значительных пустот между проволоками, а это влечет снижение разрывного усилия и, следовательно, уменьшает осевую жесткость кабеля. Кроме того, касание проволок между слоями в данной конструкции происходит по отдельным точкам, что приводит к снижению осевой жесткости кабеля, и большим контактным напряжениям, ведущим к быстрому износу поверхности проволок и преждевременному выходу кабеля из строя.The main disadvantage of this design is that the use of round wire as an armor leads to the appearance of significant voids between the wires, and this entails a reduction in breaking strength and, therefore, reduces the axial stiffness of the cable. In addition, the contact of the wires between the layers in this design occurs at individual points, which leads to a decrease in the axial stiffness of the cable, and large contact stresses leading to rapid wear of the surface of the wires and premature failure of the cable.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение осевой жесткости кабеля и повышение эффективности его использования при исследовании скважин различных конструкций.The technical result of the claimed invention is to increase the axial stiffness of the cable and increase the efficiency of its use in the study of wells of various designs.

Технический результат достигается тем, что броня кабеля выполнена из плющеной ленты повышенной прочности на уровне 1300-1800 Н/м², имеющей соотношение ширины ленты к ее толщине равной 2,0÷5,0.The technical result is achieved by the fact that the cable armor is made of flattened tape of increased strength at the level of 1300-1800 N / m ² having a ratio of the width of the tape to its thickness equal to 2.0 ÷ 5.0.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Три и более токопроводящие жилы 1 с наложенными слоями электроизоляционного материала и брони 2 из стальной круглой проволоки скручивают между собой. В процессе скрутки токопроводящих жил 1 одновременно укладывают центральное и междужильное заполнения 3 из стальной круглой проволоки или проволок фасонного сечения.Three or more conductive conductors 1 with superimposed layers of electrical insulating material and armor 2 made of steel round wire are twisted together. In the process of twisting the conductive conductors 1 at the same time lay the central and inter-core filling 3 of steel round wire or shaped wires.

Поверх скрученных бронированных токопроводящих жил и проволок заполнения наложена смазка (полимер) под давлением с целью заполнения всех пустот скрученной токопроводящей части кабеля. Затем на скрученную бронированную токопроводящую часть накладывают броню 4, выполненную из двух и более слоев стальной оцинкованной плющеной ленты. Направление свивки слоев брони кабеля необходимо чередовать.Over twisted armored conductive conductors and filling wires superimposed grease (polymer) under pressure in order to fill all the voids of the twisted conductive part of the cable. Then, armor 4 made of two or more layers of steel galvanized flattened tape is applied to the twisted armored conductive part. The lay direction of the cable armor layers must be alternated.

Как видно из приведенного чертежа и описания, предлагаемое изобретение и прототип имеют следующие общие черты:As can be seen from the drawing and description, the invention and prototype have the following common features:

- бронирование токопроводящих жил;- Reservation of conductive conductors;

- заполнение междужильного пространства и центральной части проволоками;- filling the inter-core space and the central part with wires;

- бронированные жилы и проволоки заполнения свиты между собой.- armored cores and filling wire suites among themselves.

Для повышения осевой жесткости кабеля в качестве брони кабеля вместо круглой проволоки используется плющеная лента повышенной прочности на уровне 1300-2000 Н/м² с размерами ширины к толщине To increase the axial stiffness of the cable, instead of a round wire, a flattened tape of increased strength at the level of 1300-2000 N / m ² with width to thickness is used as cable armor

равной 2,0÷5,0. Применение плющеной ленты обеспечивает следующие преимущества по сравнению с круглой проволокой, используемой в прототипе:equal to 2.0 ÷ 5.0. The use of flattened tape provides the following advantages compared to the round wire used in the prototype:

- повышается коэффициент заполнения металлом сечения кабеля на 15-20% за счет уменьшения площади пустых участков между проволоками как в местах касания смежных слоев брони кабеля, так и снаружи их;- increases the fill factor of the cable cross-section by metal by 15-20% by reducing the area of empty sections between the wires both at the points of contact of adjacent layers of the cable armor and outside them;

- повышается площадь контакта слоев брони кабеля между собой, она становится плоскостной, что приводит к увеличению совместимости работы всех слоев между собой, в сравнении с кабелем, имеющим в качестве брони круглые проволоки, где контакт осуществляется по точкам.- the contact area of the layers of the armor of the cable increases, it becomes flat, which leads to an increase in the compatibility of all layers with each other, in comparison with a cable having round wires as armor, where the contact is made on points.

Эти преимущества обеспечивают повышение осевой жесткости на 20-25%.These advantages provide an increase in axial stiffness of 20-25%.

Применение плющеной ленты повышенной прочности на уровне 1300-1800 Н/м² позволяет придать кабелю максимальное значение осевой сжимающей силы, определяемой путем сжатия кабеля длиной 0,5-0,6 м и доведения его из прямого положения в криволинейное. Понижение предела прочности ленты менее 1300 Н/м² приводит к резкому уменьшению осевого усилия, а повышение выше 1800 Н/м² - не дает желаемого результата.The use of flattened tape of increased strength at the level of 1300-1800 N / m ² allows you to give the cable the maximum value of the axial compressive force, determined by compressing the cable with a length of 0.5-0.6 m and bringing it from a straight position to curved. Lowering the tensile strength of the tape less than 1300 N / m ² leads to a sharp decrease in axial force, and an increase above 1800 N / m ² does not give the desired result.

Применение плющеной ленты размерами, определяемыми соотношением ширины ленты к ее толщине равной 2,0÷5,0 позволяет получить оптимальное значение коэффициента заполнения кабеля металлом на уровне 0,95-0,97, в сравнении с коэффициентом заполнения кабеля с броней из круглой проволоки равным 0,8-0,85.The use of flattened tape with dimensions determined by the ratio of the width of the tape to its thickness equal to 2.0 ÷ 5.0 allows you to get the optimal value of the fill factor of the cable with metal at the level of 0.95-0.97, in comparison with the fill factor of the cable with round wire armor equal to 0.8-0.85.

Таким образом, применение плющеной ленты повышенной прочности и определенных размеров существенно увеличивает жесткость периферийной части кабеля и осевую жесткость кабеля в целом.Thus, the use of flattened tape of increased strength and certain dimensions significantly increases the rigidity of the peripheral part of the cable and the axial rigidity of the cable as a whole.

Изготовление плющеной ленты не вызывает особых трудностей и осуществляется путем обжатия (плющения) исходной круглой проволоки на плющильных станах на ряде сталепроволочных заводов России. Технология изготовления плющеной ленты отработана в условиях ООО НПЦ «Гальва».The manufacture of flattened tape does not cause any particular difficulties and is carried out by crimping (flattening) the original round wire on flattening mills in a number of steel plants in Russia. The technology for manufacturing flattened tape was tested under the conditions of LLC Galv Scientific Production Center.

Изобретение реализовано на опытном образце кабеля следующей конструкции.The invention is implemented on a prototype cable of the following design.

Токопроводящую жилу изготовили из 7 медных проволок диаметром 0,37 мм путем свивки с шагом свивки равным 13 диаметрам жилы и левым направлением. Полипропиленовую изоляцию толщиной 1,5 мм наложили на экструдере. Броню токопроводящей жилы свили из круглых оцинкованных проволок диаметром 0,9 мм и шагом свивки равным 7,5 диаметрам бронированной жилы. Три бронированные токопроводящие жилы, три проволоки заполнения диаметром 2,5 мм и одну центральную проволоку диаметром 1,0 мм свили между собой с шагом свивки, равным 12 диаметрам свитого полуфабриката. Поверх скрученной токопроводящей части в процессе свивки наложили смазочный состав под давлением для предохранения внутренней части кабеля от коррозии.The conductive core was made of 7 copper wires with a diameter of 0.37 mm by stranding with a strand pitch equal to 13 core diameters and the left direction. 1.5 mm thick polypropylene insulation was applied to the extruder. The armor of the conductive core was made of round galvanized wires with a diameter of 0.9 mm and a pitch of twist equal to 7.5 diameters of the armored core. Three armored conductive conductors, three filling wires with a diameter of 2.5 mm and one central wire with a diameter of 1.0 mm were twisted together with a twist step equal to 12 diameters of the twisted semi-finished product. During twisting, a lubricant composition was applied over the twisted conductive part under pressure to protect the inside of the cable from corrosion.

Поверх токопроводящей части наложили два слоя брони из плющеной ленты размером 2,5×5,0 мм, где ширина ленты равна 5,0 мм, а толщина - 2,5 мм, с шагом свивки, равным 7,5 диаметрам повива. Направление внутреннего повива - правое, наружного - левое. Предел прочности ленты соответствует 1450 Н/м², а соотношение ширины ленты к толщине равно 2, что соответствует указанным в формуле изобретения значениям.On top of the conductive part, two layers of armor made of flattened tape 2.5 × 5.0 mm in size were applied, where the width of the tape is 5.0 mm and the thickness is 2.5 mm, with a twist pitch of 7.5 winding diameters. The direction of the inner layer is right, the outside is left. The tensile strength of the tape corresponds to 1450 N / m ² and the ratio of the width of the tape to the thickness is 2, which corresponds to the values indicated in the claims.

Испытания опытного образца кабеля длиной 50 см на сжатие показали, что осевая жесткость кабеля заявленной конструкции на 22% выше осевой жесткости кабеля, изготовленного из круглой проволоки по изобретению - прототипу за №2248594.Compression tests of a cable prototype of a length of 50 cm showed that the axial stiffness of the cable of the claimed design is 22% higher than the axial stiffness of a cable made from a round wire according to the invention - prototype No. 2248594.

Claims

Geophysical armored cable of increased axial rigidity for the study of deviated and horizontal wells, consisting of three or more armored conductive conductors twisted together, filling wires and two or more layers of armor cable, characterized in that the armor of the cable is made of flattened tape of increased strength at a level 1300-1800 N / mm ² having a width to thickness ratio of 2.0 to 5.0.