Грузонесущий кабель для работы в буровом растворе сверхглубоких скважин Советский патент 1993 года по МПК H01B7/18 

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к геофизическим кабелям для исследования сверхглубоких скважин, предназначенным для спуска-подъема скважинной электометрической аппаратуры и перфораторов и передачи сигналов к наземной регистрирующей аппаратуре.

Целью изобретения является увеличение рабочей длины кабеля путем уменьшения его удельного веса в буровом растворе скважины.

На фиг. 1 изображена схема пространственного расположения грузонесущего кабеля для работы в буровом растворе сверхглубоких скважин во время проведения спуска-подъема его в скважине, общий вид. В скважину 1 спущен электрометрический прибор 2. С барабана каротажно-перфораторного подъемника 3 грузонесущий кабель 4 опускается в скважину, огибая мерный ролик 5 и ролик блока-баланса 6.

На фиг. 2 изображены сечения грузоне сущего кабеля для работы в буровом растворе сверхглубоких скважин: а - шлангового кабеля; б - оплеточного кабеля; в - бронированного одножильного кабеля; г - бронированного трехжильного кабеля.

Шланговый и оплеточный кабели (фиг. 2, а и б) включают конструктивные элементы: проволоки жил 1, изоляцию жил 2, оплетку жил 3, заполнитель 4, верхнюю оплетку 5, резиновый шланг 6, цилиндрические элементы 7, выполненные из материала с плотностью ниже плотности раствора, дополнительную защитную эластичную Оболочку 8.

Бронированные одножильный и трех- жильный кабели (фиг. 2, в и г) включают конструктивные элементы: проволоки жил 9, изоляцию жил 10, оплетку жил 11, резиновый шланг 12. цилиндрические элементы 13, выполненные из материала с плотностью ниже плотности раствора, дополнительную защитную эластичную оболочку 14 и заполнитель 15.

Изобретение осуществляется следующим образом. Поскольку дополнительные детали кабеля - цилиндрические элементы из материала низкой плотности и наружная защитная эластичная (резиновая) оболочка

3

00

00

М

увеличивает его диаметр, соответствующим образом изменяются диаметр и вместимость барабана каротажно-перфораторного подъемника, диаметры и габариты опорных элементов мерного ролика и подвесного блока-баланса.

Описанный выше грузонесущий кабель спускают в скважину, заполненную буровым раствором, в обычном порядке. Благодаря наличию в конструкции кабеля цилиндрических элементов, выполненных из материала с,плотностью ниже плотности раствора, снижается приведенная плотность всей компоновки кабеля. В результате этого вес грузонесущего кабеля,погруженного в буровой раствор сверхглубокой скважины, в значительной степени компенсируется за счет повышения его плавучести.

Рассмотрим практический пример расчета подвески описанного грузонесущего кабеля, изготовленного на основе кабеля КГЗ-78-250-геофизического трехжильного, имеющего разрывную прочность 7950 кг, способного выдерживать скважинную температуру до 250°С, спущенного в сверхглубокую скважину, заполненную буровым раствором плотностью 1300 кг/м .

Грузонесущий кабель для работы в буровом растворе сверхглубоких скважин, изготовленный на основе кабеля КГЗ-78-250, снабжен дополнительным покрытием, представленным цилиндрическими элементами, выполненными из материала - сфе- ропластика ЭДС-ВП плотностью 645 кг/м3. Толщина оценки цилиндрического элемента 4 мм. Толщина стенки наружной защитной эластичной оболочки кабеля (изготовленной из резины средней жесткости плотностью 1150 кг/м ) равна 2,5 мм.

Диаметр кабеля КГЗ-78-250 равен 14,1 мм. Диаметр кабеля с дополнительным облегчающим покрытием равен

14,1 +8,0 22,1 мм

Масса и объем 1 метра кабеля КГЗ-78- 250 равны соответственно 0,671 кг и 0,156 дм3..

Объем 1 метра дополнительного облегчающего покрытия равен

0,785 (0,,1412) 10,0 0,2269 дм3

Масса 1 метра этого покрытия равна

0,645 0,2269 0,1463 кг

Объем 1 м защитной резиновой оболочки равен .

0.785 (0,2712-0.2212) 10.0 0,1931 дм3

Масса 1 метра этой оболочки равна

1,1500,931 0,222 кг

Один погонный метр грузонесущего кабеля с дополнительным облегчающим покрытием и защитной резиновой оболочкой имеет:

- массу q 0,671+0,146 + 0,222 1,039 кг

- объем v 0,156 + 0,227 + 0,193 0,576 Дм3

1 039

- приведенную плотность укп Х ё-ie . . . , 0,576 1,804 кг/дм3 (1804 кг/м3).

Допустимую (по критерию разрывной прочности грузонесущих элементов) длину подвески взятого для примера грузонесуще- го кабеля с дополнительным облегчающим покрытием и защитной эластичной (резиновой) оболочкой в сверхглубокой скважине, заполненной буровым раствором, можно определить по формуле: Р

L-дрп

K-q(1

Укп;

где Р - разрывная прочность грузонесущих элементов кабеля, равная 7950 кг;

ур - плотность бурового раствора, равная 1300 кг/м3;

К - коэффициент запаса прочности кабеля на разрыв (у блока-баланса), принятый равным 2,0. .

-доп :

7950

2,0.1,039(1-)

13693м

«13700м

При К 1,5 , 18257м «18260м.

Таким образом, грузонесущий кабель для работы в буровом растворе сверхглубоких скважин, снабженный дополнительным облегчающим покрытием и защитной эластичной (резиновой) оболочкой, обладает более

широким диапазоном использования при проведении электрометрических работ на глубинах до 13700-18260 м в пределах допустимых теплостойкости до 250°С и баро- стойкости до 150 МПа аналога - базового

кабеля геофизического КГЗ-78-250 (по сравнению с допустимой длиной его подвески, равной 7000 м).

Формул а изобретения Грузонесущий кабель для работы в буровом растворе сверхглубоких, скважин, содержащий сердечник и защитную оболочку, отличающийся тем, что, с целью увеличения рабочей длины кабеля путем уменьшения его ееса в буровом растворе

скважины, между сердечником и оболочкой расположены цилиндрические элементы, выполненные из материала с плотностью ниже плотности раствора.

Редактор Н.Коляда

#иг.2.

Составитель Л.Шадрин Техред М.МоргенталКорректор С.Лисина

Использование: для передачи электрической энергии к погружным двигателям, работающим в сверхглубоких скважинах. Сущность изобретения: с целью увеличения длины кабеля путем уменьшения его удельного веса между сердечником и оболочкой помещаются цилиндрические элементы из материала с плотностью ниже плотности раствора.2 ил.