Кабельная линия Советский патент 1993 года по МПК H02G1/10 H02G9/12 

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к геофизическим кабелям для исследования сверхглубоких (более 8 километров) скважин, предназначенным для спуска-подъема скважинной электромеханической аппаратуры и перфораторов и передачи сигналов к наземной регистрирующей аппаратуре.

В свете изложенного .целью изобретения является повышение надежности всей кабельной линии, оснащенной плавучестя- ми, при одновременном упрощении обслуживания во время спусков и подъемов ее в сверхглубоких скважинах.

На фиг. 1 изображен быстросьемный поплавок кабельной линии для каротажно- перфораторных работ в сверхглубоких скважинах, включающий верхнюю ниппельную 1 и нижнюю муфтовую 2 части, разрезную эластичную втулку 3, пружинный фиксатор.4

и металлические армирующие стаканы 5. Устройство поплавка изображено в позиции фиксирования его на кабельной линии 6.

На фиг. 2 изображен общий вид быстро- съемного поплавка в положении фиксирования его на кабельной линии.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. Кабель геофизический трех- жильный КГЗ-78-250, имеющий разрывную прочность 7950 кг, способный выдерживать скважинную температуру до 250°С и гидростатическое давление до 150 МПа, согласно заводской технической характеристике может быть использован для проведения электрометрических работ до глубины 7000 м.

Между тем по термо- и баростойкости этот кабель можно было эксплуатировать при осуществлении каротажных работ в Кольской сверхглубокой скважине СГ-3 на глубинах соответственно до 15000 м и 13636 м (текущий - на дату составления дачного

(/)

С

оо

со

х|

Ј ГО

СА

описания забой скважины СГ-3 равен 12261

м). . . ..

Наиболее полная реализация на этом объекте электротехнического потенциала названного кабеля возможна в форме изложенного выше устройства кабельной линии, содержащей равномерно распределенные по длине кабеля плавучести в виде установленных с возможностью съема поплавков. При этом для предотвращения прихвата или заклинки поплавков, возможных в кавернозном открытом стволе скважины (имеющем номинальный диаметр 215,9 мм), поплавками оснащается только верхняя часть кабельной линии, которая ходит внутри промежуточной обсадной колонны диаметром 245 мм, спущенной на СГ-3 до отметки 8772 м.

В связи с тем., что геофизическая сква- жинная аппаратура составляет незначительную часть нагрузки в сравнении с собственным весом кабельной линии, условимся считать, что вес этой аппаратуры представлен в форме веса некоей приведенной длины нижней части упомянутого кабеля, не снабженного плавучестям.

Вес в воздухе одного погонного метра и средняя плотность кабеля КГЗ-78-250 равны соответственно 0,671 кг и 4300 кг/м .

Допустим, что при бурении скважины СГ-3 промывка осуществляется буровым раствором плотностью 1300 кг/м3.

Максимально допустимую (по критерию разрывной прочности (Р) грузонесущих элементов) ДЛИНУ ПОДВеСКИ (t-доп.) ВЗЯТОГО ДЛЯ

примера грузонесущего кабеля определяем по формуле:

идоп.:

„(.-Ј

где, помимо упомянутых показателей:

ур- плотность бурового раствора, рае ная 1300 кг/м3;

уь - средняя плотность кабеля КГЗ-78-250, равная 4300 кг/м3;

К - коэффициент запаса прочности на разрыв нижней части кабеля, эксплуатируемой в незакрепленном интервале ствола скважины СГ-3; принят равным 2,5.

7950

-доп.

2,5.0,671()

-6790 м

Согласно заводской технической характеристике кабеля геофизического трехжиль- ного КГЗ-78-250 диапазон его

использования ограничен в пределах протяженности стволов скважин до 7000 м.

Длина кабельной линии, которую необходимо полностью разгрузить от собственного веса во время цикла проведения электрометрических работ в Кольской сверхглубокой скважине СГ-3 (при ее текущем забое 12261 м) равна 12261-7000 5261 м

Это значит, что, по достижении глубинной геофизической аппаратурой (комплектом.зондов, контейнером и т.п) забоя скважины, вся секция кабельной линии, снабженная закрепленными на ней поплавками. находится внутри 245-мм промежуточной обсадной колонны.

Геометрические размеры одного поплавка определяются его заданной грузоподъемностью, плотностью материала

элемента, создающего плавучесть, а также массой и габаритами металлических крепежных деталей.

Допустим, что поплавковый элемент изготовлен из сферопластйка ЭДС-ВП плот1

ностью 645 кг/м3. Тогда при заданной грузоподъемности одного поплавка 17 кг и массе его крепежных дюралевых деталей 3 кг потребный объем (Vn) материала пониженной плотности равен

/ - 20.0 on g з Vn 1.3-0.645 30|5дм

Вес материала пониженной плотности равен:

0,645 30,5 19,7 кг Вес в воздухе одного поплавка в сборе равен:

19,7+3,,7 кг

Исходя из того обстоятельства, что минимальный внутренний диаметр 245-мм промежуточной обсадной колонны равен 221 мм, диаметр поплавка (Dn) принимаем равным 170мм.

С учетом объема сквозного лаза для размещения каротажного кабеля диаметром 14,1 мм и сквозной щели, проходящей вдоль всего поплавка, расчетная длина его равна 1425мм.

Вес одного погонного метра кабеля КГЗ-78-250 в буровом растворе плотностью 1300 кг/м3 равен:

°-671 () 468кг

Это означает, что каждый поплавок разгрузит секцию кабеля длиной

17.0- OR 3 м 0,448 Jbl /

Количество поплавков, необходимое для полной разгрузки верхней части кафельной линии длиной 5241 м равно:5

Таким образом, благодаря установке на верхней части кабельной линии 145 поплавков описанной выше конструкции представляется возможность увеличить максимально допустимую длину, подвески кабеля геофизического КГЗ-78-250 (при ука- занных конкретных условиях его применения) до глубины 12261 м (то есть на 75 процентов превысить максимально допустимую длину подвески кабеля этого типа в буровой скважине)..

Приведенный расчет демонстрирует технологическую эффективность предложенного устройства кабельной линии, содержащей равномерно распределенные по всей длине (или по части длины) кабеля пла- вучести в виде установленных с возможностью съема поплавков. При этом обеспечивается возможность качественного выполнения всего комплекса глубинных электрометрических исследований при де- фиците грузоподъемности серийных каротажных кабелей, зачастую обладающих значительными невостребуемыми резервами по критериям термо- и баростойкостй.

Что касается экономической эффектна- ности описанного изобретения, то она естественно является следствием возможности более чем кратного увеличения максимально допустимой длины подвески серийных грузонесущих геофизических кабелей в сверхглубоких скважинах.

Формула изобретения 1. Кабельная линия, содержащая равномерно распределенные по длине кабеля плавучести в виде установленных с возмож- ностью съема поплавков, выполненных из материала с положительной плавучестью в

жидкости, в которой эксплуатируется кабельная линия, и имеющих форму втулки, состоящей из двух частей, в каждой из которых выполнен открытый продольный паз, образующий при сочленении с ответной частью центральный канал для размещения кабеля, средства фиксации частей поплавка в сочлененном положении и средства фиксации поплавка на кабеле, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности при одновременном упрощении обслуживания при работе кабельной линии в сверхглубоких скважинах, поплавок выполнен разъемным в поперечном направлении из соединенных на резьбе муфтовой и ниппельной частей, часть открытого паза в каждой из которых образована радиальной прорезью, имеющей ширину не менее диаметра центрального канала, причем в сочлененном положении радиальные прорези частей расположены со смещением одной относительно другой, при этом средства фиксации поплавка на кабеле выполнены в виде разрезной втулки из эластичного материала, зажатой между основанием отверстия муфтовой части и торцом выступа ниппельной части.

2.Линия по п. 1,отличающаяся тем, что сопрягаемые поверхности отверстия муфтовой части и выступа ниппельной части выполнены сужающимися в направлении ввода с тремя ступенями, средняя из которых имеет коническую форму с резьбой, а крайние - цилиндрическую, на крайней ступени большего диаметра муфтовой части выполнены диаметрально расположенные радиальные отверстия, при этом средства фиксации части поплавка в сочлененном положении выполнены в виде подпружиненного фиксатора, установленного в одном из отверстий муфтовой части и соосно расположенном радиальном отверстии, выполненном в ниппельной части.

3.Линия по п. 2, отличающаяся тем, что отверстия муфтовой части выполнены с возможностью размещения в них концов рычагов.

Редактор

I

Риг.1.fu i.Z

Составитель Л.Шадринs-

Техред М.Моргентал..Корректор Т.Вашкович

1831742

Ј

I

Сущность изобретения: кабельная линия содержит равномерно распределенные по длине кабеля поплавки, установленные с возможностью съема. Каждый поплавок включает соединенные на резьбе верхнюю ниппельную и нижнюю муфтовую части, имеющие каждая радиальную прорезь с шириной не менее диаметра центрального канала, в котором размещен кабель. Части поплавка фиксируются в сочлененном положении одна относительно другой с помощью пружинного фиксатора, а на кабеле - с помощью разрезной втулки из эластичного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.