Грузонесущий геофизический кабель для сверхглубоких скважин Советский патент 1980 года по МПК H01B7/17 H01B7/22 

Изобретение, относится к кабельной х технике, е частности к геофизическим кабелям для исследования сверхглубоких (б лее 8км)скважин,предназначенным для спу ка-подьема скважинкой аппаратуры и пёредачи сигналов от этой аппаратуры к наземной. Известны грузетгесущйе кйбели, содержащие сердечник с токопроводящими изолированными жилами, подушку под брсйю и грузонесущуй броню состоящую из одного или нескольких поврвов сталь- -НОЙ проволоки. Повавы брони вьшолнёны по всей длине одинакового сечеиия, рассчитанного на максимальные нагрузки, которые возникают в верхней части кабеля - у устьй скважины 1. Недостатком известных кабелей является большой вес за счет завышенного запаса прочности в нижней части кабеля. В-связи с этим, создание кабелей для сверхглубоких скважин становится практически невозможным, так как для скважин 12,5 км и более собственный вес кабеля превышает допустимые нагрузки . к сечению кабеля у устья скважины. Известен также кабель, содержащий сердечник из изолированных жил, подушку под броней, ступенчатую по длине броню с постепенным уменьшением сечения и с одинаковым шагом наложения про волок в повивах брони. Стальные проволоки брони заменяются проволоками из алюминия илк магниевых сплавбв, либо пластмассовыми жгутами, при этрмсоединение стальных проволок и проволок из легкого металла производится с помощью сварки, а пласт массовых жгутов в ходе свивки путем защемления в ни сележащем слое 2j. Недостатком известного кабеля является сложность конструкции из-за испояь- зования в грузшесущей броне, кроме стальных проволок, проволок из цветньк металлов или пластмассовых жгутов. Кроме того, сложна технология изготовления многослойной брони из различных материалов с защемлением концов в нижёлёжащие слои, при этом такое защ&м- .ление концов имеет низкую надежность в эксплуатации.

Цель изобретения - упрощение коиструкцйИ, повышение технологичггостн из-. готовлёния и надежности работы кабеля.

Поставленная цель достигается тем, что каждая последующая ступень брони вьтолнена из проволок меньшего диаметра, нййбженных в повив в количестве, Достаточном для заполнения зазоров, об- разующихся в повиве при уменьшении диаметра проволоки, а каждая избыточ. ная проволока в последующей ступени в паре со смежной проволокой этой ступени соединена с одной проволокой предьшущей ступени, при этом указанные соединения по периметру кабеля выпоп- нень вразгон.

Дополнительное отличие заключается в том, что диаметр проволок каждой последующей ступени выбран в пределах 0,70-,92 диаметра предьшущей,

На фиг. 1 .изображен кабель со ступенчатой броней; на ф1гг.2 - верхняя ступень, разрез А-А на фиг.1: на фнг.З последующая ступень, разрез Б-Б на . Ij на фиг.4 - сварное соедштение Проволок соседних ступеней в зоне перврго стьпса, разрез В-В на фиг.1;на фкг,сварное соединение одной проволоки предыдущей ступени брони к одной проволоке последующей ступени брони; на фиг.6сварное соединение одной проволоки предыдущей ступени брони и двум пров.олокампоследующей ступени брони на фиг.7выполнение скосов и подгиба конца про-. волок -для стыковбй сварки двух проволок брши к одной.

Грузонесущкй геофизический кабель . для сверхглубоких скважда содержит сердечник 1 из изолированньгх токопроводящих жил 2, подушку под броню- 3, двухПЪвивную ступенчатую проволочную броню со ступенями 4,5,6,7 и 8, Диаметр проволок бройи каждой пследующей (нижней) ступени составляет О,7-0,92 диа метра проволок предыдущей (верхней) ступени брони, поэтому количество про волок в каждой последующей ступени бро ни больще количества проводок-каждой предыдущей ступени броти так как проволоки всех степеней грузонесущей бреши накладьюаю ся на один и тот же сердечник, имеющий по всей длине одинаковый диаметр. Количество проволок в каждой последующей ступени брони берется таким, чтобы они, размещаясь на сердечнике кабеля с тем же шагом, что и предьшущая ступень.

покрыли всю поверхность сердечника кабеля в первом повиве и всю поверхность первого повива - во втором. Проволоки 9 каждого повива брони ступени 4 соединены с проволоками 10 соответствующего повива брони ступени 5. Каждая проволока 9 ступени 4 соединена встык сваркой с одной или двумя проволоками 10 ступени 5; Таким же образом соединены проволоки всех ступеней 5,6,7 и St. Для соединения одной проволоки 9 к двум проволокам, 10 на концах последних выполнены скосы 11, которые в соединении прилегазот друг к Другу, а тюрцы проволок 10 образуют поверхность, близкую к окружности, площадь которой примерно равна площаДи проволоки 9. Вследствие того, что все сварные стыки проволок расположены вразгон, переходы от одной ступени к другой получаются плавные, в виде конуса, длина которого, например для кабеля диаметром 14мм достигает 18- 2.4м,

Кабель работает следующим образом.

К последней ступени 8 брони кабеля гаодсоед1шяют грузонесущие элементы геофизической аппаратуры, а электрическую ее часть - к токопроводящим жилам 2 сердечника 1 кабеля и опускают в скважину. По мере опускания кабеля в скваж шу нагрузка на сечение кабеля у устья скважины Постепенно возрастает вследствие увеличения длины кабеля, опущенной в скважину. Эта нагрузка может изменяться от 0,2 тс (вес аппаратуры) до 18-20 т.с (вес 15 км кабеля). По мере увеличения нагрузки на сечение кабеля у устья скважины, в скважину подаются ступени брони кабеля.

Диаметр проволоки брони каждой опущенной в скважину ступени составляет 0,7-0,92 диаметра проволок ступени у устья скважины. Таким образом, увеличение нагрузки в сечении брони кабеля у устья скважины, по мере опускания его в скважину, компенсируется, постепенньнл увеличением сечения проволок брони ступеней кабеля.

Вьтолненньй таким образом геофизический грузонесущий кабель длиной 12,515 км имеет на 25-50% меньший вес при большем запасе прочности, по сравнеиию с используемым кабелем неступенча- той конструкции.

Предлагаемая конструкции кабеля для сверхглубоких сжважин с двухслойной ступенчатой броней может изготовляться на существующем кабельном оборудовании и способна обеспечить в сверхглубоких

св:важинах при проведении геофизических .исследований значительно большую надежность.

Фор.мула изобретения

1. Г узсжесущий геофизический кабель для сверхглубоких скважин, содержащий сердечник из изолированных жил, подушку, ступенчатую по длине броню с постепенным -уменьшением сечения и с одинаковьгм шагом наложения проволок в повивах бронк, отличающийся тем, что, с целью угфощения конструкций} повышения технологичности и надежности его работы, каждая последующая ступень брони выполнена из проволок меньшего диаметра, наложенных в повнв в количестве, достаточном для заполнения зазоров, образующихся в повиве при уменьшений диаметра проволоки, а каждая избыточ-1Ф11гг.1

нал проволока в пос пёдующей ступени в паре со смежной проволокой этой ступени соединена с одной проволокой предыдущей ступени-, при этом указанные соединения по периметру кабеля выполнены вразгон.

2. Кабель по п. 1, отличающийся, тем, что диаметр проволок каждой послеДунлцей ступени выбран в пределах 0,7-0,92 диаметра проволок предьшущей ступени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 127713, кл. 21, с 3/01.

2.Разработка грузонесущего элемента одно- и трехжильного каротажных., кабелей для исследования сверхглубоких скважин. Отчет по НИР № 944-45 Одесского политехнического института, 1973.

АА

/;

Фиг.З

781981

Q-8

10

Ю

Фиг.

Фт.5

: