Способ сращивания отрезков бронированных каротажных кабелей Советский патент 1982 года по МПК G01V13/00 

1

Изобретение относится к средствам для геофизических исследований скважин, а именно к технологии сращивания и ремонте бронированных каротажных кабелей.

Известен способ срашивания бронированных кабелей, в которил с целью повы шения разрывной прочности свариваемых стыков отрезков кабелей в промежутки между встречными концами проволок бро- ,д ни приваривают проволочную вставку, подобранную по прочности и профилирова ную таким образом, что разрывная прочность ее в тонкой части не выше разры&ной прочности проволок брони в местах (5 сварки, а допустимое абсолютное удлинение вставки превышает абсолютное удлинение провблок целой брони не менее, чем на величину упругого скольжения сваренных стыков при предельных нагрузках на ка- го беле, причем вставки располагают так, что расстояние между сменными вставками равно или больше удвоенной величины участков проволоки брони у мест сварки.

При этом прочность сращенного участка составляет 70 - 75% от прочности целого кабеля 1}.

Наиболее бл1%9ким по технической сущности к предлагаемому является способ срешивания от езков бронированных каротажных кабелей, закгаочаюшийся в подготовке брони, последующем соединении токопроводящих жил и проволок брони, укладке бровв, при этом уча спей соединения проволок брони верхнего и нижнего повивов разносят по длине сращиваемого участка кабеля. По этому способу проволежи наружного повива брони последовательно по одной обрезают так, чтобы каждая последующая проволока была короче предыдущей на 2ОО мм. Проволоки внутреннего слоя брони обрезают так, чтобы каждая последующая проволока была короче предыдущей на 100 мм. Средние проволоки обрезают так, чтобы место вх стыка не попало ва изоляцию жвлы на сростке. Жипы соединяют ц язоляруют. Соединяя броню, вначале укладьшают проволоки внутреннего повива, плотно одна к другой начиная укладку болеекоротких проволок, затем более длинных. Этот способ позволяет получить соединение кабелей без заметного утолщения 2.

Однако это соединение обладает прочностью 70 - 75% от прочности целого кабеля и малой долговечностью, т. е. сращенный участок расплетается.

При работе требуется большая проч- ность сростка для того, чтобы срашенный кабель выдержал нагрузки при спускоподъемных операциях в глубоких и сверхглубоких скважинах.

Цель изобретения - повышение разры& ной прочности кабеля.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе сращения oivрезков бронированных каротажных кабе.лей, заключающемся в подготовке брони, последующем соединении токопроводггщих жил и укладке проволок брони, при этом участки соединения проволок брони верхнего и нижнего повивов разносят по длине сращиваемого участка, стыки соединения проволок брони разносят между собой на расстоянии не менее 4-5 шагов повива проволок, определяемое по формуле Эйлера ,

T-te

где Т - сила, действующая на проволоку

. при растяжении кабеля, t - сила, необходимая для удержания сварного стыка проволоки в неподвижном состоянии, оС-угол охвата, рад/ f - коэффициент трения (для смоче ных проволок равен ОД), е - основание натурального логари4н

ма.

проводят термический отпуск участков прволок вблизи этих стыков, а затем упрочняют сращенный участок кабеля путем многократной протяжки его под натяжением через подторможенный ролик.

На фиг. 1 представлена схема разнос 1Ш сращиваемых жил и брони, а также расположение участков сращивания токо проводящих жил 6 , нижнего повива брони ь- и верхнего повива брони К( &драсстояние на которое разносят участки срашввания по всему участку соедине1тя отрезков бронированного каротажного кабеля), на фиг. 2 - схема участка сращ ваигйя одного из повивов брони кабеля с указанием расположения участка, на котором прокзводят термический отпуск, где Q - сращиваемый участок повивов

брони, - расстояние на которое разносят стыки свариваемых проволок, равное 4-5 шагам повтюа проволок , S отпускаемый участок, 2. - расстояние от стыка до отпускаемого участка.

Схема участка сравнивания содержит стыки 1 и 2 первой и второй проволок.

Способ осуществляется следующим ооразсм.

I „

На проволоку, навитую плотными рядами, действует сила трения, необходимая для удержания проволоки в навитом состонии, которая рассчитывается формулой Эйлера. .

При всех этих известных величинах угол охвата находится в пределах 144О- 1 800 °, что соответствует 4-5 шагам повива проволоки, следовательно величина (ЗГ определяется формулой Эйлера, на эту величину и разносятся стыки 1 и 2 проволок (фиг. 2),

В этом случае сила трения t превышает разрывную силу Т, и срашенный сты стык не сдвигается и прижимается навивкой брони.

Но при сращении проволок появляется неточность их подгонки по длине (,2- 0,3 мм), т, е. получаются после сростки проволоки разной длины. Для того, чтобы все проволоки испытывали одинаковую Нагрузку, участки проволок -в после сты- ica отпускают, т. е. подвергают шгреву Эта операция (термический отпуск) позволяет снять напряжение на стыках 1 и 2. При возникноветга натяжения на кабель все проволоки стабилизируются и нагрузка на стьпсах всех проволок становится одинаковой, что еще больше повышает надежность сращенного участка кабеля. Величину (расстояние от стыков 1 и 2 проволок) выбирают кянимальной для того чтобы отпускаемые участки .в наход)лись вблизи стьпсов 1 и 2 и обеспечивали снятие нагрузок на эттгх стыках (фиг. 2). Термический отпуск можно проводить любыми известными средствами и методами: электрическими контактамк, открытым пламенем и т. д.

После сращивания отрезков кабеля и термического отпуска проволок брони производят закалку сращенного участка кабеля.

Операция упрочнения (зак-элки) проволок участка сращивания выполняется следующим образом.

Сращенный кабель многократно под натяжением протягивается через подторможенный стальной ролик. При прохождении 59 кабеля через подторможенный ролик изза разности скоростей кабеля и ролика происходит проскальзывание. На участках скольжения поверхность контакта кабеля и ролика нагревается трен11«л, а при выходе из контакта эти участки кабеля быстро охлаждаются, таким образом, происходит упрочнение отпущенных прово лок, т. е. их закалка. Операцию аакалкк можно осуществить протягивая однократно кабель сразу через несколько подторможенных роликов. Рассмотрим, как выбирается длина участка термического отпуска Длина участка термического отпуо ка выбирается исходя из условия: если одна из сваренных проволок получилась короче соседней на величину Д , то участок отпуска должен удлиниться на эту величину. Длина отпускаемого участ ка должна быть такой, что, .если на кабель действует нагрузка, то удлинение, возникающее на отпущенном участке проволоки при растяжении, не должно выходить за пределы допустимого упруго го относительного удлинения отпущенной проволоки (закон Гука). . ЕР g откуда Ь , uiRywa о- р где ДЙ - относительное удлинение, Р - сила, действующая на проволоку, tj - длина отпущенного участка проволоки (фиг. 2), Е - модуль упругости, F - площадь сечения проволоки. Пример. Экспериментально опред лоно, что разность в длине сращенных проволок обычно бывает 0,2 - 0,3 мм, а величина зоны упругости отпущенной про волоки уменьшается примерно в 2 раза. Рассчитаем длину участка отпуска S для проволоки диаметром 1,3 мм. Допустимая нагрузка на проволоку 24О кгс, для расчета она должна быть в 2 раза меньще, следовательно, принимаем нагруз ку кгс. , l,2,il l||li:aeL eaM) Практически способ осуществляется гораздо проще. Сращиваемая аппаратура, в частности АСК-1, настраивается таким образом, что контакты сварочных пистолетов разносятся на определенную величи ну в и прикладываются к участкам свариваемых проволок, .затем пропускав, ся ток и контакты убираются, Все это происходит очень быстро. После термвчео 86 кого отпуска проволоки брони укладывают ся и сращенный кабель пропускают несколько раз через подторможенный ролик с одной лебедки на другую (с целью закалки). Использование предлагаемого способа сращивания бронироваш1ых каротажных кабелей обеспечивает уволичекно разрывной прочности сращенного участка кабеля до 9О г- 95% от прочности целого каб&ля, что важна при сращивании каротажных кабелей с целью получения кабеля большой строительной длины для использования «зго в сверхглубоких скважинах, где нагрузкич на кабель резко возрастают. Способ реализуется просто, не требует использования дополнительных материалов и ьшолняет ся известными и доступными устройствами, выпускаемыми . серийно. Формула изобретения Способ сращивания отрезков бронирова ных каротажных кабелей, заключающийся в подготовке брони, последующем соединен НИИ токопроводящих жил и проволок брони, укладке брони, при этом участки coemncev ния проволок брони верхнего и нижнего . повйвов разносят по длине сращиваемого участка кабаля, отличающийся тем, что, с целью повыщения разрывной прочности кабеля, стыки соединения проволок брони разносят между собой на расстояние, определяемое по формуле Эйлера где Т - сила, действующая на проволоку при растяжении кабеля; ±, - сила, необходимая для удержания сварного стыка проволоки в неподвижном состоянии, oL - угол захвата (рад) или тесло витков витков, f - коэффициент трения, е - основание натурального логарифма, и производят термический отпуск участков проволок вблизи етих стыков, а затем упрочняют сращенный участок кабеля. Источники информации, принятые во внимание при акспертпзв 1 Авторское свидетольство СССР № 525040, кл. G О1 V 13/ОО, 2. Горбенко Л.А. Каротажн1.ш каивли и их эксплуатаигя. М,, Недра, 1978, с. 142-143 (прототип). rs. УI i:x ъ ЯП уу хххххк кк ДУТУУ к я ххГ 8ТПГ ПГУях Г х х х х х

f

1

/.

У

./