1. Геофизические каротажные кабели.

Основным средством доставки геофизических приборов и оборудования в скважину при геофизических исследованиях и прострелочно-взрывных работах является грузонесущй каротажный кабель. При этом геофизический кабель содержит токонесущие жилы, предназначенные для питания электроэнергией скважинных приборов и преобразователей, устройств управления, передачи электрических сигналов от этих приборов (преобразователей) к наземной регистрирующей и обрабатывающей аппаратуре. Кроме того, кабели применяют для определения глубины расположения приборов и зондов в скважине.

Установлена следующая маркировка кабелей. В начале марки ставятся буквы КГ (кабель геофизический), далее последовательно указывается число жил в кабеле, разрывное усилие кабеля с закрепленными концами в килоньютонах и максимальная рабочая температура кабеля в градусах Цельсия (например, КГ1-24-90, КГ3-56-180). Для некоторых кабелей после цифр введены буквы ВО -кабель в оплетке из волокнистого материала, Ш -кабель в шланговой оболочке, КШ -кабель в маслостойкой шланговой оболочке, К -кабель с одной коаксиальной парой.

Кабели, используемые при геофизических работах в скважинах, характеризуются следующими параметрами: термостойкостью, строительной длиной, разрывным усилием, коэффициентом затухания, электрическим сопротивлением токопроводящей жилы, емкостью, индуктивностью, износостойкостью, в том числе при работе в агрессивной среде, стабильностью механических и электрических характеристик и др.

Конструктивно геофизические кабели состоят из одной или

3

нескольких токопроводящих жил, на каждую из которых наложена изоляция. В кабелях некоторых типов поверх изоляции жилы оплетают пряжей или обматывают тканевой лентой. При этом несколько жил скручивают между собой в кабель, на который накладывают обмотку лентой из ткани, резиновую оболочку или обмотку пряжей, либо два повива проволочной брони в зависимости от типа конструкции и области применения.

В качестве изоляционного материала в термостойких кабелях, как правило, применяется фторопласт - 4 или - 4Д (максимальная температура 180 С, 250 С), либо полиэтилен низкого давления (максимальная температура 95 С).

1.1. Свойства геофизических кабелей и их виды.

В соответствии с назначением и условиями эксплуатации каротажный кабель должен обладать следующими свойствами:

а) достаточной механической прочностью, чтобы выдерживать собственный вес, вес скважинных приборов и значительные дополнительные усилия, возникающие при спуско - подъемных операциях (трение о стенки скважины, сопротивление промывочной жидкости, затяжки, ударные нагрузки при прострелочных - взрывных работах);

б) хорошей электрической изоляцией жил при большом гидростатическом давлении и высокой температуре жидкости, а также при наличии в ней нефти, газа и различных химически активных веществ;

в) небольшим электрическим сопротивлением токопроводящих жил и малым электрическим затуханием;

г) геометрической и электрической симметрией жил;

4

д) малым диаметром и большой плотностью.

В практике промыслово-геофизических работ применяют бронированные кабели с грузонесущей оболочкой из стальных проволок, а также оплеточные и шланговые кабели с грузонесущими жилами и наружной оболочкой из пряжи или резинового шланга. Оплеточные и шланговые кабели имеют три жилы, а бронированные - от одной до семи.

Бронированный кабель наиболее полно удовлетворяет указанным выше требованиям. Он имеет малый диаметр при равном разрывном усилии, большую плотность и больший срок службы, чем оплеточные и шланговые кабели. Малый диаметр кабеля позволяет применять лебедки с меньшей емкостью барабана, а большая плотность обеспечивает возможность работы в скважинах с тяжелыми промывочными жидкостями и, в частности, в глубоких скважинах. В отличии от оплеточных и шланговых кабелей, натяжение и удлинение бронированного кабеля в меньшей степени зависят от скважинных условий; в результате глубины при работе с бронированным кабелем определяются более точно.

Наиболее распространены одножильные и трехжильные бронированные кабели. Жила кабеля состоит из скрученных медных и стальных проволок (у некоторых кабелей стальные проволоки отсутствуют). Жила кабеля покрыта двухслойной резиновой изоляцией и хлопчатобумажной оплеткой. Внутренний слой изоляции сделан из резины с высокими изоляционными свойствами, а верхний наружный - из нефтестойкой резины. Изоляционное покрытие жил кабелей, как правило, выполнено из полиэтилена, либо монолитного фторопласта.

Поверх тканевой обмотки наложена броня - трубка из двух повивов

5

стальной проволоки. Нижний и верхний повивы имеют различное направление, что уменьшает раскручивание кабеля под действием осевой нагрузки. Броня кабеля несет механическую нагрузку и предохраняет жилы от повреждения при спуске кабеля в скважину и намотке его на лебедку. Характеристика некоторых выпускаемых бронированных кабелей приведена в табл.1, а конструкция некоторых из них показана на рис.1.

Табл.1. Механические характеристики грузонесущих геофизических кабелей.

Марка кабелей	Разрывное усилие, кН			dL*107 , Н-1			dL *106 , 1/0 С
	КЗ	КС	КЗ		КС	КЗ		КС
КГ1-24-90 КГ1-53-90 КГ3-59-90 КГ1-24-180	36 26 64 40	75 53 32 25	4.07 4.72 1.8 2.2		1.43 1.64 4.07 4.72	14.6 15.1 15.4 15.8		16.2 16.7 14.8 15.2

КЗ - концы кабеля закреплены при разрыве или растяжении; КС - кабель свободно подвешен в скважине; dL-коэффициент упругого удлинения; dLт -коэффициент температурного удлинения.

0

Рис.1 Конструкция одно- и трехжильного бронированных кабелей.

1 -токопроводящая жила из стальных и медных проволок; 2 - изоляция; 3 -заполнение из полимерной пряжи, шнуров; 4 -подушка; 5 - два повива брони из стальной проволоки.

6