Кабельная линия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 2 Н 02 6 10 ПАТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИ ОПИС К ПАТЕНТУ М 28 Б.Н. Хахаев, и Ю,А, Михаи видетельство В 7/18, 1978 (Ф 3597779, 9 А М 239589 В,А. ГорбуловСССР-8 Р, 1971 2, кл.9 -ИНИЯретения: кабельная лимерно распределенные Изобретение относится к кабельной технике, в частности к геофизическим кабелям для исследования сверхглубоких (более 8 километров) скважин, предназначенным для спуска-подьема скважинной электромеханической аппаратуры и перфораторов и передачи сигналов к наземной регистрирующей аппаратуре.В свете. изложенного, целью изобретения является повышение надежности всей кабельной линии, оснащенной плавучестями, при одновременном упрощении обслуживания во время спусков и подьемов ее в сверхглубоких скважинах,На фиг. 1 изображен быстросьемный поплавок кабельной линии для каротажноперфораторных работ в сверхглубоких скважинах, включающий верхнюю ниппельную 1 и нижнюю муфтовую 2 части, разрезную эластичную втулку 3, пружинный фиксатор 4(57) Сущность изония содержит равн 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 ширинойне 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. и металлические армирующие стаканы 5. Ус.тройство 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 иллюс 1,ируется следующим примером. Кабель геофизический трехжильный КГ 3-78-250, имеющий разрывную прочность 7950 кг, способный выдерживать скважинную температуру до 250 С и гидро- статическое давление до 150 МПа, согласно заводской технической характеристике может быть использован для проведения элеитрометрических работ до глубины 7000 м.Между тем по термо- и баростойкости этот кабель можно было эксплуатировать при осуществлении каротажных работ в Кольской сверхглубокой скважине СГна глубинах соответственно до 15000 м и 13636 м (текущий - на дату составления данногоописания забой скважины СГравен 12261м),Наиболее полная реализация на этомобъекте электротехнического потенциаланазванного кабеля возможна в форме изложенного выше устройства кабельной линии,содержащей равномерно распределенныепо длине кабеля плавучести в виде установленных с возможностью съема поплавков,При этом для предотвращения прихвата илизаклинки поплавков, возможных в кавернозном открытом стволе скважины (имею-.щем номинальный диаметр 215,9 мм),поплавками оснащается только верхняячасть кабельной линии,. которая "ходит"внутри промежуточной обсадной колонныдиаметром 245 мм, спущенной на СГдоотметки 8772 м.В связи с темчто геофизическая скважинная аппаратура составляет незначительную часть нагрузки в сравнении ссобственным весом кабельной линии, условимся считать, что вес этой аппаратурыпредставлен в форме веса некоей приведенной длины нижней части упомянутого кабеля, не снабженного плавучестям.Вес в воздухе одного погонного метра исредняя плотность кабеля КГЗ-250 зоавны соответственно 0,671 кг и 4300 кг/м .Допустим, что при бурении скважиныСГпромывка осуществляется буровымраствором плотностью 1300 кг/мэ.Максимально допустимую (по критериюразрывной прочности (Р грузонесущих элементов) длину подвески 6.доп,) взятого дляпримера грузонесущего кабеля определяемпо формуле:Р1 доп.1 (1-где, помимо упомянутых показателей. ур- плотность бурового раствора, равная 1300 кг/мз;ум -средняя плотность кабеля КГ 3-78-250, равная 4300 кг/мз;К - коэффициент запаса прочности наразрыв нижней части кабеля, эксплуатируемой в незакрепленном интервале ствола скважины СГ-З, принят равным 2,5,Е Р ТЯП.7950 2,50,671 (1 - дую) Согласно заводской технической характеристике кабеля геофизического трехжильного КГЗ-250 диапазон его использования ограничен в пределах протяженности стволов скважин до 7000 м,Длина кабельной линии, которую необходимо полностью разгрузить от собствен 5 ного веса во время цикла проведениязлектрометрических работ в .Кольскойсверхглубокой скважине СГ(при ее текущем забое 12261 м) равна12261 в 7000=52610 Это значит, что, по достижении глубинной геофизической аппаратурой (комплектом.зондов, контейнером и т.п,) забояскважины, вся секция кабельной линии,снабженная закрепленными на ней поплав 15 ками, находится внутри 245-мм промежуточной обсадной оон.Геометрические размеры одного поплавка определяются его заданной грузоподъемностью, плотностью материала20 элемента, создающего плавучесть, а такжемассой и габаритами металлических крепежных деталей,Допустим, что поплавковый элемент изготовлен иэ сферопластика "ЭДС-ВП" плот 25 ностью 645 кг/м . Тогда при заданнойгрузоподъемности одного поплавка.17 кг имассе его крепежных дюралевых деталей 3кг потребный объем (Чо) материала пониженной плотности равенЗО200 3Чп= 1 3 0 645-30,5 дмВес материала пониженной плотности 35 равен;0,64530,5 19,7 кгВес в воздухе одного поплавка в сбореравен:19,7+3,0=22,7 кг40 Исходя из того обстоятельства, что минимальный внутренний диаметр 245-мм промежуточной обсадной колонны равен 221 мм, диаметр поплавка (Оо) принимаем равным 170 мм.45 С учетом объема сквозного паза для размещения каротажного кабеля диаметром 14,1 мм и сквозной щели, проходящей вдоль всего поплавка, расчетная длина его равна 1425 мм.50Вес одного погонного метра кабеляКГЗ-250 в буровом растворе плотностью1300 кг/мз равен:13000671 (1 4300 0,468 кгЭто означает, что каждый поплавок разгрузит секцию кабеля длиной17,00 448 - 36,3 мКоличество поплавков, необходимое для полной разгрузки верхней части кабельной линии длиной 5241 м равно;5261 14536,3Таким образом, благодаря установке на верхней части кабельной линии 145 поплавков описанной выше конструкции представляется возможность увеличить максимально допустимую длину. подвески кабеля геофизического КГЗ-250 при указанных 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 плавучести в виде установленных с возможностью съема поплавков, При этом. обеспечивается возможность качественного выполнения всего комплекса глубинных электрометрических исследований при дефиците грузоподьемности серийных каротажных кабелей, зачастую обладающих значительными невостребуемыми резервами по критериям термо- и баростойкости.Что касается экономической эффективности описанного изобретения, то она естественно является следствием воэможности 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 возможностью съема поплавков; выполненных из материала с положительной плавучестью всверхглубоких скважинах, поплавок выполнен разъемным в поперечном направлении из соединенных на резьбе муфтовой и ниппельной частей, часть открытого паза в каж 15 дой 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 20 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, о т л и ч а ю щ а я с я 25 тем, что сопрягаемые поверхности отвер 30 стия муфтовай.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 35 фиксации части поплавка в сочлененном положении выполнены в виде подпружиненного фиксатора; установленного в одном из отверстий муфтовой части и соосно распо 40 ложенном радиальном отверстии, выполненном в ниппельной части.3;Линия поп,2, отлича ю ща я с я тем, что отверстия муфтовой части выполнены с возможностью размещения в них концов рычагов,жидкости, в которой эксплуатируется кабельная линия, и имеющих форму втулки, состоящей из двух частей, в каждой из которых выполнен открытый продольный паз, 5 образующий при сочленении с ответной частью центральный канал для размещения кабеля, средства фиксации частей поплавка в сочлененном положении и средства фиксации поплавка на кабеле, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности при одновременном упрощении обслуживания при работе кабельной линии вСоставитель Л,ШадринТехред М.Моргентал Корре Т,Вашкови дактор венно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 роиз аказ 2553 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5