Способ сращивания отрезков бронированных каротажных кабелей

Е. Н. Лучинович и И.М. Литвинов Г ь ъ г ,Р й Всесоюзный научно-исследовательский: и оектйб"конструкторский институт геофизических исследований геологоразведоч йых сзЪажии1Изобретение относится к средствамдля геофизических исследований скважин,а именно к технологии сращивания и ремонте бронированных каротажных кабелей,Известен способ сращивания брониро 5ванных кабелей, в котором с целью повышения разрывной прочности свариваемыхстыков отрезков кабелей в промежуткимежду встречными концами проволок бро-ни приваривают проволочную вставку,подобранную по прочности и профилировавную таким образсм, что разрывная прочность ее в тонкой части не выше разрывной прочности проволок брони в местахсварки, а допустимое абсолютное удлинение вставки превышает абсолютное удлинение проволок целой брони не менее, чем навеличину упругого скольжения сваренныхстыков йри предельных нагрузках на ка- гОбале, причем вставки располагают так,что расстояние между сменными вставками равно или больше удвоенной величиныучастков проволоки брони у мест сварки. 2При этом прочность срашенного участкасоставляет 70 - 75% от прочности целого кабеля 1,Наиболее блаким по технической сущности к предлагаемому является сяособсращивания отрезков бронированных каротажных кабелей, заключающийся в подготовке брони, последующем соединениитокопроводящих жил и проволок брони,укладке брони, при этом участки соединения проволок брони верхнего и нижнегоповивов разносят по длине сращиваемогоучастке кабеля, По этому способу праволоки наружного повива брони последоввтельно по одной обрезают так, чтобыкаждая последуюцая проволока была короче предыдушвй на 200 мм. Проволокивнутреннего слоя брони обрезают так,чтобы каждая последуюцая проволока былакороче предыдущей на 100 мм. Средниепроволоки обрезают так, чтобы местоих стыка не попало на изоляцию жилына сростке. Жилы соединяют и изолируют,Соединяя броню, вначале укладывают проФволоки внутреннего повива, плотно одна к другойначиная укладку болеекоротких проволок, затем более длинных. Этот способ позволяет получить соединение кабелей без заметного утолщения 2. 5Однако это соединение обладает проч ностью 70 - 75% от прочности целого кабеля и малой долговечностью, т. е. сращенный участок расплетается.При работе требуется большая прочность сростка для того, чтобы сращенный кабель выдержал нагрузки при спускоподъемных операциях в глубоких и сверх глубоких скважинах.Цель изобретения - повышение разрыь ной прочности кабеля.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе сращения от- резков бронированных каротажных кабелей, заключающемся в подготовке брони, 20 последующем соединении токопроводя щих жил и укладке проволок брони, при этом участки соединения проволок брони верхнего и нижнего повивов разносят по длине сращиваемого участка, стыки 25 соединения проволок брони разносят между собой на расстоянии не менее 4 - 5 шагов повива проволок, определяемое по формуле ЭйлераТ=е 30 где Т - сила, действующая на проволокупри растяжении кабеля,- сила, необходимая для удержаниясварного стыка проволоки в неподвижном состоянии,с(. -. угол охвата, рад,- коэффициент трения (для смочен-,ных проволок равен 0,1),- основание натурального логариф 401проводя г термический отпуск участков проволок вблизи этих стыков, а затем упрочняют сращенный участок кабеля путем многократной протяжки его под натяжением через подторможенный ролик.На фиг. 1 представлена схема разноски сращиваемых жил и брони, а также расположение участков сращивания токо -, проводящих жил 0, , нижнего повива брони 12 и верхнего йовива брони 9( 6- расстояние, на которое разносят участки сращквания по всему участку соединения отрезков бронированного каротажного кабеля), на фиг, 2 - схема участка сращивания одного из повивов брони кабеля с Ы указанием расположения участка, на котором производят термический отпуск, где Ц сращиваемый участок повивов брони, ( - расстояещ на которое разносят стыки свариваемых проволок, равное 4 - 5 шагам повива проволок ., 8отпускаемый участок, 1 - расстояние отстыка до отпускаемого участка.Схема участка сравнивания содержитстыки 1 и 2 первой и второй проволок.Способ осуществляется следующимоьразам.На проволоку, навитую плотными рядами, действует сила трения, необходимаядля удержания проволоки в навитом состоянии, которая рассчитывается формулойЭйлера.При всех этих известных величинахугол охвата находится в пределах 14401800, что соответствует 4 - 5 шагамповива проволоки, следовательно величинаД определяется формулой Эйлера, на этувеличину и разносятся стыки 1 и 2 провалок (фиг. 2),В этом случае сила трения 6 превышает разрывную силу Т, и срашенный стыкстьщ не сдвигается и прижимается навивкой брони.Но при сращении проволок появляетсянеточность их подгонки по длине ( 0,20,3 мм), т. е. получаются после сросткипроволоки разной длинч, Для того, чтобывсе проволоки испытывали одинаковуюнагрузку, участки проводок 4 после стыка "отпускают, т. е. подвергают нагреву,Эта операция (термический отпуск) позволяет снять напряжение на стыках 1 и 2,При возникновении натяжения на кабельвсе проволоки стабилизируются и нагрузкана стыках всех проволок становитсяодинаковой, что еще больше повышает надежность сращенного участка кабеля. Величину (расстояние от стыков 1 н 2проводок) выбирают м нимальной для того,чтобы отпускаемые участки 8 находились вблизи стыков 1 и 2 и обеспечивали снятие нагрузок на этих стыках(фиг. 2). Термический отпуск можно прсводить любыми известными средс твамии методами: электрическими контактами,открытым пламенем и т. д,После сращивания отрезков кабеля итермического отпуска проволок брони производят закалку сращенного участка кабеля.Операция упрочнения (закалки) проволок участка сращивания выполняется следующим образом.Сращениый кабель многократно под натяженисм протягивается через подторможенный стальной ролик, 11 ри прохождении5 9401кабеля через подторможенный ролик кзэа разности скоростей кабеля и роликапроисходит проскальзывание. На участкахскольжения поверхность контакта кабеляи ролика нагревается трением, а при вы 5ходе из контакта эти участки кабелябыстро охлаждаются, таким образом,происходит упрочнение отпущенных проволок, т. е. их закалка.Операцию закалки можно осуществить 1 Опротягивая однократно кабель сразу чреэ несколько подторможенных роликов.Рассмотрим, как выбирается длинаучастка термического отпускаДлина участка В термического отпуо фка выбирается исходя из условия; еслиодна из сваренных проволок получиласькороче соседней на величину Ь 1 , тоучасток отпуска должен удлиниться наэту величину, Длина отпускаемого учась 20ка должна быть такой, что, .если на кабель действует нагрузка, то удлинение,возникающее на отпущенном участкепроволоки цри растяжении, не должновыходить эа пределы допустимого упруго-го относительного удлинения отпущеннойпроволоки (закон Гука),РЬ агдЕоткудаЕГ Р1Ф30где Ь - относительное удлинение,- сила, действующая на проволоку,- длина отпущенного участка проволоки (фиг. 2),модуль упругости,Р - плошадь сечения проволоки.П р и м е р. Экспериментально определено, что разность в длине сращенныхпроволок обычно бывает 0,2 - 0,3 мм, авеличина зоны упругости отпущенной проволоки уменьшается примерно в 2 раза,Рассчитаем длину участка отпуска 3для проволоки диаметром 1,3 мм, Допустимая нагрузка на проволоку 240 кгс,для расчета она должна быть в 2 разаменьше, следовательно, принимаем нагрузку Р=120 кгс.еРд 6 г иоф а,а 1 д ЙодгоПрактически способ осуществляетсягораздо проще. Сращиваемая аппаратура,в частности АСК, настраивается такимобразом, что контактъ 1 сварочных пистолетов разносятся на определенную величинуну 8 и прикладываются к участкам фсваривяемых проводок, затем пропускается ток и контакты убираются, Все этопроисходит очень быстро. После термичеокого отпуска проволоки брони укладываю ся и сращенный кабель пропускают несколько раз через подторможенный ролик с одной лебедки на другую (с целью закалки).Использование предлагаемого способа сращивания бронированных каротажных кабелей обеспечивает увеличение разрывнойй прочности сращенного участка кабеля до 90 . 95 Ъ от прочности целого кабеля, что важно. при сращивании каротажных кабелей с целью получения кабеля большой строительной длины для использования его в сверхглубоких скважинах, где нагрузки" на кабель резко возрастают. Способ реали эуется просто, не требует использования дополнительных материалов и выполняеъся известными и доступными устройствами, выпускаемыми . серийно.формула изобретенияСпособ сращивания отрезков бронированных каротажных кабелей, заключающийся в подготовке брони, последующем соедине- нии токопроводящих жил и проводок брони, укладке брони, при этом участки соединен ния проволок брони верхнего и нижнего . повивов разносят по длине сращиваемого участка кабеля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрывной прочности кабеля, стыки соединения прова лок брони разносят между собой на рас стояние, определяемое по формуле ЭйлералТ=егде Т - сила, действующая на проволокупри растяжении кабеля,ф - сила, необходимая для удержаниясварного стыка проволоки в неподвижном состоянии,о. - угол захвата (рад) или числовитков витков,- коэффициент трения,В - основание натурального логарифмази производят термический отпуск участковпроволок вблизи этих стыков, а затемупрочняют сращенный участок кабеля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 д Авторское свидетольство СССРЖ 525040, кл. 601 Ч 13 ЮО,2. Горбенко Л.А. Каротажнке каоелии их эксплуатация. М., Недра, 1978,с. 142 143 (прототип),940118 Риг 8 Составитель Е. Городничеведакт ор Н. Чубелко Техред К, Мьщьо Корректор Ю. Ма 2/68 Тираж 717ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам юобретеннй и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб Заказ