Кабельная линия

 

Сущность изобретения: кабельная линия содержит равномерно распределенные 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 шириной не 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС.КИХ

РЕСПУБЛИК (51у Н 02 G 1/10, 9/12 — +— ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4870062/07 (22) 26,09.90 (46) 30.07.93. Бюл. № 28 (76) Л.Н. Шадрин, Б.H. Хахаев, В,А. Горбунов, Н.Ф. Конюков и Ю,А. Михайлов (56) 1, Авторское свидетельство СССР

¹ 781981, кл. Н 01 В 7/18, 1978.

2. Патент США № 3597779, 9-8Р, 1971.

3. Патент США № 2395892, кл. 9 — 8, 1946. (54) КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ (57) Сущность изобретения: кабельная линия содержит равномерно распределенные

Изобретение относится к кабельной технике, в частности к геофизическим кабелям для исследования сверхглубоких (более

8 километров) скважин, предназначенным для спуска-подъема 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 so время спусков и подъемов 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

„„5Q ÄÄ 1831742 А3 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 шириной не менее диаметра центрального канала, в котором размещен кабель. Части поплавка фиксируются в сочлененном положении одна относительно другой с помощью пружинного фиксатора, э на кабеле — с помощью разрезной втулки из эластичного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. и металлические армирующие стаканы 5. Устройство поплавка изображено в позиции фиксирования его на кабельной линии 6.

На фиг. 2 изображен общий вид быстросъемного поплавка в положении фиксирования его на кабельной линии.

Изобретение иллюс1, ируется следующим примером. Кабель геофизический трехжильный КГ3-78-250, имеющий разрывную прочность 7950 кг, способный выдерживать скважинную температуру до 250 С и гидростатическое давление до 150 МПа, согласно заводской технической характеристике может быть использован для проведения злектрометрических работ до глубины 7000 м.

Между тем по термо- и баростойкости этот кабель можно было эксплуатировать . при осуществлении каротажных работ в

Кольской сверхглубокой скважине СГ-3 на глубинах соответственно до 15000 м и 13636 м (текущий — на дату составления данного

1831742 описания забой скважины СГ-3 равен 12261 м), Наиболее полная реализация на этом объекте электротехнического потенциала названного кабеля возможна в форме изложенного выше устройства кабельной линии, содержащей равномерно распределенные по длине кабеля плавучести в виде установленных с возможностью съема поплавков.

При этом для предотвращения прихвата или заклинки поплавков, возможных в кавернозном открытом стволе скважины (имею-. щем номинальный диаметр 215,9 мм), поплавками оснащается только верхняя часть кабельной линии,. которая "ходит" внутри промежуточной обсадной колонны диаметром 245 мм, спущенной на СГ-3 до отметки 8772 м.

В связи с тем„что геофизическая скважинная аппаратура составляет незначительную часть нагрузки в сравнении с собственным весом кабельной линии, условимся считать, что вес этой аппаратуры представлен в форме веса некоей приведенной длины нижней части упомянутого кабеля, не снабженного плавучестям.

Вес в воздухе одного погонного метра и

° средняя плотность кабеля КГЗ-78-250 эоавны соответственно 0,671 кг и 4300 кг/м .

Допустим, что при бурении скважины

СГ-3 промывка осуществляется буровым раствором плотностью 1300 кг/мэ.

Максимально допустимую (по критерию разрывной прочности (Р) грузонесущих элементов) длину подвески ((д .) взятого для примера грузонесущего кабеля определяем по формуле:

1-доп.

k q(1-%}" где, помимо упомянутых показателей:

} р- плотность бурового раствора, равная 1300 кг/мз; } -средняя плотность кабеля КГ3-78-250, равная 4300 кг/мз;

К вЂ” коэффициент sanaca прочности на разрыв нижней части кабеля, эксплуатируемой в незакрепленном интервале ствола скважины СГ-3, принят равным 2,5. - — — юю @ ".7950. 2,5 0,671 (1 — ) Согласно заводской технической характеристике кабеля геофизического трехжильного КГЗ-78-250 диапазон его использования ограничен в пределах протяженности стволов скважин до 7000 м, Длина кабельной линии, которую необходимо полностью разгрузить от собствен5 ного веса во время цикла проведения электрометрических работ в .Кольской сверхглубокой скважине СГ-3 (при ее текущем забое 12261 м) равна

12261 †7000=526

Это значит, что, по достижении глубинной геофизической аппаратурой (комплектом.зондов, контейнером и т.n.) забоя скважины, вся секция кабельной линии, снабженная закрепленными на ней поплавками, находится внутри 245-мм промежуT6 HOÉ O6c34Ho9 KOJiOHHbl.

Геометрические размеры одного поплавка определяются его заданной грузоподъемностью, плотностью материала

20 элемента, создающего плавучесть, а также массой и габаритами металлических крепежных деталей.

Допустим, что поплавковый элемент изготовлен иэ сферопластика "ЭДС-ВП" плот25 ностью 645 кгlмз. Тогда при заданной грузоподъемности одного поплавка.17 кг и массе его крепежных дюралевых деталей 3 кг потребный объем (4) материала пониженной плотности равен

20,0 3

1/и= 1,3 — 0645 30 5дм

Вес материала пониженной плотности

35 равен:

0,645 30,5 - 19,7 кг

Вес в воздухе одного поплавка в сборе равен:

19,7+3,0=22,7 кг

40 Исходя из того обстоятельства, что минимальный внутренний диаметр 245-мм промежуточной обсадной колонны равен

221 мм. диаметр поплавка (0 ) 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.

Вес одного погонного метра кабеля

КГЗ-78-250 в буровом растворе плотностью

1300 кгlмз равен:

4."ГОО - 0,468 кг

Это означает, что каждый поплавок разгрузит секцию кабеля длиной

1831742

17,0

0,448 36,3 м

Количество поплавков, необходимое для полной разгрузки верхней части кабельной линии длиной 5241 м равно;

5261 145

36,3

Таким образом, благодаря установке на верхней части кабельной линии 145 поплавков описанной выше конструкции представляется возможность увеличить максимально допустимую длину. подвески кабеля геофизического КГЗ-78-250 (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 грузоподъемности 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 в 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 а10 я с я тем, что, с целью повышения надежности при одновременном упрощении обслуживания при работе кабельной линии в

40 сверхглубоких скважинах, поплавок выполнен разъемным в поперечном направлении из соединенных на резьбе муфтовой и ниппельной частей, часть открытого паза в каждой 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 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 поп.1,отлича ю щаяся тем, что сопрягаемые поверхности отверстия 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 фиксации части поплавка в сочлененном положении выполнены в виде подпружиненного фиксатора; установленного в одном из отверстий муфтовой части и соосно расположенном радиальном отверстии, выполненном в ниппельной части.

3;Линия поп.2,отличающаяся тем, что отверстия муфтовой части выполнены с возможностью размещения в них концов рычагов.

/ юг. 2

Составитель Л,Шадрин

Техред М.Моргентал Корректор T.Âàøêîâè÷

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 2553 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5