Cavo wireline monoconduttore per logging

Un cavo wireline monoconducente comprende un conduttore di rame isolato rivestito da due strati di armatura d’acciaio avvolti in direzioni opposte. Il conduttore porta energia in profondità e riporta la telemetria in superficie. L’armatura sostiene la batteria di strumenti — e funge da ritorno elettrico nello schema previsto. Il suo deterioramento può quindi compromettere sia il segnale sia la capacità meccanica.

La gamma comprende sei diametri, da 3/16″ (4.699 mm) a 3/8″ (9.652 mm), con carichi di rottura da 17.35 kN (3,900 lbf) a 66.7 kN (15,000 lbf) e tensioni nominali da 1,000 a 1,500 V DC. L’isolamento si sceglie separatamente dal diametro: polipropilene a 149 °C per pozzi poco profondi e freschi; ETFE e doppio strato FEP/ETFE a 260 °C; PFA e polimero di classe 315 °C per temperature superiori, secondo la specifica costruzione.

La scelta non segue il criterio “il più resistente consentito dal budget”. Il peso proprio del cavo in acqua va sottratto dal carico di lavoro prima di ricavare il carico utile degli strumenti. Un 3/8″ non è quindi sempre migliore di un 1/4″: il peso indicato al metro è circa doppio, richiede una puleggia da 533 mm anziché 356 mm e, in profondità, parte della resistenza aggiuntiva sostiene il cavo stesso. La scheda Specifiche riporta il calcolo per tutte le sei misure, facilitando l’analisi. Per il contesto applicativo consultare la cavo per petrolio e gas soluzione.

Questa è l’estremità di fondo pozzo della nostra gamma di cavi per petrolio e gas; tutto il resto della gamma resta in superficie, sulla piattaforma o nell’area di processo. Inviare la profondità, il peso della stringa di strumenti, la temperatura di fondo pozzo e se il pozzo è sour. Questi quattro numeri fissano il diametro, l’isolamento e il grado dell’armatura — il che costituisce l’intera selezione.

Costruzione

Quattro strati funzionali concorrono alle prestazioni elettriche e meccaniche. Conta il loro comportamento coordinato per il servizio wireline, oltre alla semplice presenza di un’armatura.

Conduttore

Rame cordato, da 20 AWG a 15 AWG secondo il diametro. Il rame nudo è standard; rame nichelato è previsto per specifiche costruzioni sour; in presenza di H₂S attacca il rame nudo attraverso qualsiasi lesione dell’isolamento.

Isolamento

Uno strato isolante estruso separa il conduttore, fino a 1,500 V, dall’armatura d’acciaio collegata a terra e immersa nel fluido di pozzo. Il materiale influenza limite termico e capacità — vedere le opzioni nella scheda Norme.

Armatura interna ed esterna

Due strati di fili d’acciaio ad alta resistenza avvolti in direzioni opposte. La posa contro-elicoidale è ciò che impedisce al cavo di svolgersi sotto carico ed è anche ciò che rende l’armatura un conduttore di ritorno utilizzabile. Lo strato esterno aggiunge sempre esattamente due diametri di filo al diametro esterno; lo strato interno si annida nell’isolamento e aggiunge leggermente meno.

Il grado dell’armatura è GIPS (acciaio zincato improved plough) oppure GEIPS (extra improved) come standard. Per pozzi corrosivi la stessa geometria viene realizzata in lega S75, S77 o MP35N — ciò cambia la resistenza e, cosa più importante, il comportamento elettrico. Ha una pagina dedicata.

Applicazioni

Il cavo serve per logging in foro rivestito e scoperto. Sostiene strumenti alimentati elettricamente su una linea da verricello e trasmette energia e dati attraverso il fluido di pozzo.

Dove si utilizza

Quando questo cavo non è adatto

Una slickline è invece un filo pieno privo di conduttore elettrico isolato — serve per operazioni meccaniche. Questo prodotto si distingue anche da un cavo di superficie per petrolio e gas: nulla di una costruzione Type P o NEK 606 sopravvive all’avvolgimento su un tamburo di verricello sotto 40 kN. E se il pozzo è sour, o la temperatura di fondo pozzo supera i 260 °C, o l’operazione avviene senza iniezione di grasso, le pagine collegate qui sotto sono invece il punto di partenza corretto.

Dati tecnici

Tutti i dati riguardano la costruzione standard in acciaio zincato GIPS/GEIPS. Le armature in lega modificano resistenza meccanica ed elettrica — consultare i dati per servizio sour.

Dati meccanici ed elettrici per misura

La resistenza minima d’isolamento della gamma è 457 MΩ·km. La tolleranza del diametro esterno è +0.13 / −0.05 mm per tutte le misure.

Quanto carico utile rimane in profondità?

Il carico di lavoro meno il peso del cavo già nel pozzo fornisce il carico teoricamente disponibile per gli strumenti. Di seguito il peso in acqua della costruzione isolante più pesante è sottratto dal carico massimo di lavoro. Il valore alla profondità scelta è il carico utile statico residuo, prima del margine di sovratiro; densità reale del fluido, attrito e carichi dinamici richiedono verifiche separate.

Leggendo per intero la riga da 3/16″ si osserva un cavo che consuma se stesso: a 7,000 m impiega il 66 % del carico di lavoro per sostenere il proprio peso, lasciando 304 kg per gli strumenti. Il 9/32″ impiega il 52 % alla stessa profondità. Nei cavi piccoli il carico utile disponibile diminuisce proporzionalmente di più con la profondità —, un effetto che la sola tabella dei carichi di rottura non mostra.

Allungamento ed effetto sulla profondità misurata

Allungamento = coefficiente di allungamento × profondità in km × trazione in kN ÷ 5. Esempio per 5,000 m:

Circa ventidue metri di allungamento su un cavo 3/16″ incidono sul posizionamento — applicare la correzione di profondità secondo le procedure di misura e operative approvate, soprattutto prima delle operazioni di perforazione.

Opzioni di isolamento

Norme, designazione e manutenzione del cavo

Come si designano i cavi wireline

Per questa gamma wireline non è indicato un codice di tipo ISO o IEC unico equivalente a uno style UL AWM. Si utilizzano codici descrittivi di prodotto; nelle richieste si incontrano, tra gli altri, due sistemi di designazione.

Il primo descrive la costruzione nel seguente ordine: numero di conduttori — codice isolamento — diametro nominale in millesimi di pollice — fili dell’armatura interna/esterna — materiale dell’armatura — numero di fili del conduttore. Un cavo monoconducente FEP/ETFE da 0.258″, con armatura zincata a 12 fili interni e 18 esterni e conduttore a 19 fili, genera così una sequenza di sei campi. Il secondo sistema è più breve: numero di conduttori, lettera N e diametro in centesimi di pollice, seguiti da isolamento e armatura.

Inviateci il codice disponibile per identificarne la costruzione. Inviateci invece il pozzo e lo scriveremo noi per voi — di solito è più rapido e intercetta le discrepanze che un codice articolo nasconde.

Riferimenti normativi pertinenti

Coppia, birdcaging e riferimento di 20–30 discese

Le armature contrapposte possono presentare una coppia residua dipendente dalla trazione. Un cavo a 40 kN può sviluppare più coppia rispetto a 8 kN. Rotazioni incontrollate o compensazione impedita possono allentare l’armatura, causare birdcaging e danneggiare l’isolamento. Il riferimento della fonte a 20–30 discese per la normalizzazione non è un intervallo universale: seguire condizioni, storico dei carichi e procedura del produttore. Un cavo che si arriccia a terra richiede ispezione; evitare manovre di torsione improvvisate sotto carico.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra wireline e slickline?

La slickline è un filo pieno singolo senza conduttore elettrico isolato — per lavori meccanici. Il cavo wireline contiene un conduttore isolato nell’armatura e può alimentare strumenti e trasmettere telemetria. Questa pagina riguarda cavi wireline.

Perché l’armatura fa parte del circuito elettrico?

Un cavo monoconduttore ha esattamente un conduttore isolato, per cui il percorso di ritorno deve essere costituito dall’armatura e dal foro del pozzo. È per questo che la resistenza in continua dell’armatura compare nella tabella dei dati, ed è per questo che un’armatura corrosa o allentata si manifesta prima di tutto come problema di segnale.

Si può usare una puleggia inferiore al minimo?

Non scendere sotto il diametro minimo prescritto. Pulegge più piccole aumentano la sollecitazione a flessione e il rischio di fatica. I valori da 305 a 533 mm sono minimi — scegliere diametri maggiori verificando anche gola, guida e geometria dell’impianto.

Quali lunghezze sono disponibili?

Le lunghezze continue sono definite per l’intervento e la bobina indicata. Comunicare lunghezza, dimensioni della bobina e capacità delle flange.

Conduttore nudo o nichelato?

Il rame nudo è previsto per pozzi non sour compatibili. In presenza di H₂S è previsto il rame nichelato, perché una singola lesione dell’isolamento in un pozzo sour attacca il rame nudo lungo tutta la lunghezza del cavo anziché in un solo punto.