Wysokotemperaturowy kabel wireline

W wysokotemperaturowym kablu wireline izolacja jest kluczowym elementem doboru cieplnego; ocena musi obejmować również cały kabel i zakończenia. Miedź jest w porządku, pancerz stalowy jest w porządku, a temperatura znamionowa kabla to po prostu parametr polimerowej ścianki między żyłą a pancerzem. Dzięki temu dobór jest wyjątkowo prosty: wybierz materiał, a wybrałeś temperaturę.

Pięć materiałów obejmuje zakres od 149 °C do 315 °C. Polipropylen w 149 °C do płytkich, chłodnych otworów. ETFE i dwuwarstwowy FEP/ETFE w 260 °C. Powyżej PFA. A na szczycie polimer klasy 315 °C, do odwiertów geotermalnych, z zatłaczaniem pary i najgłębszych odwiertów HPHT.

Temperatura nie jest jedynym kryterium doboru; uwzględnienie tylko jej może skutkować konstrukcją odporną na warunki odwiertu, lecz niezdolną do niezawodnej transmisji na powierzchnię. Izolacja ustala także pojemność między żyłą a pancerzem, a to właśnie pojemność zabija telemetrię na długim odcinku. W zakresie przedstawionym na tej stronie pojemność zmienia się od 128 do 223 pF/m — rozrzut 74 % — a najtwardszy materiał jest zarazem najgorszym dielektrykiem. Uczciwa zasada brzmi więc: ETFE tam, gdzie wrogiem są zgniatanie i wyżłobienia, dwuwarstwowy FEP/ETFE do odwiertów poziomych i o wydłużonym zasięgu, PFA do długich odcinków pionowych, gdzie dielektryk musi być właściwy.

Każda izolacja jest dostępna we wszystkich sześciu średnicach, od 3/16″ do 3/8″, z pancerzem ocynkowanym lub pancerzem stopowym do odwiertów z kwaśnym gazem. Temperaturę i korozję trzeba oceniać oddzielnie; gorący odwiert z kwaśnym gazem wymaga uwzględnienia obu, a jedno nie zastępuje drugiego.

Należy jednocześnie do dwóch rodzin: części wgłębnej naszej oferty kabel do sektora ropy i gazu oraz wysokotemperaturowej części naszych konstrukcji fluoropolimerowych. Podaj temperaturę dna, długość odcinka, profil odwiertu i obecność kwaśnego gazu, a przedstawimy dobór materiału do tych warunków.

Budowa

Granicę temperatury potwierdza się dla całej konstrukcji kabla

Kabel wireline to miedź, polimer i stal. Miedź ulega wyżarzeniu, ale w tych temperaturach nie zawodzi; pancerz stalowy pozostaje nienaruszony. Klasa izolacji jest jednym z danych wejściowych do oceny temperatury całego kabla. Nie zmieniaj nic innego, a kabel 149 °C staje się kablem 315 °C.

Pięć wariantów izolacji

Cel podwójnej warstwy izolacji

FEP jest lepszym dielektrykiem niż ETFE, ale jest bardziej miękki; ETFE jest twardszy, lecz gorszy jako dielektryk. Podwójna warstwa wykorzystuje FEP po stronie pola elektrycznego i ETFE od strony pancerza, łącząc właściwości dielektryczne FEP z odpornością ETFE na zgniatanie. Konstrukcję można rozważyć w odwiertach poziomych, gdzie pancerz może naciskać na izolację po dolnej stronie odcinka poziomego; nie jest to automatyczny wybór dla każdego odwiertu.

Uwaga o pochodzeniu wartości 288 °C

Publikowane wartości temperatury PFA do zastosowań wireline nie są jednolite. Dane konstrukcyjne tej strony podają dla PFA 288 °C (550 °F); co najmniej jeden niezależny biuletyn doboru izolacji innego producenta kabli wireline wskazuje 260 °C (500 °F). Różnica może zależeć od grubości ścianki, czasu ekspozycji i zakresu zatwierdzonego przez producenta. Standardowo oferujemy PFA do pracy ciągłej przy 260 °C, a 288 °C potwierdzamy dla konkretnego profilu pracy, nie tylko na podstawie wpisu katalogowego. Jeśli temperatura odwiertu mieści się między 260 a 288 °C, ocenę należy przeprowadzić przed zamówieniem, a nie po operacji.

Zastosowania

Poza zakresem tej strony

Nie jest to przewód wysokotemperaturowy w znaczeniu przewodów połączeniowych i do urządzeń; to oddzielna rodzina wytłaczanych przewodów do okablowania sprzętu, opisana w innej części witryny. Natomiast do pracy bez smarowania kabel wireline z powłoką osiąga pułap 190 °C niezależnie od tego, jaka izolacja jest w środku, ponieważ warstwą ograniczającą jest wtedy powłoka.

Dane techniczne

Pojemność według rozmiaru i izolacji

Pojemność między żyłą a pancerzem, w pF/m. Niższa jest lepsza dla telemetrii i to ta wartość decyduje o długim odcinku.

Tabela wskazuje dwa obszary porównania. ETFE wykazuje wyższą pojemność w rozmiarach, dla których go podano — o 17 % do 19 % więcej niż PFA w tym samym kablu. Ponadto wymienione większe kable mają niższą pojemność, ponieważ ścianka izolacji jest grubsza w stosunku do żyły. Kabel 3/8″ o pojemności 128 pF/m przenosi czystszy sygnał na 7,000 m niż kabel 7/32″ o pojemności 223 pF/m na 3,000 m.

Klasy temperatury

Właściwości, na które wpływa izolacja nie jest zmiana

Wniosek dla doboru: dobór izolacji może wpływać na zachowanie mechaniczne, a także na temperaturę i telemetrię. Nie kosztuje to nic pod względem mechanicznym, więc nie ma powodu, aby zaniżać temperaturę w specyfikacji dla oszczędności masy lub wytrzymałości. Nie ma tu czego oszczędzać.

Pełne dane mechaniczne i elektryczne wszystkich sześciu średnic znajdują się na stronie jednożyłowego kabla wireline strona.

Normy i uwagi do doboru

Jak interpretować temperaturę znamionową

Są to wartości odniesienia dla ciągłej pracy izolacji, nie gwarancje przetrwania pojedynczej operacji ani parametrów całego kabla. Kabel wróci z krótkiego przekroczenia powyżej swojej klasy; czego nie zrobi, to nie wróci ze stu takich przekroczeń. Dobieraj według statycznej temperatury na dnie odwiertu powiększonej o to, co dodają warunki cyrkulacji, a nie według średniej.

Normy

Często zadawane pytania

Jaka jest maksymalna temperatura kabla wireline?

315 °C (600 °F) z izolacją polimerową najwyższej klasy. Powyżej tej wartości ograniczeniem przestaje być kabel, a zaczynają nim być narzędzia, głowica i płyn. Jeżeli pytanie dotyczy geotermii powyżej 350 °C, to inna rozmowa i dotyczy ona konstrukcji z izolacją mineralną, a nie wytłaczanego polimeru.

Czy należy od razu kupić najwyższą dostępną klasę temperatury?

Nie. Opcja 315 °C kosztuje więcej i nic nie daje w odwiercie o temperaturze 180 °C. Ponieważ wybór izolacji nie zmienia wytrzymałości, masy ani średnicy, przewymiarowanie to czysty koszt bez żadnej rekompensaty — inaczej niż przy przewymiarowaniu pancerza, gdzie przynajmniej zyskuje się wytrzymałość.

PFA czy podwójna warstwa FEP/ETFE przy tych samych 260 °C?

PFA do długich odcinków pionowych, ponieważ jego niższa pojemność chroni telemetrię. Dwuwarstwowy FEP/ETFE do odwiertów poziomych i o wydłużonym zasięgu, ponieważ warstwa ETFE przejmuje zgniatanie przez pancerz na odcinku poziomym. Ta sama temperatura, inne mechanizmy uszkodzenia.

Dlaczego kabel z powłoką do pracy bez smarowania ma tylko 190 °C, choć izolacja ma 260 °C?

W opisanej konstrukcji warstwą ograniczającą jest powłoka zewnętrzna. Szczegóły opisano na stronie kabla wireline z powłoką do pracy bez smarowania strona.

Czy można połączyć wysoką temperaturę i pracę w środowisku kwaśnym?

Tak; warunki cieplne i korozyjne należy określić oddzielnie i zweryfikować łącznie. Izolacja jest kluczowa dla doboru cieplnego, a stop pancerza dla oceny odporności na H₂S. Żadne z nich nie kompensuje drugiego. Prześlij analizę płynu wraz z temperaturą.