Jednożyłowy kabel wireline do profilowania odwiertów

Jednożyłowy kabel wireline składa się z jednej izolowanej żyły miedzianej, na którą nawinięto dwie warstwy pancerza stalowego o przeciwnych kierunkach skrętu. Żyła przewodzi zasilanie w dół odwiertu i telemetrię na powierzchnię. Pancerz utrzymuje zestaw narzędzi wgłębnych i stanowi również elektryczny tor powrotny. Dlatego jego stan może ujawnić się w postaci problemu z sygnałem, zanim widoczne stanie się uszkodzenie mechaniczne.

Rodzina obejmuje sześć średnic: od 3/16″ (4.699 mm) do 3/8″ (9.652 mm), o sile zrywającej od 17.35 kN (3,900 lbf) do 66.7 kN (15,000 lbf) i napięciu znamionowym od 1,000 do 1,500 V DC. Izolację dobiera się niezależnie od średnicy: polipropylen przy 149 °C do płytkich, chłodnych odwiertów; ETFE i podwójna warstwa FEP/ETFE przy 260 °C; PFA i polimer klasy 315 °C do gorących odwiertów.

Dobór rozmiaru nie polega wyłącznie na wyborze najwyższej wytrzymałości dostępnej w budżecie. Ciężar własny kabla w wodzie odejmuje się od obciążenia roboczego przed określeniem udźwigu dla zestawu narzędzi. Dlatego 3/8″ nie jest po prostu lepszy od 1/4″: ma dwukrotnie większą masę na metr, wymaga krążka 533 mm zamiast 356 mm, a od pewnej głębokości dodatkowa wytrzymałość służy przenoszeniu dodatkowego ciężaru kabla. W zakładce parametrów przedstawiono obliczenia dla wszystkich sześciu rozmiarów. Szerszy kontekst zastosowania opisuje rozwiązanie kabel do sektora ropy i gazu .

To jest odwiertowy kraniec naszej gamy kabli dla przemysłu naftowego i gazowego; wszystko inne w tej gamie pozostaje na powierzchni, na platformie lub w strefie procesowej. Podaj głębokość, masę zestawu narzędzi, temperaturę na dnie odwiertu oraz to, czy odwiert jest kwaśny. Te cztery liczby przesądzają o średnicy, izolacji i gatunku pancerza — a to cały dobór.

Budowa

Współpraca czterech warstw łączy funkcje elektryczne i mechaniczne. W ten sposób konstrukcja kabla wireline różni się od kabla, do którego jedynie dodano pancerz.

Żyła przewodząca

Wielodrutowa miedź od 20 AWG do 15 AWG, zależnie od średnicy. Standardem jest miedź goła; miedź niklowana jest przewidziana do odwiertów z kwaśnym gazem, w których H₂S może atakować gołą miedź przez uszkodzenie izolacji.

Izolacja

Pojedyncza wytłaczana warstwa izolacji stanowi barierę elektryczną między 1,500 V a uziemionym pancerzem stalowym znajdującym się w płynie otworowym. Materiał określa granicę temperatury i pojemność; zależność między nimi opisano w zakładce norm.

Pancerz wewnętrzny i zewnętrzny

Dwie warstwy drutu stalowego o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, ułożone w przeciwnych kierunkach. Przeciwne kierunki skrętu pomagają ograniczyć rozkręcanie kabla pod obciążeniem; elektryczna ciągłość pancerza jest osobno wymagana do pełnienia funkcji żyły powrotnej. W idealnej geometrii warstwa zewnętrzna zwiększa OD o dwie średnice drutu, a wewnętrzna może zwiększać ją nieco mniej, ponieważ częściowo zagłębia się w izolację.

Gatunek pancerza to GIPS (ocynkowana ulepszona stal linowa) lub GEIPS (gatunek dodatkowo ulepszony) w wykonaniu standardowym. Do odwiertów korozyjnych tę samą geometrię wykonuje się ze stopu S75, S77 lub MP35N, co zmienia wytrzymałość i właściwości elektryczne. Konstrukcję opisano na osobnej stronie.

Zastosowania

Jest to kabel karotażowy do otworów zarurowanych i niezarurowanych. Utrzymuje zasilane narzędzia na końcu linii wyciągowej w zastosowaniach wymagających przesyłu prądu w dół i danych na powierzchnię, na głębokości, w płynie otworowym.

Miejsca zastosowania

Gdzie ten kabel nie jest odpowiedni

Nie jest to slickline — klasyczna linka slickline nie ma izolowanej żyły elektrycznej i nie zasila narzędzia. Różni się również od kabla powierzchniowego dla ropy i gazu: nic w konstrukcji Type P ani NEK 606 nie wytrzymuje nawijania na bęben wciągarki przy 40 kN. A jeżeli odwiert jest kwaśny, temperatura na dnie przekracza 260 °C lub operacja przebiega bez wtrysku smaru, właściwym punktem wyjścia są zamiast tego siostrzane strony podlinkowane poniżej.

Dane techniczne

Wszystkie wartości dotyczą standardowej konstrukcji ze stali ocynkowanej (GIPS/GEIPS). Pancerz stopowy zmienia wytrzymałość i rezystancję pancerza; dane te znajdują się na stronie pracy w środowisku kwaśnym.

Parametry mechaniczne i elektryczne według rozmiaru

Minimalna rezystancja izolacji w całym zakresie wynosi 457 MΩ·km. Tolerancja OD wynosi +0.13 / −0.05 mm dla wszystkich rozmiarów.

Ile udźwigu zabiera ciężar własny kabla wraz z głębokością?

Po odjęciu ciężaru kabla znajdującego się w odwiercie od obciążenia roboczego otrzymuje się udźwig dostępny dla zestawu narzędzi. Poniżej od maksymalnego obciążenia roboczego odjęto ciężar w wodzie najcięższego wariantu izolacji. W kolumnie danej głębokości podano pozostały udźwig przed uwzględnieniem rezerwy na dodatkowy naciąg.

W wierszu 3/16″ widać rosnący udział ciężaru własnego: przy 7,000 m kabel wykorzystuje 66 % obciążenia roboczego do utrzymania własnego ciężaru, a na narzędzia pozostaje 304 kg. Kabel 9/32″ przy tej samej głębokości wykorzystuje 52 %. Mniejszy kabel ma niższą początkową nośność, a wraz z głębokością proporcjonalnie szybciej maleje udźwig dostępny dla narzędzi, czego nie pokazuje sama tabela sił zrywających.

Wydłużenie i jego wpływ na pomiar głębokości

Wydłużenie = współczynnik wydłużenia × głębokość w km × naciąg w kN ÷ 5. Obliczenie dla odcinka 5,000 m:

Dwadzieścia dwa metry wydłużenia na odcinku 3/16″ nie są błędem zaokrąglenia i mogą wpłynąć na trafienie w planowany interwał perforacji. Dla małych rozmiarów należy uwzględnić korektę głębokości.

Warianty izolacji

Normy, oznaczenia i konserwacja kabla

Jak oznacza się kable wireline

Źródło opisuje oznaczanie kabli wireline w branży za pomocą kodów, zamiast wskazywać jeden numer ISO lub IEC porównywalny ze stylem UL AWM: opisowe kody wyrobu; w zapytaniach ofertowych można spotkać dwie rodziny kodów.

Pierwsza opisuje konstrukcję w kolejności: liczba żył — kod izolacji — nominalna OD w tysięcznych częściach cala — liczba drutów pancerza wewnętrznego/zewnętrznego — materiał pancerza — liczba drutów żyły. Jednożyłowy kabel FEP/ETFE o średnicy 0.258″, z 12 drutami pancerza wewnętrznego i 18 zewnętrznego, ocynkowanymi, oraz żyłą 19-drutową opisuje więc sześciopolowy kod w tej kolejności. Druga rodzina jest krótsza: liczba żył, litera N i OD w setnych częściach cala, z dopisanym rodzajem izolacji i pancerza.

Prześlij dowolny z tych kodów, a go zinterpretujemy. Możesz również przesłać warunki odwiertu, a przygotujemy kod. Może to przyspieszyć dobór i pomóc wykryć niezgodności niewidoczne w samym numerze wyrobu.

Normy mające zastosowanie

Moment skręcający, deformacja koszykowa i referencyjny odstęp 20–30 zjazdów

W pancerzu o przeciwnych kierunkach skrętu może pozostawać moment szczątkowy, który może rosnąć wraz z naciągiem. Kabel przy 40 kN dąży do obrotu znacznie bardziej niż ten sam kabel przy 8 kN. Jeżeli ten obrót nie zostanie dopuszczony, a następnie uwolniony w sposób kontrolowany, zewnętrzny pancerz miejscami się rozluźnia, kabel tworzy klatkę, a żyła zostaje ściśnięta aż do zwarcia z pancerzem. Normalizowanie kabla co 20 do 30 zjazdów ściąga rozluźnione obszary z powrotem. Kabel, który skręca się, leżąc na ziemi, mówi, że termin już minął.

Często zadawane pytania

Czym różnią się wireline i slickline?

Klasyczna slickline to pojedynczy pełny drut bez izolowanej żyły elektrycznej, przeznaczony do prac mechanicznych. Kabel wireline zawiera izolowaną żyłę wewnątrz pancerza, dzięki czemu może zasilać narzędzia i przesyłać telemetrię. Wszystkie produkty na tej stronie to kable wireline.

Dlaczego pancerz jest częścią obwodu elektrycznego?

Kabel jednożyłowy ma dokładnie jedną izolowaną żyłę, więc drogą powrotną musi być pancerz i otwór wiertniczy. Dlatego rezystancja pancerza dla prądu stałego znajduje się w tabeli danych technicznych i dlatego skorodowany lub rozluźniony pancerz ujawnia się najpierw jako problem sygnałowy.

Czy można zastosować krążek mniejszy od minimalnego?

Można, a zapłaci za to kabel. Poniżej minimalnej średnicy krążka zewnętrzne druty pancerza przy każdym przejściu odkształcają się trwale zamiast się zginać, a trwałość zmęczeniowa gwałtownie spada. Wartości od 305 do 533 mm w tabeli danych technicznych to minima, a nie wartości docelowe — większa jest zawsze lepsza.

Jakie długości są dostarczane?

Długości ciągłe produkuje się dla planowanego odcinka i wskazanego rozmiaru bębna. Oprócz długości podaj wymiary bębna i pojemność ograniczoną jego kołnierzami.

Żyła goła czy niklowana?

Goła miedź do odwiertów bez kwaśnego gazu. Miedź niklowana wszędzie tam, gdzie H₂S jest obecny, ponieważ pojedyncze przerwanie izolacji w odwiercie kwaśnym atakuje gołą miedź na całej długości kabla, a nie w jednym punkcie.