Cabo de linha monocondutor para perfilagem

Um cabo de linha monocondutor é um único condutor de cobre isolado com duas camadas contra-helicoidais de armadura de aço enroladas sobre ele. O condutor leva a energia para baixo e a telemetria de volta para cima. A armadura suporta a coluna de ferramentas — e é também a via de retorno elétrico, razão pela qual o estado da armadura costuma manifestar-se como um problema de sinal antes de alguém o notar como um problema mecânico.

A família é fabricada em seis diâmetros, 3/16″ (4.699 mm) to 3/8″ (9.652 mm), com resistências à rutura desde 17.35 kN (3,900 lbf) to 66.7 kN (15,000 lbf) e classificações de 1000 a 1500 V DC. O isolamento é escolhido separadamente do diâmetro: polipropileno a 149 °C para poços rasos e frios; ETFE e FEP/ETFE de dupla camada a 260 °C; PFA e um polímero de classe 315 °C para os quentes.

Escolher um tamanho não é «pegar no mais resistente que o orçamento permite». O próprio peso do cabo na água é subtraído da sua carga de trabalho antes de a coluna de ferramentas receber alguma, por isso um cabo de 3/8″ não é simplesmente melhor do que um de 1/4″: pesa o dobro por metro, precisa de uma roldana de 533 mm em vez de 356 mm, e passada uma certa profundidade a resistência extra é gasta a transportar o cabo extra. O separador Especificações tem essa aritmética resolvida para os seis tamanhos em vez de o deixar fazê-la. Para o contexto de aplicação mais amplo, consulte a cabos para petróleo e gás correspondente.

Esta é a extremidade de fundo de poço da nossa gama de cabos de petróleo e gás; tudo o resto nessa gama permanece à superfície, na plataforma ou na área de processo. Envie a profundidade, o peso da coluna de ferramentas, a temperatura de fundo de poço e se o poço é sour. Esses quatro números determinam o diâmetro, o isolamento e o grau de armadura — que é toda a seleção.

Construção

Quatro camadas, e cada uma delas realiza trabalho estrutural além de elétrico. É isso que distingue um cabo de linha de um cabo que simplesmente tem armadura.

Condutor

Cobre encordoado, de 20 AWG a 15 AWG dependendo do diâmetro. O cobre nu é o padrão; cobre niquelado é especificado para poços sour, onde o H₂S atacará o cobre nu através de qualquer rutura no isolamento.

Isolamento

Uma única parede extrudida, e a única coisa entre 1500 V e uma armadura de aço ligada à terra que está imersa em fluido de poço. O material determina o limite de temperatura e a capacitância — consulte o separador Normas para ver como os dois se compensam.

Armadura interior e exterior

Duas camadas de fio de aço de alta resistência dispostas em direções opostas. A disposição contra-helicoidal é o que impede o cabo de se desenrolar sob carga, e é também o que torna a armadura um condutor de retorno utilizável. A camada exterior acrescenta sempre exatamente dois diâmetros de fio ao OD; a camada interior encaixa-se no isolamento e acrescenta ligeiramente menos.

O grau de armadura é GIPS (aço de arado galvanizado melhorado) ou GEIPS (extra melhorado) como padrão. Para poços corrosivos, a mesma geometria é fabricada em liga S75, S77 ou MP35N — isso altera a resistência e, mais importante, o comportamento elétrico. Tem a sua própria página.

Aplicações

Este é um cabo de perfilagem para poço revestido e poço aberto. Faz funcionar ferramentas alimentadas na extremidade de uma linha de guincho: qualquer coisa que precise de corrente para baixo e dados de volta, em profundidade, através do fluido do poço.

Onde é utilizado

Quando não é o cabo adequado

Não é um slickline — não há condutor no slickline nem forma de alimentar uma ferramenta. Não é um cabo de superfície para petróleo e gás: nada numa construção Type P ou NEK 606 sobrevive a ser enrolado num tambor de guincho sob 40 kN. E se o poço é sour, ou a temperatura de fundo de poço ultrapassa os 260 °C, ou a operação decorre sem injeção de graxa, as páginas irmãs ligadas abaixo são o ponto de partida certo em vez disso.

Especificações

Todos os números são para a construção padrão de aço galvanizado (GIPS/GEIPS). A armadura de liga altera a resistência e a resistência da armadura — esses números estão na página de serviço sour.

Mecânico e elétrico, por tamanho

A resistência mínima de isolamento é 457 MΩ·km em toda a gama. A tolerância do OD é +0.13 / −0.05 mm em todos os tamanhos.

A que profundidade o cabo começa a suportar-se a si próprio?

A carga de trabalho menos o peso do cabo já presente no poço é o que a coluna de ferramentas realmente recebe. Abaixo, o peso em água da construção de isolamento mais pesada, subtraído da carga de trabalho máxima. Leia horizontalmente até à profundidade que utiliza, e esse número é a sua carga útil restante, antes da tolerância de sobretensão.

Leia a linha de 3/16″ e verá um cabo a consumir-se a si próprio: a 7000 m já gastou 66 % da sua carga de trabalho a transportar o seu próprio peso, e apenas restam 304 kg para as ferramentas. O de 9/32″ gasta 52 % à mesma profundidade. O cabo pequeno não é apenas mais fraco — torna-se proporcionalmente mais fraco quanto mais fundo se vai, uma aritmética que uma tabela de resistências à rutura esconde.

O alongamento, e o que faz à sua profundidade

Alongamento = coeficiente de alongamento × profundidade em km × tensão em kN ÷ 5. Calculado para uma corrida de 5000 m:

Vinte e dois metros de alongamento numa corrida de 3/16″ não é um erro de arredondamento — é a diferença entre perfurar o intervalo certo e o que está logo acima. A correção de profundidade não é opcional nos tamanhos pequenos.

Opções de isolamento

Normas, designação e cuidado do cabo

Como são designados os cabos de linha

Não existe um único número ISO ou IEC para o cabo de linha, como existe para um estilo UL AWM. A indústria funciona com códigos de peça descritivos, e há duas famílias que verá num pedido de cotação.

O primeiro detalha a construção por ordem: número de condutores — código de isolamento — OD nominal em milésimas de polegada — número de fios de armadura interior/exterior — material da armadura — número de fios do condutor. Assim, um cabo monocondutor, FEP/ETFE, de 0,258″, galvanizado 12 sobre 18, de 19 fios, lê-se como uma cadeia de seis campos exatamente nessa ordem. A segunda família é mais curta: um número de condutores, a letra N e o OD em centésimos de polegada, com o isolamento e a armadura acrescentados.

Envie-nos qualquer um dos dois e nós interpretamo-lo. Envie-nos antes os dados do poço e nós redigimo-lo por si — normalmente é mais rápido e apanha as incompatibilidades que um número de peça esconde.

Normas que realmente se aplicam

Torção, birdcaging e a regra das 20 a 30 corridas

A armadura contra-helicoidal deixa sempre uma torção residual, que aumenta com a tensão. Um cabo sob 40 kN tende a rodar muito mais do que o mesmo cabo sob 8 kN. Se essa rotação não for permitida e depois libertada de forma controlada, a armadura exterior afrouxa em zonas, o cabo forma um birdcage, e o condutor comprime-se até fazer curto-circuito com a armadura. Normalizar o cabo a cada 20 a 30 corridas volta a apertar as zonas soltas. Um cabo que enrola quando está deitado no chão está a dizer-lhe que já está atrasado.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre wireline e slickline?

O slickline é um único fio sólido sem condutor — apenas trabalho mecânico. O cabo wireline tem um condutor isolado dentro da armadura, pelo que pode alimentar ferramentas e transportar telemetria. Tudo nesta página é wireline.

Porque é que a armadura faz parte do circuito elétrico?

Um cabo monocondutor tem exatamente um condutor isolado, pelo que a via de retorno tem de ser a armadura e o poço. É por isso que a resistência DC da armadura está na tabela de especificações, e por isso uma armadura corroída ou solta se manifesta primeiro como um problema de sinal.

Posso usar uma roldana mais pequena do que o mínimo?

Pode, e o cabo pagará por isso. Abaixo do diâmetro mínimo da roldana, os fios da armadura exterior cedem em cada passagem em vez de fletirem, e a vida à fadiga cai drasticamente. Os números de 305 a 533 mm na tabela de especificações são mínimos, não objetivos — maior é sempre melhor.

Que comprimentos são fornecidos?

Os comprimentos contínuos são fabricados sob medida para a corrida, no tamanho de tambor que especificar. Diga-nos as dimensões da bobina e a capacidade da flange juntamente com o comprimento.

Condutor nu ou niquelado?

Cobre nu para poços doces. Cobre niquelado onde quer que o H₂S está presente, porque uma única rutura no isolamento num poço sour atacará o cobre nu ao longo de todo o cabo em vez de num só ponto.