Одножильный каротажный кабель

Одножильный каротажный кабель — это одна изолированная медная жила с двумя слоями стальной брони, навитыми поверх неё в противоположных направлениях. Жила передаёт питание вниз и телеметрию обратно наверх. Броня несёт инструментальную сборку — и одновременно служит электрическим обратным путём, поэтому состояние брони обычно проявляется как проблема с сигналом ещё до того, как его замечают как механическую проблему.

Линейка выпускается в шести диаметрах, 3/16″ (4.699 mm) to 3/8″ (9.652 mm), с разрывной прочностью от 17.35 kN (3,900 lbf) to 66.7 kN (15,000 lbf) и номиналами от 1000 до 1500 В пост. тока. Изоляция выбирается независимо от диаметра: полипропилен при 149 °C для неглубоких холодных скважин; ETFE и двухслойный FEP/ETFE при 260 °C; PFA и полимер класса 315 °C для горячих скважин.

Выбор размера — это не «взять самый прочный, который позволяет бюджет». Собственный вес кабеля в воде вычитается из его рабочей нагрузки прежде, чем что-либо достаётся инструментальной сборке, поэтому кабель 3/8″ не просто лучше, чем 1/4″: он вдвое тяжелее на метр, требует шкив 533 мм вместо 356 мм, и после определённой глубины дополнительная прочность расходуется на переноску самого дополнительного кабеля. На вкладке «Технические характеристики» эта арифметика уже просчитана для всех шести размеров, а не оставлена вам для расчёта. Более широкий контекст применения см. на странице кабелей для нефти и газа соответствующего решения.

Это забойный конец нашей линейки нефтегазовых кабелей; всё остальное в этой линейке остаётся на поверхности, на платформе или в технологической зоне. Сообщите глубину, вес инструментальной сборки, забойную температуру и является ли скважина сернистой. Эти четыре параметра определяют диаметр, изоляцию и марку брони — то есть весь выбор целиком.

Конструкция

Четыре слоя, и каждый из них выполняет как конструктивную, так и электрическую функцию. Именно это отличает каротажный кабель от кабеля, который просто имеет броню.

Жила

Многопроволочная медь, от 20 AWG до 15 AWG в зависимости от диаметра. Голая медь — стандарт; никелированная медь указывается для сернистых скважин, где H₂S будет разрушать голую медь через любой пробой изоляции.

Изоляция

Единственная экструдированная стенка — и это единственное, что отделяет 1500 В от заземлённой стальной брони, находящейся в скважинном флюиде. Материал определяет предельную температуру и ёмкость — см. вкладку «Стандарты», где показан этот компромисс.

Внутренняя и наружная броня

Два слоя высокопрочной стальной проволоки, уложенных в противоположных направлениях. Именно свивка в противоположных направлениях удерживает кабель от раскручивания под нагрузкой, а также делает броню пригодным обратным проводником. Наружный слой всегда добавляет ровно два диаметра проволоки к наружному диаметру; внутренний слой вписывается в изоляцию и добавляет чуть меньше.

Марка брони — GIPS (улучшенная оцинкованная плужная сталь) или GEIPS (усиленная дополнительно) в качестве стандарта. Для коррозионных скважин та же геометрия изготавливается из сплава S75, S77 или MP35N — это меняет прочность и, что важнее, электрическое поведение. Для неё есть отдельная страница.

Применения

Это каротажный кабель для обсаженного и открытого ствола. Он питает приборы на конце лебёдочной линии: всё, что нуждается в подаче тока вниз и получении данных обратно, на глубине, через скважинный флюид.

Где применяется

Когда этот кабель не подходит

Это не слик-лайн — в слик-лайне нет жилы и нет способа запитать прибор. Это не поверхностный нефтегазовый кабель: ни одна конструкция Type P или NEK 606 не выдержит намотки на барабан лебёдки под нагрузкой 40 кН. А если скважина сернистая, забойная температура превышает 260 °C, или операция ведётся без инжекции смазки, правильной отправной точкой станут родственные страницы по ссылкам ниже.

Спецификации

Все значения приведены для стандартной конструкции из оцинкованной стали (GIPS/GEIPS). Броня из сплава меняет прочность и сопротивление брони — эти цифры приведены на странице сернистой среды.

Механические и электрические характеристики по размеру

Минимальное сопротивление изоляции составляет 457 МОм·км по всей линейке. Допуск наружного диаметра — +0.13 / −0.05 mm для всех размеров.

На какой глубине кабель начинает нести собственный вес?

Рабочая нагрузка за вычетом веса кабеля, уже находящегося в скважине, — вот что фактически достаётся инструментальной сборке. Ниже приведён вес в воде для самой тяжёлой конструкции изоляции, вычтенный из максимальной рабочей нагрузки. Найдите нужную глубину по строке, и полученное число — это оставшаяся полезная нагрузка до учёта запаса на перетяжку.

Прочитайте строку 3/16″ по всей длине — и вы увидите, как кабель «съедает сам себя»: на 7000 м он уже израсходовал 66 % своей рабочей нагрузки на переноску собственного веса, и на приборы остаётся всего 304 кг. Кабель 9/32″ на той же глубине расходует 52 %. Тонкий кабель не просто слабее — он становится пропорционально слабее с увеличением глубины, а этой арифметики не видно в обычной таблице разрывных прочностей.

Удлинение и как оно влияет на вашу глубину

Удлинение = коэффициент удлинения × глубина в км × натяжение в кН ÷ 5. Рассчитано для участка 5000 м:

Двадцать два метра удлинения на участке 3/16″ — это не ошибка округления, а разница между перфорацией нужного интервала и интервала над ним. Коррекция глубины не является опциональной для малых размеров.

Варианты изоляции

Стандарты, обозначение и уход за кабелем

Как обозначаются каротажные кабели

Единого номера ISO или IEC для каротажного кабеля, как это есть для стиля UL AWM, не существует. Отрасль работает на основе описательных кодов деталей, и в запросе коммерческого предложения вы встретите два семейства таких кодов.

Первое подробно описывает конструкцию по порядку: число жил — код изоляции — номинальный наружный диаметр в тысячных долях дюйма — число проволок внутренней/наружной брони — материал брони — число прядей жилы. Так, одножильный кабель FEP/ETFE диаметром 0,258″, оцинкованный 12 на 18, 19-проволочный, записывается строкой из шести полей именно в таком порядке. Второе семейство короче: число жил, буква N и наружный диаметр в сотых долях дюйма, с добавлением изоляции и брони.

Пришлите нам любой из этих кодов, и мы его расшифруем. Пришлите нам вместо этого данные скважины, и мы составим код за вас — обычно это быстрее и позволяет выявить несоответствия, которые скрывает артикул.

Действительно применимые стандарты

Крутящий момент, «птичья клетка» (birdcaging) и правило 20–30 спусков

Броня со встречной свивкой всегда оставляет остаточный крутящий момент, который растёт с натяжением. Кабель под нагрузкой 40 кН стремится вращаться гораздо сильнее, чем тот же кабель под нагрузкой 8 кН. Если это вращение не допускается, а затем высвобождается неконтролируемым образом, наружная броня ослабевает участками, кабель образует «птичью клетку», а жила сжимается вплоть до замыкания на броню. Нормализация кабеля каждые 20–30 спусков стягивает ослабленные участки обратно. Кабель, который скручивается, лёжа на земле, сигнализирует, что нормализация уже просрочена.

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между wireline и slickline?

Слик-лайн — это одна сплошная проволока без жилы, предназначенная только для механической работы. Каротажный кабель wireline имеет изолированную жилу внутри брони, поэтому может питать приборы и передавать телеметрию. Всё на этой странице относится к wireline.

Почему броня является частью электрической цепи?

Одножильный кабель имеет ровно одну изолированную жилу, поэтому обратным путём должны служить броня и сама скважина. Именно поэтому сопротивление постоянному току брони указано в таблице характеристик, и именно поэтому корродированная или ослабленная броня в первую очередь проявляется как проблема с сигналом.

Можно ли использовать шкив меньше минимального?

Можно, и кабель за это заплатит. Ниже минимального диаметра шкива проволоки наружной брони при каждом проходе не изгибаются, а деформируются пластически, и усталостный ресурс резко падает. Значения от 305 до 533 мм в таблице характеристик — это минимумы, а не целевые значения: чем больше, тем всегда лучше.

Какие длины поставляются?

Непрерывные длины изготавливаются под конкретный спуск, на указанный вами размер барабана. Сообщите нам размеры катушки и вместимость по фланцам вместе с длиной.

Голая или никелированная жила?

Голая медь для несернистых скважин. Никелированная медь везде, где H₂S, потому что единственный пробой изоляции в сернистой скважине будет разрушать голую медь по всей длине кабеля, а не в одной точке.