СКАЧАТЬ:  referat-karotazhnye-kabeli.zip [518,81 Kb] (cкачиваний: 330)

Содержание

Каротажные кабели. Общие сведения…………………………………………..….3

Техническая характеристика и конструкция каротажных кабелей…………..…..5

Условия и правила эксплуатации кабеля………………………………………....12

Спуск кабеля в скважину………………………………………………..........14

Ремонт кабеля………………………………………………………………….. ..…16

Признаки утечек в кабеле……………………………………………….........16

Отыскание мест утечек в оплетенном и шланговых кабелях……………...17

Отыскание мест утечек в бронирован­ных кабелях………………………....20

Определение места обрыва токоведущей жилы бронированного кабеля…22

Сращивание кабелей и соединение их с каротажным зондом

и измерительными приборами…………………………………………….……....23

Сращивание    кабеля   пайкой…………………………………….………23 

Сращивание кабеля соединительными пат­ронами…………………...…….24

Соединение оплетенного и шлангового кабелей с каротажным зондом

      и глубинными приборами……………………………………………...26

Сращивание бронированного кабеля……………………………….…….....28

Соединение бронированного кабеля с каротажным зондом и

      измерительными приборами…………………………………………..30

Разметка кабеля………………………………………………………………….…34

Разметка кабеля на буровой………………………………………………….34

Разметка кабеля на разметочной установке………………..……………….34

Удлинение кабеля………………………………………………………...…..36

Каротажные кабели

Проведение геофизических исследований скважин — сложный технологический процесс. Спуск прибора в скважину, его пере­мещение в процессе измерений и подъем на поверхность осу­ществляются с помощью специализированного спуско-подъемного оборудования и аппаратуры. Спуско-подъемное оборудование вклю­чает следующие основные элементы:

1)      кабель;

2)      подъемник, на котором установлена лебедка;

3)      блок-баланс (направляющий ролик);

4)      сельсинная передача.

Промыслово-геофизический кабель — очень важный элемент гео­физического оборудования и должен соответствовать ряду жестких требований.

Прежде всего кабель предназначен для спусков геофизических приборов в скважину и подъема их на поверхность. При этом по его длине определяют глубину нахождения прибора. Кабель дол­жен обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать соб­ственную массу, массу прибора и дополнительные нагрузки, воз­никающие в процессе подъема приборов за счет трения о стенки скважины, прилипания к глинистой корочке и др. Кроме того, ка­бель должен быть эластичным и сильно не удлиняться под дей­ствием нагрузок.

Кабель является каналом связи между скважинным прибором и наземной аппаратурой. По нему подается электрический ток для питания скважинного прибора, осуществляется управление элект­ронной схемой, передается на поверхность измеряемый сигнал, ре­гистрируемый измерительной аппаратурой. Токоведущие жилы дол­жны быть надежно изолированы от окружающей среды, которая характеризуется высокими давлениями и температурами и часто бывает агрессивной.

В соответствии с назначением и условиями эксплуатации каротажный кабель  должен  обладать:

1)  механической прочностью жил и внешних покровов, позволяющей кабелю выдерживать вес грузов и глубинных приборов, а также нагрузку, возникающую при спуско-подъемных операциях (силы трения о стенки скважины и глинистый раствор) и при прихватах;

2)  надежным электрическим сопротивлением изоляции жил, сохра­няющей это свойство при высоком электрическом напряжении, большом гидростатическом давлении и максимальной температуре на забое сква­жины, а также при наличии нефти, газа и всевозможных химических примесей в глинистом растворе;

3) гибкостью, позволяющей наматывать кабель на барабан лебедки и пропускать через ролик блок-баланса под сильным натяжением без повреждения жилы и покрывающей ее изоляции;

4) достаточной механической прочностью наружного покрытия (оплетки   или   брони);

5) минимальным электрическим (активным) сопротивлением токоведущей   жилы;

6) геометрической и электрической симметрией жил, сводящей до минимума погрешности от индуктивных помех, наблюдаемых при каро­тажных   измерениях;

7)  небольшим наружным диаметром;

8) минимальным постоянным (остаточным) и временным (упругим) удлинениями.

Согласно требованиям отраслевого стандарта к геофизическим кабелям («Кабели грузонесущие геофизические бронированные. Об­щие технические условия». М., Минтопэнерго РФ, 2000 и «Техничес­кое описание и инструкция по эксплуатации грузонесущих геофи­зических бронированных кабелей». М., Минтопэнерго РФ и МПР РФ 1998), их характеристики должны удовлетворять условиям:

— разрывное усилие —10 — 130кН;

— термостойкость — 90 — 200 °С;

— электрическое сопротивление токопроводящей жилы — не бо­лее 6 — 40 Ом/км при 20 °С;

— емкость — 0,06 — 0,09 мкФ/км между жилой и броней, 0,10— 0,14 мкФ/км между двумя жилами;

— максимальное рабочее напряжение — 600 В;

— минимальный пробег до списания — 1800— 2200 км.

Техническая характеристика и конструкция каротажных кабелей

Каротажные кабели существующих конструкций в зависимости от их назначения можно подразделить на следующие группы:

1)      кабели одножильные в защитной броне из стальных проволок (КОБД);

2)      кабели трехжильные в защитной оплетке из льняной пряжи или корде, резиновом шланге и броне из стальных проволок (КТО, КТШ, КТШН, КТБ);

3)      кабели семижильные в броне из стальных проволок (КСБ). Марки изготовляемых кабелей и их применение указаны в табл. 1.

По конструкции кабели бывают оплеточные, шлан­говые и бронированные. Каждому типу кабеля присвоен шифр. На­пример, шифр КГ1-24-180 означа­ет: КГ - кабель геофизический, 1- число жил, 24 - номинальное разрывное усилие (в кН),180 - максимальная рабочая температу­ра (в °С). Например, производ­ственные мощности уфимского за­вода «Уфимкабель» и Белорецкого металлургического комбината позволяют производить одно-(КП-70-90, КП-27-130, КГ1-50-130 и др.), трех- (КГЗ-57-130, КГЗ-57-180, КГЗ-60-150 и др.) и семи­жильные (КГ7-72-180, КГ7-60-150 и др.) кабели. В названии могут присутствовать также буквы, обо­значающие дополнительные воз­можности кабеля. Например, КГ1-30-90СВ - кабель марки КГ1-55-90- сероводородостойкий.

В  каротажных кабелях можно   выделить следующие основные эле­менты:

1)      токопроводящую часть жилы;

2)      изоляцию;

3)      грузонесущую   часть;

4)      защитные покровы (оплетку, шланг, броню).

В оплетенных и шланговых кабелях типов КТО и КТШ функции токопроводящей и грузонесущей частей совмещены в токопроводящей жиле.

Жилы кабеля (кроме электрического сопротивления) обладают индуктивностью и емкостью относительно земли и друг друга. Для кабеля в оплетке и шланге, намотанного на барабан лебедки, индук­тивность жилы по однопроводной линии изменяется в зависимости от длины и типа кабеля и лебедки. При размотке кабеля его индук­тивность быстро уменьшается. У бронированных кабелей индуктив­ность жил значительно меньше, чем у оплеточных.

В промысловой геофизике высокие требования предъявляются к электрической изоляции жил кабеля с целью предотвращения ис­кажения результатов измерений вследствие утечек тока. Сопротив­ление изоляции нового кабеля составляет не менее 15000 МОм пересчета на 1 км при измерении непос­редственно после изготовления и 0,5 — 20 МОм в процессе эксплуа­тации. С повышением температу­ры, а также при износе кабеля со­противление изоляции уменьша­ется, но оно не должно быть ниже нескольких миллионов Ом.

При работе в скважинах, температура которых не превышает 100-120 °С, изоляцию для токоведущих жил изготовляют из спе­циальной термостойкой резины; для работы в средах, температура которых достигает 180 — 200 °С, изоляцию выполняют из фторопла­ста различных марок.

В бронированных кабелях типов КОБД и КГБ функции грузонесущего и защитного покровов совмещены в броне, которая одновременно является и токоведущей жилой (как обратный провод -«земля»).

В кабелях с оплеточным или шланговым покрытием токопроводящие жилы одновременно несут и механическую нагрузку, поэто­му скручены они из медных и стальных проволок. В бронированных кабелях механическую нагрузку несет верхняя стальная оплетка, два слоя которой скручены из стальной проволоки. Устройство брониро­ванных кабелей показано на рис.1а.

В настоящее время при проведении геофизических исследований в глубоких скважинах, бурящихся на нефть и газ, оплеточные и шланговые кабели применяют ограниченно. Чаще всего используют бронированный кабель.

Бронированный кабель обладает более высокой прочностью при меньшем диаметре, выпускается кусками большой строительной длины, меньше подвержен влиянию нефти и газа. Это позволяет ис­пользовать его для исследования глубоких и сверхглубоких скважин. Этот кабель обеспечивает высокую проходимость в скважинах, за­полненных тяжелым буровым раствором. Бронированный кабель позволяет проводить исследования в эксплуатационных скважинах под давлением через лубрикатор.

Механическая прочность грузонесущей части кабеля и характер за­щитных покровов определяют допустимую глубину скважины и область преимущественного применения  кабелей.

Жилы кабелей типов КТО и КТШ — сталемедные, что обеспечивает достаточную механическую прочность при сравнительно небольшом электрическом (активном) сопротивлении токопроводящей жилы.

Конструкция токопроводящей жилы определяется требуемой величиной разрывной прочности и продельной величиной электрического сопротив­ления кабеля. Основные конструктивные данные жил приведены в табл. 2.

Поверх токопроводящей жилы наложена изоляционная резина, радиальная толщина которой определяется требуемым сопротивлением изоляции, величиной механических усилий, действующих на жилу, и средой, в которой работает кабель.

Для большей стойкости против раздавливания жилы кабелей типов КТО и КТШ имеют обмотку из прорезиненной тканевой ленты (миткаля). Тканевая лента обычно окрашена соответственно требуемой расцветке жил.

Отдельные изолированные жилы трехжильных кабелей скручены. Наружные промежутки между жилами имеют заполнение из резины или хлопчатобумажной ткани. Такое заполнение уменьшает удельное давление на изоляцию жил при прохождении кабеля через ролик блок-баланса; при этом уменьшается давление на оплетку.

Кабели КТО-1 и КТО-2, работающие при небольших нагрузках, изго­товляют без заполнения.

В кабелях КОБД-4 поверх нефтестойкой оболочки (шланга) наложена оплетка из хлопчатобумажной ткани, пропитанной противогнилостным составом.

В кабеле КОБД-4 оплетка предохраняет резиновую изоляцию от непосредственного действия жестких стальных проволок брони и оказы­вает механическое сопротивление резиновой изоляции во время наложе­ния стальных проволок.

Наружные защитные покровы выполнены в виде оплетки из прочных крученых нитей (КТО), резинового шланга (КТШ и КТШН) и брони из стальных проволок (КОБД-4).

Оплетку кабелей типа КТО изготовляют из крученой льняной пряжи или кордной нити. Для предохранения от гниения оплетку последователь­но пропитывают двумя составами: сначала составом, содержащим антисеп­тики, а затем более тугоплавким (с температурой плавления не менее 90°) составом, создающим прочную корку на поверхности оплетки.

Таблица1

¹ – Вес груза, опускаемого в скважину, определяется параметрами глинистого раствора. Груз 800 кг можно опускать в скважину только при глинистом растворе уд. веса более 1,8 и большой вязкости.

² – Прострелочные работы в не заполненных жидкостью скважинах разрешается производить при условии, если статический уровень не более 1200 м.

³ – В зимних условиях (при температуре —10° и ниже) кабель КТШ-2 можно использовать в качестве защитного покрытия от замерзания кабелей КТО-2 и КТО-4; на подъемнике для этого к кабелю КТО на лебедке присоединяют кабель КТШ-2 длиной 150—200 м и укладывают его поверх кабеля КТО.

⁴ – Кабель КТШН-4 для каротажных работ в наклонно-направленных скважинах использовать не рекомендуется, а прострелочные работы можно производить только в скважинах, заполненных жидкостью до устья.

Таблица 2

Шланговую оболочку кабелей типа КТШ изготовляют из резины РТ-1, а кабелей КТШН и КОБД-4 – из резины РСШ-1.

Защитный покров кабеля КОБД-4 выполняют на стальной оцинко­ванной канатной проволоки, накладываемой двумя слоями в противополож­ных направлениях: внутренний слой из проволок диаметром 0,8 мм, а наружный — из проволок диаметром 1,1 мм.

Размещение грузонесущей части на поверхности кабеля КОБД-4 по­зволило уменьшить его наружный диаметр до 8,5 мм (наружный диаметр у кабеля КТО-4 равен 24 мм).

Каротажные кабели показаны на рис. 1, технические данные приме­няемых каротажных кабелей приведены в табл. 3.

Таблица   3

Рис.   1.   Конструкции каротажных кабелей.

а) кабель КТО-4:  

1 — льняная пропитанная битумом оплетка; 2 –– миткалевая лента; 3 — цвет­ная прорезиненная ткань; 4— изоляционная резина жилы; 5 — стальные проволоки; 6 — мед­ная проволока; 7 — заполнитель — пенька (иногда резиновый шнур);

б) кабель КТШН-4:

1 — нефтеупорный шланг; 2 — нитяная сетка; 3 — изоляционная резина (остальные конструктивные элементы подобны элементам кабеля КТО-4);

в) кабель КТО-2:

1— пропитанная битумом ткань; 2 — миткалевая лента; 3 — цветная прорезиненная ткань; 4— резина жилы; 5 — стальные про­волоки; 6 — медная проволока; 7 — пенька;

г) кабель КТШ-2:

1 — резиновый шланг; 2 — цвет­ная ткань; 3 — изоляционная резина (жилы данного кабеля аналогичны жилам кабеля КТО-2);

д) кабель КОБД-4:

1 — наружный слой брони; 2 — внутренний слой брони; 3 — оплетка; 4 — нефтезащитный слой; 5 — изоляция; 6 — жила;

е) кабель КТБ-М и ж) кабель КСБ-М:

1 — токоведущая жила (стальные и медные проволоки); 2 — изоляционная резина: 3 — обмотка; 4 — льня­ная  оплетка;  5 — броня  из стальных  проволок.

Рис. 1а. Устройство одножильного (а) и трехжильного (б) бронирован­ного кабеля.

1 — токоведущая жила кабеля, 2 — резиновая изоляция жилы, 3 — внеш­нее покрытие жилы, 4 — заполнитель, 5 — внутренняя бронированная оплет­ка, 6 — внешняя бронированная оплет­ка

Условия и правила эксплуатации кабеля

Каротажный кабель используется при выполнении промыслово- геофизических работ в следующих скважинах:

1)      в вертикальных и наклонно-направленных, бурение которых про­изводится с промывкой глинистыми растворами, различными по удель­ному весу и вязкости;

2)      в скважинах, обсаженных стальной колонной (эксплуатационных, нагнетательных и контрольных), заполненных жидкостью (водой, нефтью, газом, глинистым раствором) до устья или имеющих низкий статический уровень жидкости  в   колонне.

С момента укладки на барабан лебедки подъемника и в процессе эксплуатации  каротажный  кабель подвергается:

1)      постоянно действующей статической нагрузке;

2)      переменной статической нагрузке;

3)      динамической нагрузке.

Постоянно действующую статическую нагрузку испытывает та часть кабеля, которая намотана на барабан лебедки под натяжением. Давление слоев кабеля, намотанного под натяжением, суммируется, в результате чего в нижних слоях создается давление, деформирующее кабель.

Рабочая часть кабеля, опускаемая в скважину, находится под дей­ствием переменной статической и динамической нагрузок.

Величина переменной статической нагрузки слагается из веса груза или прибора, подвешенного на конце кабеля, и собственного веса послед­него в глинистом растворе. При подъеме кабель испытывает дополнитель­ную нагрузку, вызываемую его трением и трением груза (прибора) о стенки ствола скважины и сопротивлением, обусловливаемым вязкостью глини­стого раствора. Наличие пробок и сальников в скважине усложняет характер нагрузок.

Таким образом, при спуско-подъемных операциях кабель подвер­гается воздействию сложного комплекса механических нагрузок и дей­ствию жидкости с высокой температурой и давлением.

Переменная статическая нагрузка зависит от условий работы кабеля и определяется главным образом глубиной скважины. На каждый участок кабеля действует определенная нагрузка, величина которой зависит от расстояния, отделяющего рассматриваемый участок от конца кабеля.

Установившийся характер изменения статической нагрузки по длине не вызывает каких-либо нарушений в работе кабеля.

Иначе влияют на работу кабеля динамические толчки и изменения нагрузки. Под действием динамических толчков в нем возникают продоль­ные и поперечные колебания, действие которых может быть значительно усилено при совпадении частоты возбуждаемых колебаний с собственной частотой  колебания  кабеля.

Возникновение ударной нагрузки наблюдается, например, при работе с боковым грунтоносом (отрыв бойка). Дополнительная нагрузка на ка­бель при этом достигает 500 кг, а в некоторых случаях приближается к но­минальному разрывному усилию кабеля.

Динамические нагрузки ударного характера возникают:

1)      при отборе грунтов боковым грунтоносом, когда для освобожде­ния бойка попеременно резко спускают и поднимают кабель;

2)      при выстреле перфоратора и взрыве торпеды; возникающие при этом колебания жидкости вызывают большое механическое натяжение кабеля;

3)      при мгновенных остановках кабеля, опускаемого в скважину на большой скорости (более 8—10 км/час); на бронированном кабеле в ре­зультате динамической нагрузки нередко появляются на броне так назы­ваемые фонари.

Во время ремонта, разматывания и перематывания кабель также под­вергается   комплексу   механических   нагрузок.

Тяжелые условия эксплуатации каротажного кабеля осложняются тем, что до своего полного износа он все время находится во влажном состоянии (вода, глинистый раствор, нефть и газ), а следовательно, изо­ляция и наружные покровы его жил подвергаются химическому воздей­ствию и гниют.

Срок службы кабеля определяется условиями хранения и главным об­разом условиями  его  эксплуатации.

Эксплуатация, основанная на знании свойств кабеля и особенно на соблюдении основных требований, позволяет сохранить кабель и удли­нить срок его службы.

Для оценки степени изношенности каротажного кабеля применяется так называемый коэффициент качества К, представляющий собой отно­шение длины кабеля, прошедшего через ролик блок-баланса при спуске (L_p), ко всей длине кабеля, находящегося на барабане лебедки подъемника

Как показала практика, для кабеля КТО-4, используемого при каро­тажных работах в наклонно-направленных скважинах, усредненный коэф­фициент качества равен 200, т. е. через ролик блок-баланса кабель КТО-4 «пробегает» до полного износа 600 км при его постоянной рабочей длине на лебедке 3000 м.

Усредненные величины коэффициента качества кабелей различных марок, используемых при каротажных и прострелочных работах, приве­дены в табл. 4.

Порядок подготовки кабеля к эксплуатации следующий. С заводского барабана кабель перематывают на барабан стационарной лебедки, а в случае отсутствия последней — на лебедку резервного подъемника. Кабель перематывают под натяжкой путем торможения заводского бара­бана, предварительно установленного на специальную подставку (козлы).

При намотке кабеля на барабан стационарной лебедки необходимо добиваться его укладки ровными и плотными рядами, не допуская перехлестывания витков.

С барабана стационарной лебедки кабель перематывают на рабочую лебедку подъемника также под натяжкой путем торможения барабана стационарной лебедки; при этом обязательно используется водильник на лебедке   подъемника.

С лебедки подъемника кабель до ввода его в эксплуатацию спускают в скважину на глубину, равную длине кабеля, уложенного на лебедку.

Когда на скважине нет условий для перемотки кабеля, последний раз­матывают на земной поверхности по прямой линии и на малой скорости наматывают на лебедку подъемника. При этом должны быть приняты все меры к тому, чтобы кабель не был поврежден.

Таблица   4

Примечания.  

1. Величины К указаны для кабелей, эксплуатировавшихся при нормальных условиях и не работавших в аварийных условиях.

2. Кабели КТО-1, КТО-2 и КТШ-2, как правило, не применяют при простре­лочных работах и в наклонно-направленных скважинах. Кабель КТШН-4 также не используют при каротаже в наклонно-направленных скважинах.

Спуск кабеля в скважину. Нормальный спуск кабеля в скважину может быть обеспечен только правильной установкой каротажного подъем­ника и блок-баланса на устье скважины; при этом канавка (желоб) ролика должна находиться на уровне и середине барабана лебедки подъемника. Скорость спуска зависит от характера и параметров жидкости, заполняю­щей скважину, поперечных размеров глубинных приборов и технического состояния ствола (колонны) скважи­ны. Скорость спуска должна быть равномерной, причем должно быть уч­тено, что груз или глубинный прибор движется медленнее кабеля. Вследствие разных скоростей перемещения кабеля и груза (прибора) не­редко образуются (навязываются) узлы. Образование узлов приводит к порче кабеля и к ошибкам в определении глубин, а при перфорации — к прострелу   колонны в незаданном интервале.

При спуске кабеля в скважину следует:

1)      уменьшать скорость при приближении кабеля к предполагаемым уступам;

2)      не пробивать песчано-глинистые пробки в скважине;

3)      избегать внезапных остановок;

4)      по мере приближения к забою уменьшать скорость спуска до ми­нимума и при этом внимательнее наблюдать по изменению ПС или дина­мометру за движением кабеля.

Спуск кабеля в скважину с низким уровнем жидкости, когда в кабеле возникают неоднородные нагрузки, следует производить на минимальной скорости или на задней скорости подъемника.

При подъеме кабеля из скважины необходимо:

1)      начинать подъем кабеля с забоя на минимальной скорости и сле­дить по динамометру или ПС за моментом отрыва груза (прибора) от забоя; осуществлять дальнейший подъем со скоростью регистрации (при каро­таже); при перфорации, после прострела и подъема кабеля на минималь­ной скорости с интервала прострела производить подъем на установленной скорости (не более 8 км/час) в зависимости от глубины скважины и ее технического состояния;

2)      следить за правильностью укладки кабеля (виток к витку) на ба­рабан  лебедки;

3)      непрерывно смывать с кабеля струей воды глинистый раствор;

4)      уменьшать скорость подъема при подходе груза или глубинного при­бора к башмаку колонны или предполагаемому уступу в стволе скважины.

Чтобы сохранить каротажный кабель и удлинить срок его службы, необходимо:

1)      оберегать кабель от ударов и иных механических воздействий, которые могут нарушить его изоляцию: предохранять от резких изгибов и образования петель и узлов;

2)      своевременно устранять нарушения изоляции во избежание про­никновения влаги до проволок жилы;

3)      поддерживать цельность наружных покровов кабеля путем покры­тия места разрушения оплетки или шланга изоляционной лентой (КТО) или путем вулканизации (КТШ); на места разрывов проволок брони кабеля типа КОБД накладывать бандажи или покрывать их двумя-тремя слоями изоляционной ленты;

4)      в зимнее время для защиты от промерзания и последующего раз­рушения оплетки кабеля типа КТО, находящегося на лебедке, присоеди­нять к нему шланговый кабель типа КТШ или КТШН; присоединяемый кабель должен быть такой длины, чтобы его можно было наложить на опле­тенный кабель двумя-тремя слоями;

5)      не допускать эксплуатации кабеля при сильно сработанной ка­навке ролика  блок-баланса;

6)      не допускать больших электрических напряжений между жилами кабеля во избежание пробоя изоляции;

7)      при спуско-подъемных операциях остановку и пуск кабеля произ­водить плавно, с последовательным переключением скоростей;

8)      бронированный кабель при длительном перерыве в эксплуатации смазывать автолом или канатной мазью;

9)      перевертывать кабель, так как разные части его на лебедке изна­шиваются неодинаково (больше всего подвержены износу части кабеля вблизи к  зонду).

Только при соблюдении указанных выше требований можно достиг­нуть высокого коэффициента качества кабеля.

Ремонт кабеля

Одним из основных условий получения точных результатов геофизи­ческих исследований в скважинах является высококачественная изоляция жил кабеля. Качество изоляции характеризуется электрическим сопротивлением между жилой и «землей». При нарушении изоляции жил (появ­ления утечки) разность потенциалов ΔV отличается (нередко весьма зна­чительно) от разности потенциалов при высококачественной изоляции жил. Измерения можно производить только в том случае, когда жилы кабеля имеют вполне удовлетворительную изоляцию. Поэтому за ее состоянием необходимо   внимательно   следить.

Признаки утечек в кабеле. Важнейшими признаками утечек в кабеле в  процессе измерений в  скважинах  являются:

1)      значительные искажения или сомнительные результаты регистри­руемых  величин;

2)      отсутствие повторяемости кривых при каротаже, электротермометрии, кавернометрии и т. п., а также данных кривизны и азимута при инклинометрических   измерениях;

3)      незакономерные колебания и резкие скачки величии КС и ПС, измеряемых  как при движении кабеля, так и во время его остановок;

4)      смещение нулевой линии кривой кажущегося сопротивле­ния (КС);

5)      наличие заметных величин КС, когда коротажный зонд на­ходится в  колонне;

6)      отрицательное КС, т. е. из­менение знака измеряемой ΔV без перемены полярности в цепи тока.

Для выявления утечек в ка­беле при указанных выше при­знаках кабель отсоединяют от других цепей (приборов, зонда, коллектора) и измеряют сопротив­ление изоляции жил обычно мегом­метром М-1101, создающим напря­жение до 500 В, или потенцио­метром ЭП-1 (рис. 2).  При   этом нельзя включать потенциометр между «землей» (оплеткой кабеля) и бата­реей, так как он отметит ток утечки из батареи на «землю» и результат замера будет неверен.

Иногда для предохранения рамки гальванометра от пережога током утечки (в случае большой утечки) следует включить последовательно с ним предохранительное сопротивление (не менее 10 тыс. Ом).

Сопротивление изоляции проверяемой цепи (жилы) следует опреде­лять по формуле

где Е — напряжение батареи в В;

I — сила тока, протекающего через гальванометр, в мкА;

Кi — постоянная по току гальванометра в мкА на число делений;

п— отклонения гальванометра в делениях (сантиметрах) шкалы.

При измерении сопротивления изоляции оплетка проверяемого кабеля должна быть влажной, а проверяемые жилы, освобожденные от оплетки,— хорошо очищенными и сухими.

Рис.2. Схема проверки изоляции жил кабеля.

Где  АВ-проверяемая цепь,

Б-батареи сухих элементов(Б-30 или Б-70),

R-сопротивление изоляции проверяемой цепи АВ,

r-гальванометр или потенциометр ЭП-1,

1-земля(оплетка кабеля),

2-проверяемая жила кабеля.

Отыскание мест утечек в оплетенном и шланговом кабелях. Места повреждения изоляции обнаруживают способом предохранительных кон­тактов  (рис. 3).

Ремонтируемый кабель К, который должен быть влажным, перематывают с лебедки подъемника на стационарную лебедку (с приводом от электродвигателя или двигателя автомашины). При этом жилы конца кабеля на стационарной лебедке изолируют одну от другой и от земли, а жилы А, М, N конца кабеля на лебедке подъемника через коллектор соединяют между собой и присоеди­няют к одному полюсу батарея Б, другой же полюс  батареи заземляют.

Между лебедкой подъемника и стационарной лебедкой (примерно в середине) размещают на расстоянии 5 м более один от другого три пре­дохранительных контакта В, А и Д, которые соприкасаются с кабелем (его   оплеткой).

В качестве контактов обычно используют оголенные медные провода, обмотанные хлопчатобумажной тканью, смоченные раствором медного купороса или поваренной соли для уменьшения мешающих э. д. с., воз­никающих в месте соприкосновения контактов с оплеткой кабеля.

Рис. 3. Схема для отыскания утечек в кабеле способом предохранительных контактов.

Крайние контакты В и Д заземляют непосредственно, а средний контакт

А — через гальванометр Г и добавочное балластное сопротивление R = 10 000 Ом, служащее для защиты рамки гальванометра от больших токов утечки. Если места нарушения изоляции жил кабеля находятся вне интервала контактов В и Д, токи утечки отводятся непосредственно через эти контакты в землю, минуя гальванометр, и прохождение токов утечки не отметится гальванометром.

Когда места нарушения изоляции попадают в интервал В и Д, ток утечки отмечается гальванометром тем заметнее, чем ближе место утечки к контакту А.

Для определения жилы, в которой происходит утечка, подключают каждую жилу в отдельности к батарее. Если утечка в жиле небольшая, в цепь включают батарею 15 В и более.

Сближением контактов В и Д можно определить место утечки с точ­ностью до нескольких сантиметров, после чего дефект изоляции (резины) жилы нетрудно обнаружить при вскрытии оплетки и осмотре невооружен­ным   глазом.

Во избежание замыкания токов утечки помимо гальванометра опора среднего контакта А должна быть хорошо изолирована.

В случаях, когда утечка не может быть определена способом предо­хранительных контактов, допускается отыскание ее посредством высо­кого напряжения с принятием, однако, всех мер по безопасности обслужи­вающего персонала. К кабелю необходимо подключать напряжение 1000В, и, если кабель не пробивается, постепенно увеличивать напряжение до 6000 В. Продолжительность пребывания кабеля под напряжением должна составлять 30—40 сек.

В ремонтных цехах промыслово-геофизических предприятий имеются стационарные установки для отыскания мест нарушения изоляции в жи­лах кабеля. В помещении такого ремонтного цеха установлена стационар­ная каротажная лебедка ЛКМ-4000 с приводом от двигателя автомашины или электродвигателя. На расстоянии 8—10 м от нее смонтирована уста­новка для отыскания утечек, состоящая из трех узлов, выполняющих роль контактов:

1)      узла направляющих роликов (контакт Д);

2)      узла центрального ролика (контакт А);

3)      узла для смачивания кабеля (контакт В).

На противоположной от стационарной лебедки стене помещения ре­монтного цеха сделано специальное окно, через которое пропускают ремонтируемый кабель с лебедки подъемника, установленной против этого окна.

Стационарная установка для отыскания утечек показана на рис. 4, узел центрального ролика — на рис. 5.

Рис. 4. Стационарная установка для отыскания утечек в кабеле.

В — узел смачивающего устройства (контакт В); А — узел центрального ролика (контакт А); Д— узел направляющих роликов(контакт Д).

Рис. 5. Узел центрального ролика стационарной установки для оты­скания утечек  в кабеле.

1 — ролик; 2 — шарикоподшипник; 3 — крышка подшипника; 4 — валик; 5 — кронштейн; 6—крышка колпака; 7 — колпак; 8 — упорный изолятор; 9 — прокладка; 10 — труба диаметром 114 мм.

Места утечек в шланговом кабеле типа КТШ обычно определяют способами, описанными для кабеля КТО. Однако нередко эти способы не дают желаемых результатов, и тогда приходится перебирать или перема­тывать кабель и наблюдать за изменением сопротивления изоляции. При больших утечках можно определить место утечки при помощи описанного выше мостика.

Устранение утечки в оплетенном и шланговом кабелях. Участок кабеля, на котором зафиксирована утечка, освобождают от верхней оплетки на расстоянии не более 20 см.

Уточняют место утечки на жиле, причем миткаль с жилы от места утечки снимают на 6—8 см на сторону.

Зачищают поверхность резинового слоя жилы скребком, просуши­вают этот участок, наносят тонкий слой резинового клея и дают ему про­сохнуть. После просушки на данный участок жилы снова наносят тонкий слой резинового клея и также просушивают; эту операцию выполняют до трех раз. При зачистке изолируемого участка ни в коем случае не разре­шается применять бензин.

На тщательно очищенную и просушенную жилу плотно накладывают первый слой починочной резины на расстоянии 5—6 см в обе стороны от места повреждения и покрывают его тонким слоем резинового клея. После просушки клея так же плотно накладывают второй слой починочной рези­ны, после чего резину покрывают липкой изоляционной лентой. Следует иметь в виду, что перед употреблением резину необходимо промыть водой для удаления с нее талька и просушить.

По устранении утечки кабель под на­тяжкой аккуратно перематывают со ста­ционарной лебедки на барабан лебедки подъемника со скоростью 1000—1500 м/час. При этом включают схему на проверку утечки и непрерывно следят за состоя­нием изоляции кабеля до конца его раз­мотки, после чего проверяют качество изоляции кабеля и целостность жил.

Отыскание мест утечек в бронирован­ных кабелях. Определение мест повреж­дения изоляции токонесущей жилы бро­нированного кабеля осложняется ввиду экранирующего действия брони. Наиболее простой способ определения дефектного места в изоляции жилы бронированного кабеля состоит в  следующем.

Кабель   замачивают осолоненной  водой. Токонесущую жилу со стороны лебедки   подъемника   тщательно   изолируют и заправляют в барабан перемоточной (ста­ционарной)   лебедки.   Второй конец токонесущей жилы и броню кабеля со сто­роны коллектора лебедки подъемника, соединяют с омметром тестера ТТ-1, стрел­ка которого должна находиться на сере­дине  шкалы.

При перемотке кабеля с подъемника на стационарную лебедку через систему роликов стационарной установки для отыскания утечек наблюдают за отклоне­нием стрелки омметра. В момент прохождения дефектного участка изоляции через ролики стрелка омметра (или другого измерительного прибора) заметно отклоняется, что и позволяет определить место утечки с погрешностью до 3 м.

Место нарушения изоляции в жиле бронированного кабеля можно обнаружить и без роликов стационарной установки для отыскания утечек. В этом случае при перемотке кабеля или смотке его на землю необходимо перебирать и перегибать кабель руками (в рукавицах).

Место нарушения изоляции бронированного кабеля можно опреде­лить, приложив между его броней и токонесущей жилой напряжение 380 В и более, перематывая кабель с одной лебедки на другую и наблюдая за падением потенциала на участке брони кабеля между лебедками, рав­ном 2—5 м. Переход места утечки с одной лебедки на другую отмечается падением потенциала, а при изолированных лебедках исчезновением его.

Для определения места нарушения изоляции токоведущей жилы бро­нированного кабеля, когда наблюдается большая утечка, широко применяют на практике мостиковую схему, показанную на рис. 6. Два плеча мостика образуются постоянным сопротивлением R_c и переменным гра­дуированным R_n, а два других плеча r₁ и r₂— участками жилы кабеля от места нарушения до его концов Н и К.

Расстояние от начала жилы до места утечки l₁ и расстояние от места утечки до конца жилы l₂ могут быть определены по формулам

где R_c и R_n— величины    сопротивления   плечей   мостика,    при   котором наблюдается положение равновесия (r₁R_n= r₂R_c); L — длина кабеля;

Для отыскания места утечки в бронированном кабеле измеряют со­противления R₁ и R₂ (жила-броня) с обоих концов кабеля и сопротив­ление R₀ жилы кабеля. Расстояния от места утечки до концов кабеля находят по формулам

Рис.6. Схема для определения места нарушения изоляции жилы    брониро­ванного кабеля.

Чем больше сопротивление утечки R_у, тем больше должно быть на­пряжение источника тока Е.

Найденные повреждения изоляции в бронированном кабеле устра­няют так же, как и в оплетенном кабеле.

Определение места обрыва токоведущей жилы бронированного кабеля. Наиболее часто встречающимся дефектом бронированного кабеля являет­ся обрыв токоведущей жилы.

Место обрыва определяют двумя способами.

Первый способ. Перематывая кабель с лебедки подъемника на стационарную лебедку и наблюдая за стрелкой измерительного прибо­ра, подключенного к обоим концам жилы кабеля, отмечают появление контакта в месте обрыва. Контакт отмечается, когда участок кабеля с мес­том обрыва жилы сходит с барабана лебедки или набегает на барабан; в этот момент концы оборванной жилы кабеля часто замыкаются или, на­оборот, размыкаются.

Второй способ. В цепь между концом жилы кабеля и броней включают генератор переменного тока и последовательно с ним измерительный прибор и при этом записывают величину емкостного тока. Затем аналогичным образом записывают величину емкостного тока с другого конца кабеля  (рис.  7).

Рис. 7. Схема для определения обрыва токоведущей жилы бронированного   кабеля.

ЦЖК — центральная жила кабеля; ОК — оплетка (бронь) кабеля; МО — место обрыва жилы ка­беля; L — длина кабеля; l₁ и  l₂ — расстояния от концов кабеля до места обрыва; Г — генератор переменного тока; Ма — миллиамперметр.

Расстояния до места обрыва жилы от одного и другого концов кабеля определяют по формулам

где I₁ ,I₂ — измеренные величины емкостного тока.

Сращивание кабелей и соединение их с каротажным зондом и измерительными приборами

Сращивание и соединение кабеля производят при сборке его до необ­ходимой рабочей длины, присоединении к зонду и глубинным приборам и при ремонте.

Сращивание оплетенного и шлангового кабелей. Строительные длины кабелей в оплетке и резиновом шланге не превышают 1000 м, поэтому всегда приходится сращивать кабели до необходимой рабочей длины (3000 м и более).

Сращивание должно удовлетворять следующим требованиям:

1)      прочность кабеля на разрыв не должна быть уменьшена;

2)      место сращивания должно свободно претерпевать изгибы на ролике при   натяжении;

3)      качество изоляции срощенного участка должно быть высоким.

При сращивании каждую жилу одного куска кабеля соединяют с со­ответствующей жилой другого куска. Для сохранения прочности кабеля сращивание должно быть выполнено так, чтобы длина всех жил была совершенно одинаковой и нагрузка на кабель распределялась по ним рав­номерно.

На практике применяют сращивание   пайкой или сращивание соединительными патронами.

Сращивание    кабеля   пайкой.  Этот  способ применяют главным образом при прострелочных взрывных работах в скважинах, при каротажных работах в наклонно-направленных скважинах и во всех, случаях, когда рабочая длина кабеля на лебедке подъемника должна оставаться неизменной. При таком способе сращивания отпадает необхо­димость периодически проверять качество соединений.

Сращивание выполняют в  следующем порядке.

Сращиваемые куски кабеля с концов на расстоянии 1,5 м освобожда­ют от верхней оплетки.

На расстоянии 50 см от конца жилы N первого куска кабеля вырубают жилу А, на расстоянии 50 см от конца жилы А вырубают жилу М.На таких же расстояниях (50 см) вырубают жилы А и N второго куска кабеля, оставляя нетронутой жилу М.

После этого на каждую жилу одного из кусков сращиваемого кабеля надевают соответствующего размера резиновые трубки.

Каждую жилу на расстоянии 50 см от конца освобождают от вулканизированной резины и проволоки прядей каждой жилы на расстоянии 20 см раскручивают, зачищают мелкой наждачной бумагой и тщательно обтирают  сухой тряпкой.

Проволоки жилы А первого и второго кусков кабеля заводят до стыка раскрутки (на 20 см), закрепляют бандажом в 8—10 витков из 1,5—2 мм тщательно очищенной медной проволоки и скручивают при помощи плоскогубцев. Скрученные жилы по краям от центрального бан­дажа скрепляют также бандажами (рис. 8).

Рис. 8. Сращивание жил кабеля пайкой (размеры в мм).

Таким же образом сращивают и скрепляют другие жилы, причем после установки первого бандажа (центрального) на последующей жиле жилы выравнивают натяжением вручную.

По окончании сращивания все соединение для выравнивания под­вергают натяжению под нагрузкой 200—300 кг на лебедке или при помощи груза, подвешиваемого к кабелю через подвесной ролик. После этого на­ложенные бандажи пролуживают на прогретом паяльнике, причем полудка не должна выходить за пределы бандажа более чем на 3—4 мм.

Соединения после сращивания изолируют следующим образом.

Оголенную жилу протирают сухой и чистой тряпкой, покрывают тонким слоем резинового  клея и изолируют двумя слоями починочной резины, поверх которой плотно (в каче­стве подушки) накладывают миткалевую ленту.

На миткалевую ленту, покрытую тонким слоем резинового клея накладывают шесть—восемь слоев починочной резины, причем последние два-три слоя выводят за пределы изолируемого уча­стка на 8—10 см. На резину наклады­вают липкую изоляционную ленту, после чего натягивают ранее продетую на жилу резиновую  трубку,   края  которой  покрывают липкой изоляционной лентой и скрепляют бандажами из шпагата. Перед протягиванием резиновую трубку набивают вазелином.

После того как все жилы полностью изолированы, соединение покры­вают до оплетки кабеля липкой изоляционной или смоляной лентой.

Сращивание кабеля соединительными пат­ронами. Данный способ сращивания наиболее распространен. Он обес­печивает достаточную прочность соединения кусков кабеля, легкость и быстроту пересоединения их.

Соединительный патрон (рис. 9) состоит из двух ниппелей (наконеч­ников) и муфты. Размеры применяемых соединительных патронов ука­заны в табл. 5.

Рис.  9. Соединительные патроны.

1       и  2 — ниппели;  3 — муфта.

Таблица 5