Электрические кабели, провода - Кабели и провода для геофизических работ и нефтяной промышленности

РАЗДЕЛ ДЕВЯТЫЙ
КАБЕЛИ И ПРОВОДА ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ И НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

9-1. НОМЕНКЛАТУРА

Кабели и провода для геофизических работ предназначены для работ при исследовании скважин, бурящихся на нефть, руду, уголь и другие ископаемые, а также для проведения полевых геофизических работ электрическим и сейсмическим методами.
Кабели и провода для геофизических работ делят на:

1. кароттажные кабели бронированные с разрывным усилием от 1 до 8 т;
2. кароттажные кабели в резиновой оболочке с разрывным усилием от 0,3 до 4 г;
3. кароттажные кабели в хлопчатобумажной оплетке с разрывным усилием от 1 до 4 т;
4. легкие провода для полевых геофизических работ.

Кароттажные кабели предназначены для многократного спуска приборов, подвешенных на конце кабеля, в скважины значительной глубины. Поэтому основными характерными требованиями, предъявляемыми к кароттажным кабелям, являются высокая разрывная прочность и большие строительные длины.
Поскольку кароттажные кабели работают в различных буровых растворах, отличающихся по удельному весу, одной из важных характеристик кабелей является объем единицы его длины и отношение веса к этому объему.
По мере углубления скважины температура среды в ней повышается. Принято считать геотермическую ступень равной около 33 м на 1°С. Однако эта величина для различных районов колеблется в диапазоне от 11,5 до 90 м/град. Это обстоятельство вызывает необходимость иметь кабели с диапазоном теплостойкости от 80 до 200° С.
В зависимости от метода и схемы электрической разведки кароттажные кабели изготовляют с числом жил 1, 3, 6 и 7.
Номенклатура выпускаемых кабелей и проводов приведена в табл. 9-1.
Основные эксплуатационные характеристики кабелей для геофизических «работ приведены в табл. 9-2.
Кабели для нефтяной промышленности предназначены для питания электроэнергией электробуров и бесштанговых нефтенасосов при переменном напряжении до 3 000 в.

Таблица 9-1

Кабели и провода для геофизических работ и нефтяной промышленности

Продолжение табл. 9-1

Продолжение табл. 9-1

Кабели для нефтяной промышленности

Таблица 9-2
Эксплуатационные характеристики кабелей для геофизических работ

9-2. КАРОТТАЖНЫЕ КАБЕЛИ БРОНИРОВАННЫЕ

Для применения в наиболее глубоких скважинах с тяжелыми условиями эксплуатации изготовляют бронированные кароттажные кабели с разрывным усилием до 8 т (рис. 91 и 9-2). Броню, служащую несущим элементом кабеля, накладывают в виде двух повивов из высокопрочных стальных проволок. Кроме того, в большинстве конструкций кабелей для повышения разрывной прочности токопроводящие жилы изготовляют сталемедными.
В зависимости от теплостойкости кабеля жилы изолируют резиной типа РТИ-0, полиэтиленом по ВТУ МХП 25-2-53, изоляционным полихлорвиниловым пластикатом по ТУ МХП 1535-47 или фторопластом-4 по ВТУ ММ 461-55.
Кабели, как правило, поверх изоляции снабжают оболочкой из полихлоропреновой резины. В трех-, шести- и семижильных кабелях (рас. 9-3) соответствующее количество изолированных жил скручивают, накладывают оплетку из крученой хлопчатобумажной пряжи, пропитанной противогнилостным составом, и два концентрических повива из канатных стальных оцинкованных проволок марки В по ГОСТ 7372-55, наложенных в противоположные стороны (см. раздел 29).
Для геометрически правильного размещения проволок брони диаметр проволок для первого повива, как правило, выбирают меньшим, чем для второго (0,8 и 1,1 мм; 1,1 и 1,3 мм).

Таблица 9-3
Краткое описание конструкций кароттажных бронированных кабелей

Таблица 95
Электрические характеристики кароттажных бронированных кабелей

Таблица 9-6
Основные конструктивные данные изолированных жил кабелей марок КТШ-0,3, КТШ-0,6, КТШ-2, КТШ-4 и КТШН-4

Рис. 9-1. Кабель марки КОБД-4.

Рис. 9-2. Поперечный разрез кабеля марки КОБД-4.
1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — нефтестойкая оболочка; 4 — оплетка из хлопчатобумажной пряжи; 5 — броня из стальных проволок.

Рис. 9-3. Поперечный разрез кабеля марки КБГ-8.
В табл. 9-3 приведено краткое описание конструкций бронированных кабелей, а в табл. 9-4 — наружные диаметры и вес бронированных кабелей.
Таблица 9-4
Расчетные наружные диаметры и вес кароттажных бронированных кабелей

Кароттажные бронированные кабели подвергают электрическим испытаниям как в процессе производства (изолированные жилы, не скрученные в кабель), так и в готовом виде. Кабели испытывают переменным напряжением. Измеряют также сопротивление изоляции. Электрические характеристики приведены в табл. 9-5.

 9-3. КАРОТТАЖНЫЕ КАБЕЛИ В РЕЗИНОВОЙ ОБОЛОЧКЕ

Кароттажные кабели в резиновой оболочке (шланговые) серии КТШ изготовляют на разрывное усилие от 0,3 до 4 т. Они предназначены для работы в скважинах глубиной от 300 до 3 000 м с различной средой.
Кабели в резиновой оболочке всех марок отличаются количеством и диаметром медных и стальных проволок в токопроводящей жиле а зависимости от разрывной прочности кабелей.
Токопроводящие жилы изолируют резиной типа РТИ-0. Жилы кабелей марок КТШ-2, КТШ-4 и КТШН-4 обматывают лентой из прорезиненной ткани. Конструктивные данные изолированных жил приведены в табл. 9-6.
Три изолированные жилы кабелей всех марок» кроме КТШН-4, скручивают с заполнением резиной и покрывают оболочкой из резины типа РШ-2, а кабель марки КТШН-4 — из маслонефтестойкой резины типа РШН-2 (рис. 9-4 и 9-5).

Рис. 9-4. Поперечный разрез кабеля марки КТШ-03.
В табл. 9-7 приведены наружные диаметры и вес кабелей в резиновой оболочке.

Рис. 9-5. Поперечный разрез кабеля марки КТШН-4.
Электрическое сопротивление токопроводящих жил постоянному гоку при +20° С не превышает: 50 Ом/км для кабеля КТШ-0,3; 12 Ом/км для кабеля КТШ-06; 42 Ом/км для кабеля КТШ-2; 22 Ом/км для кабелей КТШ-4 и КТШН-4.

Таблица 9-7
Наружные диаметры и вес кабелей марок КТШ-0,3 КТШ-0,6, КТШ-2, КТШ-4, КТШН-4

Жилы кабелей марки КТШ-0,3 проверяют на аппаратах сухого испытания напряжением 2 000 в.
Кабели в готовом виде испытывают напряжением 3 000 в, приложенным между жилами, в течение 5 мин. Сопротивление изоляции одной жилы против двух других не менее 150 Мом-км. В готовом виде кабель КТШ-0,3 испытывают напряжением 2 000 в между жилами в течение 5 мин.

9-4. КАРОТТАЖНЫЕ КАБЕЛИ В ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ОПЛЕТКЕ

Кароттажные кабели в хлопчатобумажной оплетке, рассчитанные на разрывное усилие до 4 т, применяют для работы в скважинах глубиной до 3000 м с незначительным содержанием нефти и нефтяных газов.
Токопроводящие жилы кабелей серии КТО скручивают из стальных оцинкованных и одной медной луженой проволок для уменьшения электрического сопротивления жилы (табл. 9-8). Три жилы, изолированные резиной типа РТИ-0 и обмотанные прорезиненной тканью, скручивают вместе (рис. 9-6 и 9-8). При скрутке жил кабеля КТО-4 применяют заполнение резиной. Скрученные жилы обматывают двумя слоями прорезиненной ткани и оплетают кардной нитью или крученой льняной пряжей. Оплетку подвергают двойной пропиткt специальным составом с антисептиком.

Рис. 9-7. Поперечный разрез кабеля марки КТО-2.
Рис. 9-8. Поперечный разрез кабеля марки КТО-4.          
Таблица 9-8
Основные конструктивные данные изолированных жил кабелей марок КТО-1, КТО-2 и КТО-4

В табл. 9-9 приведены наружные диаметры и вес кабелей серии КТО.
Электрические характеристики кабелей. Электрическое сопротивление токопроводящих жил постоянному току при 4-20° С не более: 65 Ом/км для кабеля КТО-1; 42 Ом/км для кабеля КТО-2 и 22 Ом/км для кабеля КТО-4.

Таблица 9-9
Наружные диаметры и вес кабелей марок КТО-1, КТО-2 и КТО-4

Сопротивление изоляции изолированных жил после пребывания их в течение 12 ч в воде при +50° С, пересчитанное на +20° С, не менее 100 Мом-км.
Изолированные жилы испытывают напряжением 3 000 в после 12 ч пребывания в воде при +50° С.
В готовом виде кабель испытывают напряжением 3 000 в в течение 5 мин. Сопротивление изоляции между жилами, пересчитанное на +20°С, не менее 150 Мом-км.

9-5. ЛЕГКИЕ КАБЕЛИ И ПРОВОДА ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ

Легкие провода для полевых геофизических работ выпускают одножильными и двухжильными. Токопроводящие жилы проводов всех марок изготовляют многопроволочными. Жилы проводов марок ПМ и ПМО изготовляют из медных проволок, а жилы всех остальных проводов — сталемедными для повышения их механической прочности.
Жилы изолируют резиной типа РТИ-1. В табл. 9-10 приведены конструктивные данные изолированных жил проводов.

Таблица 9-10
Конструктивные данные изолированных жил проводов

Рис. 912. Провод марки ПСМ.
Рис. 9-11. Поперечный разрез провода марки ПСМШ
Рис. 9-9. Провод марки ПМ
Рис. 9-10. Провод марки ПРС.

Провода марок ПМ (рис. 9-9) и ПРС не имеют никакого защитного покрова по изоляции. На провод ПРС (рис. 9-10) изоляцию накладывают одновременно на две параллельные жилы. Провод марки ПСМШ (рис. 9-11), состоящий из двух окрученных жил, покрывают оболочкой из шланговой резины, а провода всех других марок снабжают двойной оплеткой из хлопчатобумажной пряжи плотностью не менее 90%, пропитанной противогнилостным составом (рис. 9-12).
Наружные диаметры и вес проводов приведены в табл. 9-11.
Кабели марки КПВС предназначены для сейсморазведочных работ при напряжении до 10 в.
Токопроводящие жилы кабеля изготовляют из медной проволоки диаметром 0,33 мм, изолированной полиуретановым эмальлаком и цветным полихлорвиниловым пластикатом толщиной 0,10— 0,16 мм. Изолированные жилы скручивают в пары, а лары — в кабель, по 13 или 18 пар. Скрутку пар в кабель производят концентрическими повивами вокруг сердечника из семи стальных луженых проволок диаметром 0,25 мм, изолированного полихлорвиниловым пластикатом. Пары отличаются друг от друга расцветкой жил.

Направление поливов в кабеле противоположное. Скрученные пары и кабель обматывают триацетатной пленкой и заключают в оболочку из шлангового полихлорвинилового пластиката толщиной 0,8±0,16 мм.
Наружный диаметр: 13-парного кабеля 7,1 мм; 18-парного 8,3 мм. Вес 13-парного кабеля 59 кг/км и 18-парного 76 кг/км.
Таблица 9-11
Наружные диаметры и вес проводов марок ПМ, ПМО, ПСМ, ПСМО, ПСМШ, ПРС

Строительная длина: 13-парного кабеля марки КПВС — 350±25 м, 13-парного — 650 ±25 м; провода марки ПМ — 100 м, ПРС — 250 м, а проводов всех остальных марок — 500 м.
Электрическое сопротивление токопроводящих жил постоянному току при +20° не более: 12,1 Ом/км для провода ПМ; 3,1 Ом/км для провода ПМО; 10 Ом/км для провода ПСМ; 50 Ом/км для проводов ПСМО и ПСМШ, 35 Ом/км для провода ПРС и 220 Ом/км для кабеля КПВС.
Изолированные жилы проверяют на аппарате сухого испытания напряжением для проводов ПМ, ПСМО и ПСМШ — 2 000 в и для проводов ПМО и ПСМ — 6 000 в.
В готовом виде провод ПСМШ испытывают переменным напряжением 2 000 о в течение 5 мин. Сопротивление изоляции готового провода ПРС между жилами и между жилами и землей после 6 ч пребывания в воде при +20° С не менее 20 Мом/км.
Сопротивление изоляции каждой жилы кабеля марки КПВС по отношению к остальным жилам, соединенным между собой и землей, после 3 ч пребывания кабеля в воде при +20 С не менее 5 Мом·км.
Разрывная прочность проводов: ПМ — 27 кГ; ПМО — 135 кГ; ПСМ-200 кГ; ПСМО — 100 кГ; ПСМШ — 162 кГ; ПРС — 50 кГ; КПВС — 100 кГ.