深井测井电缆安装技术

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PETROLEUMINSTRUMENTS200708 
仪器设备・
深井测井电缆安装技术
王世洪1 闫麦奎2  3 薄亚杰2
(1.中石化石油工程西南公司测井分公司 四川成都 (2.中国石油集团测井有限公司测井仪器厂 陕西西安
(3.中国石油集团测井有限公司技术中心 陕西西安
  :在深井测井时随时可能遇到较大的张力而损坏电缆,为此,文章介绍了一种合适的电缆安装和操作技术。使用正确的盘缆方法将测井电缆盘到滚筒上,并使用适当的张力剖面,使盘缆时的张力与在测井期间可能遇到的张力尽可能匹配,从而避免滚筒上的电缆被压坏:电缆;盘缆;张力;反张力;绳夹角
中图法分类号:P631.8+1  文献标识码:B  文章编号:100429134(20070420038203
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随着现代油气勘探开发向深层发展,油气井的设
计井和测井施工的井也变得越来越深为防止深井测井时可能遇到较大的张力而损坏电缆,本文讨论一种合适的电缆安装和操作技术,使盘缆时的张力与在测井期间可能遇到的张力尽可能匹配,从而避免滚筒上电缆被压坏
  测量两次电缆直径,二次和第一次要相差90°把两次测得的值平均以得到电缆的准确直径,如图1所示这种方法补偿了盘电缆时可能出现的电缆变
,
1 电缆直径测量
1.4 滑槽与滑轮
检查电缆滑轮的槽,看是否适合所盘的这根电缆让电缆和滑轮匹配是很重要的。如果槽太紧,电缆铠甲很容易磨损,用不了多久钢丝就会磨断;如果槽太,电缆上的张力就会压扁它,从而导致不均匀的电缆磨损,缩短电缆寿命
从一个滑轮的槽的中心到下个滑轮的槽的中心画一条线,电缆的中心轴应该和线平行,否则调整滑轮这样可以防止电缆反抗滑轮边缘或用力拖过滑轮的两肩而造成电缆磨损这种磨损使得电缆在投入正常使用前就将电缆外层铠甲毁坏了使用边缘坏了的滑轮也会出现同样的结果1.5 绳夹角
在安装电缆的时候,电缆通过导向滑轮再到滚筒,要注意导向滑轮的位置。当电缆盘到滚筒边缘时,缆和滑轮中心线之间的夹角为最大绳夹角,如图2在最大绳夹角不超过1.25°时可以获得最佳的盘缆效果滚筒到滑轮的距离为滚筒宽度的25倍就可
1 电缆的搬运测量及工作负荷
1.1 电缆卸载和搬运
卸载电缆时,不要让电缆盘从货车上落到地面或
地板上,否则电缆重量会压坍电缆盘,造成电缆的永久损坏用撬棍滚动电缆盘时,不要撬电缆本身,应尽量避免接触电缆电缆盘可以水平安装在两个支架支撑的轴上,这样工作人员拉着电缆头离开电缆盘时,电缆盘会适当地转动电缆盘也可以竖着安装在放电缆的支架上,这时电缆会比水平安装松散一些,因此必须特别小心如果电缆松弛堆积并且下落到电缆盘的外,则很容易打结1.2 从电缆盘到滚筒
在将电缆盘到滚筒上时,电缆应该从电缆盘的顶部拉到滚筒的顶部。这样可以防止电缆的反转趋势反转可能使电缆变乱,很难处理。可靠稳定的反张力是电缆盘紧到滚筒上的保证1.3 电缆测量
 第一作者简介:王世洪,,1967年生,1990年毕业于西南石油学院,2006年成都理工大学工程硕士毕业。现就职于中石化集团西南石油测井公
,从事操作和Excell2000I成像测井系统维修工作。邮编:610100

 2007 21 4        王世洪等:深井测井电缆安装技术39
以得到合适的绳夹角[1]。如滚筒宽度为1m,那么滑轮应该位于离滚筒25m远的地方1.6 工作负荷
当电缆往上提的时候,其所有组件(塑料物质和铜芯都被拉伸。只要不超过其弹性限度,在张力释放后,电缆会收缩到拉伸前的状态然而,铜的弹性限度要远低于钢和塑料。为了减小铜芯拉伸引起的问,电缆的工作负荷应低于
法兰盘的表面移动而不至于弯曲得很厉害用钢丝钳或其他方法把电缆通过该孔拉到法兰盘后面
第一个交叉点就在入孔处形成使用木匠用的角(与滚筒芯和法兰盘保持一个正确的角度和一截粉,从入孔的中心点过滚筒芯到对面的法兰盘画一条线,这条线一直被画到两边的法兰盘上
第二个交叉点位于离第一个交叉点180°的地方,也标注一个同样的记号
电缆翻层的区域大约覆盖滚筒周长的10%。这个区域被分为间隔180°的两个部分,这样就在滚筒上建立了一个平分的效果2.3 开始安装
使用一支铁匠用的槌和迟钝的楔子,迫使电缆离开法兰盘,并在法兰盘和电缆之间插入一段填充材料
当滚筒慢慢旋转时,用槌和凿子把填充材料(大约是电缆直径的1/2填到合适的位置,直到整圈电缆被盘入通常使用剥掉铠甲的电缆芯子作为填充材料
插入第一段填充材料后,继续转动滚筒,增加底层电缆需要的平衡张力,如表1所示[1]
1 建议张力表
电缆尺寸第一层第二层第三层
/in///
3/167/325/167/1615/32
300400150025002500
450600200035003500
650850280045004500
2 绳夹角
其拉断强度的50%[1]
如果超过其拉断强度的50%,就会过度拉伸铜,当张力释放时会导致缆芯出现z形”弯曲。特别强调的是,当张力突然释放(如拉出电缆头或丢掉射孔时很容易出现z形”弯曲z形”弯曲的状态在高温时更容易造成破坏,因为此时塑料绝缘层是软的,而更容易使得铜芯变形
2 基本盘缆过程
2.1 计算滚筒的第一层
 
保持第三层张力到电缆长度的1/2,开始按照每安1000ft的电缆重量来衰,直到减小到200300,然后保持这个张力到整条电缆安装完毕。
确定滚筒底层需要盘多少圈电缆,一般用两个法兰盘之间的宽度来除电缆直径[2]如果法兰盘之间为20ft(1ft=304.8mm,盘直径为0.2ft的电缆时,需要盘100。如果需要稍微多些或少些,就增加或减少半圈。必须尽量判断准确以免盘多了而影响底通常,盘电缆时拿掉半圈比增加额外的半圈要容易一些
确定了需要的圈数后,把电缆头从法兰盘边上的入孔穿过去,做个结,并且准备连接到集流环然后转动滚筒收34圈电缆,恰好保持电缆有足够的反张力即可
盘电缆主要在于第一层,第二层及以后其他层比较容易盘在第一层,电缆从左到右或从右到左走,电缆盘到滚筒上时,总要保持一定的反张力。适当的反张力可以避免低层电缆的切入,如果在电缆盘和滚筒之间使用一个张力绞盘,就可以很好地把电缆盘到滚筒上这种做法不仅避免电缆在电缆盘上的损坏,而且可以在受控制的条件下使用先前算好的张力2.2 建立交叉点
盘缆期间,除了两个交叉点外电缆应该平行于法兰盘
在滚筒法兰盘的边上有个电缆进入的孔,这个孔的孔径稍大于电缆直径,而且有个角度以便电缆沿着
  表中,1in=25.4mm,1=4.448222N2.4 正确的反张力
在电缆安装期间,特别是在最初的几层,应建立尽可能高的张力较高的电缆张力可以防止电缆损坏这是由于金属铠甲是缆芯和外界的屏障,坚固的屏障保护了缆芯
第一圈盘完后反张力是非常重要的通常在第一层用刚好够的张力以获取需要的圈数太高的张力会导致电缆变成椭圆,这样就达不到所需要的圈数。在首层的正常张力大约是电缆拉断强度的10%15%在一条7/32in的电缆上,推荐使用张力400;而在一条5/16in的电缆上为15002.5 安装第二层和第三层
在盘第一层的最后一圈前,必须确定在何处放置第二段填充材料。如果不需要增加圈数,第二段填充材料应该在0180°的位置或在第一段填充材料的相反的位置如果需要增加半圈,就应该在180°360°的位置(使用槌和凿子让电缆和材料靠在一起或直接

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放在第一段填充材料的相同位置
随着滚筒慢慢滚动,张力提升到电缆抗拉强度的
15%20%,以便盘第二层
在盘第二层时,再次检查绳夹角是否适当,若不合适就需要调整;也许需要使用槌和凿子作轻微的调整,以便形成合适的交叉点
在盘第三层时,张力应该提高到电缆抗拉强度的20%25%在第三层的最后一圈时,再一次检查绳夹角和交叉点,若需要,再作一些必要的调整
一般在安装7芯测井电缆时,推荐在第一层保持2500磅的张力,第二层张力增加到4000,而到第三层时加到5500,这个张力一直保持到电缆盘到一半时为止接着逐渐匀速减少张力,到最外层时有几百磅的张力就可以了[3]2.6 盘缆过程中需要注意的几点
从第一个交叉点开始,每增加一层,交叉点应该稍微向后移动一点这可以通过画在法兰盘边上的粉笔标记来检查若交叉点向后移动太快,就说明底层的圈数太多了
如果交叉点很快地向前移动,意味着底层的圈数不够这也会导致两圈电缆之间出现大的空间这样会使电缆挤进下层或出现电缆垮塌
电缆外径的变化可以通过增加或减少底层的圈数来补偿也可轻微调整反张力来适应微小的外径变化和整条电缆的情况
若设备条件良好,使用电缆的已知外径,加上适当的反张力和绳夹角,一般都能毫不费力地盘好电缆新电缆安装完后,应该到测试井作短期运行。这样就给电缆的每个组分一个机会来调节自己以便达到好的操作条件电缆安装完成后,绞车操作员还得注意正确的操作方法,否则再好的盘缆努力也是白费了2.7 盘缆技巧
(1保证滚筒有良好的机械条件;法兰盘必须垂直于滚筒芯轴;滚筒芯轴表面应该光滑平直没有凹陷若使用带槽的滚筒,应肯定槽和所盘的电缆有匹配的尺码
(2把盘的第一层作为模板,接下来的就比较好盘
(3仔细观察电缆交叉点,让它保持在合适位置(4在第二层和第三层盘完后都要检查绳夹角,
一般而言,测井电缆不是为压缩而设计的,而是设计在张力模式下使用的。电缆被压缩时,其内层和外层分开,缆芯易被压缩和扭曲,造成缆芯损坏3.2 电缆松弛
电缆松弛是由于仪器到达井底或遇阻或井眼桥,此时电缆放松了,电缆张力下降当电缆返回滚筒,松弛的电缆以较低的张力盘到滚筒,当松弛的电缆盘完后,张力越来越大,直到电缆承受整串仪器的重电缆的松弛部分以较低的张力盘到滚筒上时是软”,这部分电缆被上面较高张力的电缆碾压,就容易出现电缆挤压损伤如果电缆张力下降到车间安装的张力以下,电缆应该立即送回车间重新建立合适的张力以防止电缆被压坏3.3 电缆冲击
当一根电缆以瞬间的高张力提升而且连续经受仪器重量的拉伸时,电缆就经历着张力的“摇摆”“冲击”相对慢慢增加的张力或稳定的提升而言,这种张力冲击更容易导致问题的出现电缆冲击”有点类似于用榔头打击缠进滚筒的这段电缆,并使以前盘进滚筒的所有电缆都会受到这种冲击”由于绝对存在一些低于正常张力盘的电缆,在这些冲击的压力下,就有可能毁坏电缆3.4 滚筒边缘高张力
电缆盘到滚筒边缘时如果遇到高张力,由于电缆下面不能得到很好的支撑,下面一层的电缆会受到滚筒挤压即使电缆有适当的张力剖面,在滚筒边缘的电缆也会比离滚筒几圈后盘的电缆更易受伤这是由于电缆和滚筒边缘之间存在间隙如果潜在的这种情形有可能出现,那么操作员应该移动盘缆器,改变电缆原来的位置,让滚筒边缘受高张力的电缆的位置远离滚筒边缘,使它受到下面一层电缆的有效支撑
4 结束语
本文对电缆安装及使用作了一个基本概述,它没有涵盖每种操作条件。许多特殊服务,诸如斜井及超深井的施工,还需修改一些参数以适应特殊的条件
[1] CamesaInc.CableInstallationProcedure.2000[2] CamesaInc.BreakingStrength.2000
[3] CamesaInc.ReelCapacityandCableCalc.2000
(收稿日期:2007-02-05 编辑: 
保证设备仍然在原位
(5每层都要保持适当的反张力
3 电缆使用中易出现的问题及解决方法
3.1 压缩现象


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