RU2212721C2

RU2212721C2 - Flexible load-carrying cable

Info

Publication number: RU2212721C2
Application number: RU2001122563A
Authority: RU
Inventors: А.М. Асланян; В.М. Асланян; А.В. Степанов; А.А. Абульханова; Г.В. Васильев; В.К. Захаров; Р.Н. Валеев
Original assignee: Инновационный фонд Республики Татарстан
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-09-20

Abstract

FIELD: geophysical cables for studying vertical boreholes and for lifting and lowering instrumentation equipment. SUBSTANCE: flexible cable of enhanced load-carrying capacity designed for investigating very deep boreholes has central core made in the form of single insulated current-conductor formed by stranding steel and copper wires and covered with insulating sheathing, then braiding of type SVM threads complying with State Standard GOST 28007-88, NPP Germoteks , and low-pressure polyethylene or polyurethane jacket overall. EFFECT: facilitated manufacture, reduced sectional area and specific weight, enhanced resistance to multiple rewinding. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к геофизическим кабелям для исследования вертикальных скважин, в частности для спуска-подъема контрольно-измерительной аппаратуры. The invention relates to geophysical cables for the study of vertical wells, in particular for the descent, ascent of instrumentation.

Известен грузонесущий кабель для работы в буровом растворе для исследования сверхглубоких скважин по авторскому свидетельству 1798817. Его шланговый и оплеточный варианты включают группы проводников, расположенные в центральной части кабеля. Каждая группа содержит проводники, изоляцию проводников по всему объему внутри оплетки, заполнитель объема между группами, верхнюю оплетку, резиновую оболочку, по поверхности которой уложены элементы из материала с малой плотностью для создания плавучести кабеля в буровом растворе и дополнительную защитную эластичную оболочку. Кабель имеет большие сечение и массу, 1 м весит примерно 0,7 кг, только облегчающая оболочка увеличивает диаметр кабеля на 7 мм. Кабель имеет сложную технологию изготовления. Known load-carrying cable for working in drilling fluid for the study of super-deep wells according to the copyright certificate 1798817. Its hose and braid options include groups of conductors located in the Central part of the cable. Each group contains conductors, insulation of conductors throughout the volume inside the braid, a volume filler between the groups, an upper braid, a rubber sheath, on the surface of which elements of material with low density are laid to create a buoyancy cable in the drilling fluid and an additional protective elastic sheath. The cable has a large cross-section and weight, 1 m weighs approximately 0.7 kg, only a lightweight sheath increases the cable diameter by 7 mm. The cable has sophisticated manufacturing technology.

Известен гибкий силовой кабель по авторскому свидетельству 1601642, предназначенный для шахтного горного оборудования в вертикальных выработках. Он включает три основные медные жилы диаметром около 8 мм вместе с изоляцией, группу вспомогательных медных изолированных жил общим сечением примерно 10 мм², жилы скручены в повиве вокруг жилы заземления; электропроводящий эластичный экран вокруг токопроводящих жил и два грузонесущих стальных троса из скрученной проволоки в оболочке из поливинилхлоридного пластиката. Кабель имеет большое сечение и удельный вес для решения задачи повышения механической прочности кабеля.Known flexible power cable according to copyright certificate 1601642, designed for mining mining equipment in vertical workings. It includes three main copper conductors with a diameter of about 8 mm together with insulation, a group of auxiliary insulated copper conductors with a total cross section of about 10 mm ² , the conductors are twisted in a cord around a grounding conductor; an electrically conductive elastic screen around conductive conductors and two load-bearing steel cables of twisted wire in a sheath of PVC compound. The cable has a large cross section and specific gravity to solve the problem of increasing the mechanical strength of the cable.

Наиболее близким по технической сущности является гибкий грузонесущий кабель по авторскому свидетельству 1377922, содержащий центральный грузонесущий сердечник из технических нитей СВМ-1, собранных оболочкой из полиэтилена; экранированные и неэкранированные жилы сформированы в группы одинакового диаметра, равного 0,5-1 диаметра сердечника. На каждую группу жил наложен сепаратор в виде обмотки из синтетической пленки. Группы жил скручены вокруг центрального сердечника. Наружная оболочка кабеля выполнена из поливинилхлоридного пластиката. The closest in technical essence is a flexible load-carrying cable according to copyright certificate 1377922, containing a central load-bearing core of technical threads SVM-1, assembled by a sheath of polyethylene; shielded and unshielded cores are formed into groups of the same diameter equal to 0.5-1 of the core diameter. A separator in the form of a winding from a synthetic film is superimposed on each group of cores. The core groups are twisted around the central core. The outer sheath of the cable is made of PVC compound.

Известный гибкий кабель имеет недостатки:
- сложная технология изготовления: изготовление оболочек как на токоведущих жилах, так и на сердечнике из нитей СВМ, скрутка групп жил вокруг сердечника;
- увеличенное сечение кабеля ввиду укладки групп жил по периметру сердечника;
- группы жил образуют неровности на поверхности кабеля, что приводит к затруднениям при проводке кабеля через сальник рубрикатора с размещенной в нем электрозаписывающей аппаратурой;
- наружная оболочка на кабеле увеличенного сечения дополнительно увеличивает удельный вес кабеля, упругость, что создает сложности эксплуатации: срок службы, стойкость к перемоткам, увеличивает габариты грузоподъемного оборудования.Known flexible cable has the disadvantages of:
- complex manufacturing technology: the manufacture of shells both on current-carrying conductors and on the core from CBM threads, twisting of groups of cores around the core;
- an enlarged cable cross section due to the laying of core groups along the perimeter of the core;
- groups of cores form irregularities on the surface of the cable, which leads to difficulties when wiring the cable through the rubricator gland with electro-recording equipment placed in it;
- the outer sheath on the cable of increased cross-section additionally increases the specific gravity of the cable, the elasticity, which creates difficulties in operation: service life, resistance to rewinding, increases the size of lifting equipment.

Технической задачей настоящего изобретения является:
- упрощение технологии изготовления,
- уменьшения сечения и удельного веса кабеля при увеличении стойкости к многократным перемоткам,
- увеличение грузоподъемности кабеля и глубины исследуемых скважин.The technical task of the present invention is:
- simplification of manufacturing technology,
- reducing the cross section and specific gravity of the cable while increasing resistance to multiple rewinds,
- an increase in cable carrying capacity and depth of the studied wells.

Поставленная задача решена заявляемым изобретением. Предлагается гибкий грузонесущий кабель, содержащий центральный сердечник, грузонесущий элемент из технических нитей СВМ, электроизолированные токоведущие жилы, сформированные путем скручивания в группы, наружную оболочку, отличающийся тем, что центральный сердечник выполнен в виде одной изолированной токопроводящей жилы, образованной путем скрутки стальных и медных проволок, поверх которой последовательно выполнены электроизоляционная оболочка, затем оплетка из технических нитей СВМ и наружная оболочка из полиэтилена низкого давления (ПНД) или полиуретана. The problem is solved by the claimed invention. A flexible load-carrying cable is proposed, comprising a central core, a load-carrying element made of CBM technical threads, electrically insulated current-carrying conductors formed by twisting into groups, an outer sheath, characterized in that the central core is made in the form of one insulated conductive wire formed by twisting steel and copper wires , on top of which an insulating sheath is sequentially made, then a braid of CBM technical threads and an outer sheath of low-pressure polyethylene laziness (PND) or polyurethane.

На чертеже показано сечение заявляемого кабеля. Центральный сердечник выполнен путем скрутки токопроводящих проволок 1, представляющих собой четыре стальные (как силовой элемент) и три медные проволоки, все сечением 0,2 мм². При шаге скрутки 12 мм диаметр токопроводящей жилы составляет 0,6 мм. Сердечник имеет электроизоляционное покрытие в виде или сплошной оболочки 2 или в виде обмотки лентами из фторпласта (ЦОШ). Радиальная толщина изоляции составляет менее 0,1 мм. Оплетка 3 по изоляции 2 выполнена из технических нитей СВМ (из номенклатуры высокомодульных технических нитей СВМ, ГОСТ 28007-88, НПП "Гермотекс"). При толщине оплетки 0,3 мм диаметр кабеля по оплетке составляет менее 1,4 мм. Кабель ошлангован полиэтиленом низкого давления 4 (ПНД марок 204-12К, 206-12К, 273-71К ГОСТ 16336-77 или полиуретан марки Витур), что обеспечивает стойкость кабеля при работе в агрессивной среде, а также под воздействием температуры. При проведении геофизических исследований эффективная эксплуатация кабеля обеспечивается в режиме питания от источника постоянного тока.The drawing shows a cross section of the inventive cable. The central core is made by twisting the conductive wires 1, which are four steel (as a power element) and three copper wires, all with a cross section of 0.2 mm ² . With a twist pitch of 12 mm, the diameter of the conductive core is 0.6 mm. The core has an insulating coating in the form of either a continuous shell 2 or in the form of a winding with fluoroplastic tapes (TsOSh). Radial insulation thickness is less than 0.1 mm. Braid 3 for insulation 2 is made of CBM technical threads (from the nomenclature of high-modular CBM technical threads, GOST 28007-88, NPP Germotex). With a braid thickness of 0.3 mm, the diameter of the braided cable is less than 1.4 mm. The cable is slagged with low-pressure polyethylene 4 (PND grades 204-12K, 206-12K, 273-71K GOST 16336-77 or Vitur polyurethane), which ensures the stability of the cable when working in an aggressive environment, as well as under the influence of temperature. When conducting geophysical studies, the effective operation of the cable is ensured in the power mode from a direct current source.

Кабель изготавливается на стандартном технологическом оборудовании по типовым технологическим процессам. The cable is manufactured on standard technological equipment according to standard technological processes.

Кабель имеет сечение менее 4 мм и удельный вес (примерно 10 кг на 1 км кабеля) существенно меньше, чем у прототипа, а также других известных кабелей для проведения геофизических исследований или иного назначения, что в первую очередь связано с формированием токопроводящих жил в центре по оси кабеля, а не по периферии. Оплетка кабеля из нитей СВМ играет одновременно роль изоляции, упрочняющего материала кабеля и грузонесущего элемента. Чем больше нагрузка такого кабеля, тем сильнее оплетка из нитей СВМ охватывает скрутку токоведущих жил, не снижая гибкости жил и предохраняя жилы от растяжения и продольного смещения. Наружная оболочка из ПНД позволяет работать в агрессивных средах и в скважинах под давлением. The cable has a cross section of less than 4 mm and the specific gravity (about 10 kg per 1 km of cable) is significantly less than that of the prototype, as well as other known cables for conducting geophysical studies or other purposes, which is primarily associated with the formation of conductive cores in the center along cable axis, not on the periphery. Cable braid from CBM threads simultaneously plays the role of insulation, reinforcing material of the cable and the load-bearing element. The greater the load of such a cable, the stronger the braid of CBM threads covers the twisting of current-carrying conductors, without reducing the flexibility of the conductors and protecting the wires from stretching and longitudinal displacement. The outer shell of the HDPE allows you to work in aggressive environments and in wells under pressure.

Предлагаемый кабель характеризуется малым линейным растяжением под воздействием механической нагрузки, что дает возможность применения проводников, например, из меди, малого диаметра. При сохранении высокой грузоподъемности заявляемый кабель имеет меньший вес на погонный метр, меньший диаметр; в связи с применением мягкой, легкой, пластичной меди кабель имеет малую упругость (легко скручивается на барабан лебедки), малые электрические потери, малое затухание сигналов. Компоновка токоведущих жил по центру кабеля и обмотка из нитей, характеризующихся большим модулем упругости (не менее 145 ГПа), позволяет получить правильную круглую форму кабеля, что, в свою очередь, позволяет выполнить герметичное размещение электрозаписывающих приборов в рубрикаторах путем создания надежного уплотнения при проводке кабеля через сальник рубрикатора. Тем самым увеличивается сроков службы электрозаписывающей аппаратуры. The proposed cable is characterized by low linear tension under the influence of mechanical stress, which makes it possible to use conductors, for example, of copper, of small diameter. While maintaining high load capacity, the inventive cable has less weight per linear meter, smaller diameter; due to the use of soft, light, ductile copper, the cable has low elasticity (easily twists onto the winch drum), low electrical losses, low attenuation of signals. The arrangement of current-carrying conductors in the center of the cable and the winding of threads characterized by a large modulus of elasticity (not less than 145 GPa) allows you to get the correct round shape of the cable, which, in turn, allows you to tightly place the recording devices in the headings by creating a reliable seal during cable wiring through the heading gland. This increases the service life of the electrorecording equipment.

Claims

A flexible load-carrying cable containing an insulated current-carrying core made of twisted copper and steel wires, a load-carrying element from high-modulus technical threads SVM (GOST 28007-88, NPP Germotes), an outer sheath, characterized in that the load-carrying element in the form of a braid is superimposed on insulated sheath of current-carrying core and slagged by the outer sheath.