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[摘 要]电缆是石油测井的生命线,其主要作用是输送各种下井仪器、传送地面控制系统与井下仪器之间的各种信号、获取井下信息的深度位置,用于各类油、气井的测井、射孔、取芯取样等作业。本文阐述了测井电缆的结构以及采取内、外层钢丝进退剥去与交替对接的铠接办法来增强电缆接点的拉力,从而保证了电缆绝缘性和整体性的要求。
[关键词]测井电缆、 铠接方法、绝缘层、 铠装层、 工作经验
中图分类号:TM247 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0393-02
引言:电缆作为测井施工的重要数据传输设备,对资料的高质量采集意义重大,其寿命的长短直接影响着作业成本。然而,在测井电缆使用过程中,当出现电缆断芯、断路、严重打结、局部5根以上钢丝断裂时需要铠接电缆,或者因井内情况复杂造成井下仪器遇卡,经过穿芯打捞后也需要进行铠接电缆。为避免昂贵的测井仪器落井,我们必须采取穿芯打捞的措施将仪器从井中捞出,而这样就容易破坏电缆的完整性。如果不实施电缆铠接,几千米的电缆废弃后会给企业带来很大的资源浪费。在此,笔者总结了自己在铠接电缆过程中的经验,从实际出发,通过巧接电缆来延长电缆的使用寿命,并带领大家一起分享铠接电缆的基本操作方法,希望自己的技术经验能对同行的测井工起到参考借鉴的作用。
一、电缆结构和性能
了解电缆的结构、技术性能等特点,掌握测井电缆的机械特性,为正确使用电缆和铠接电缆打好理论基础。
(一)电缆的结构
1.电缆一般由导电缆芯、缆芯绝缘层、充填物、编织层及铠装防护层组成。如图5-1所示。
(1)导电缆芯:由一根或几根线芯组成,而每一根线芯又是由多根铜导线按一定的方向绞合而成,导电缆芯应具有尽可能低的电阻值。
(2)缆芯绝缘层:决定了缆芯的耐温性能和电气性能。绝缘层材料通常为聚乙烯、泰氟隆等化学合成材料,保证缆芯绝缘又增加缆芯抗拉强度。
(3)充填物:是充填在电缆缆芯周围的导电屏蔽层及萱麻、棉纱等物。
(4)编织层:是铠装电缆的衬层,有纤维材料或布带绕包而成,它的作用是防止电缆缆芯受损。
(5)铠装防护层:是在编织衬层外绕包的两层铠装钢丝。通常用的电缆外层是左旋的,而内层是右旋的。
(二)电缆的主要性能
电缆的主要性能指标包括电缆的机械性能和电气性能指标。
1、电缆的机械性能:是指电缆的抗拉强度、耐腐蚀性、韧性及弹性等,它们不但是电缆的重要性能,也决定了电缆自身的质量标准。
2、电缆的电气性能:主要包括电缆的电阻、电容和电感。
二、电缆铠接的基本要求
(一)电缆机械性能和电气性能的要求
1、确认铠接后的电缆长度可以满足测井要求,其被接电缆长度大于300米才值得完成铠接并再次使用;
2、检查电缆外层钢丝的磨损情况,当外层钢丝磨损到钢丝直径的1/3时,一般需要报废;
3、做电缆头两端单根钢丝的扭曲试验,把钢丝对折后,单根电缆360度绕5圏,钢丝易折断,则应该停止使用该电缆;
4、使用万用表检查电缆的通断,阻值应符合电缆本身性能的范围之内,通常1千米电缆是30~32欧姆;使用兆欧表检查缆芯的绝缘,每根缆芯应大于500兆欧姆。
(二)电缆铠接的技术要求
1、铠接电缆的场地面积至少5×25米,在铠接作业中操作起来才得心应手。铠接电缆作业要连续进行,不应中断其操作或者停留周期过长。
2、铠接前的专用工具和材料准备是不可缺少的,准备好专用工具和材料才能对电缆“开膛破肚”,例如:必备的工具有剁刀、台钳、一字螺丝刀、斜口钳、剥线钳、电缆整形钳、锯工、锉刀、卷尺等;必需的材料包括塑料胶带、油漆笔、牙线绳、泰氟隆胶带、3145-RTV、电缆压片等。
3、铠接电缆的人员至少1人具备精湛的铠接技术,辅助人员应懂得电缆铠接原理、结构、操作程序和默契的配合,只有齐心协力才能铠接好一盘安全可靠、经久耐用的电缆。
三、电缆铠接的操作步骤
(一)A端电缆的操作方法:
1、从A端电缆端头量出28米,用电工胶带在记号处用胶带环形包扎。
2、剥A端电缆外层钢丝从端头分3组(每组8根钢丝)依次剥下28米并卷好。
3、从A端电缆内层钢丝的端头量出15米剁掉,则余下的13米从端头分3组(每组8根钢丝)剥下内层钢丝并卷好。
4、将露出的13米缆芯剪掉10米,余下的缆芯长度等待下一步处理。
(二)B端电缆的操作方法:
1、将B端外层钢丝从电缆端头量出14米,齐根去掉外层钢丝。
2、将B端内层钢丝从电缆端头量出1.5米,齐根去掉内层钢丝。
3、余下的1.5米缆芯等待下一步处理。
(三)缆芯长度的处理:
1、将处理好的A端、B端电缆固定在相距2米台钳上。
2、处理A端缆芯。从内层钢丝的位置向外量1.4米缆芯留下,去掉多余的缆芯。
3、處理B端缆芯。从内层钢丝断头处向外量1.4米缆芯留下,去掉多余缆芯。
(四)缆芯连接
1、将A端、B端的7号缆芯从端头剪掉0.6米,去掉绝缘层2.5厘米后连接。
2、将A端6根缆芯全部复位到接好的7号缆芯上。
3、将B端6根缆芯从1号开始依次替换A端缆芯。
5、在接好的缆芯上均匀涂抹RVT后,把编织层复位。
(五)铠装内外层钢丝
1、按钢丝的螺旋状恢复铠装层,替换内层钢丝。
2、两端内层钢丝交替缠绕,交叉剪断相互对应的24根内层钢丝。 3、按钢丝的螺旋状恢复外层钢丝,交叉剪断相互对应的24根外层钢丝。
4、外层24根钢丝的断头处压上钢片。
三、电缆铠接技术的操作要点
铠接电缆是由量、剥、接、铠为铠接的主要工艺流程,每一个环节的操作都至关重要,所以在电缆的铠接工作中都必须精雕细刻的完成。以下摘自笔者的铠接电缆笔记,希望能为读者提供一些参考。
(一)确保铠接的电缆钢丝长度正确无误。
电缆A端和B端的外层钢丝、内层钢丝铠接长度应满足钢丝恢复的基本要求,保证内、外层钢丝在交叉对接后相互对应的断点排列正确,分布均匀。例如:A端电缆钢丝与B端电缆钢丝交叉对接的断头处均匀间隔50厘米左右。而两端头的钢丝对接后长度控制在3毫米。
(二)确保叉接的缆芯长度正确无误。
电缆A端和B端的缆芯长度要一致,相交对接的铜导线长度要一致,交叉对接后的各缆芯接点要一致,而两端缆芯即不应留的太长,也不能剪的太短。例如:A、B两端绝缘层到钢丝铠装层预留至少20厘米;两端叉接缆芯长度控制在1~1.2米;交叉对接的铜导线控制在2.5~3毫米;交叉对接的各缆间隔距离控制在10~15厘米。
(三)确保剥下的电缆铠装层完好无损。
通常电缆的外层钢丝是左旋方式缠绕,内层钢丝是右旋方式缠绕;剥A端电缆要顺序分组依次剥下,防止电缆钢丝打扭、变形;剥B端钢丝防止钢丝变形,损伤缆芯。例如:剥下的每组钢丝端头使用胶带包扎,避免电缆钢丝松散;每组钢丝卷成0.5米圆圈,每圈用胶带扎紧,通过两人配合把各组钢丝剥到记号处;每组钢丝从记号处开始相互间隔20厘米。
(四)确保叉接的缆芯均匀流畅,绝缘性良好。
A端和B端铜导线交叉扎紧,接头缠绕牢固,接触良好,缆芯排列有序、干净、整齐,编织层紧密缠绕。例如:A端和B端的铜导线整理成伞状隔根交叉,理平铜导线对
(五)确保恢复的铠装层缠绕紧密、强度适中、断点均匀分布。
铠装层要按原螺距顺序恢复,整形钳后方更上,确保铠装层整齐、光滑;各断点排列有序、压置到位。例如:内层钢丝按原螺距顺序铠过缆芯接头部分,并用整形钳跟进恢复接头铠装层;覆盖到电缆B端钢丝正确找到其对应的B端钢丝完成交替缠绕;两断头钢丝锉其直径的1/3,电缆整形钳夹在断头两侧各10厘米处扭松电缆,在断点两侧的各4根钢丝插入长约8厘米,宽约3厘米的不锈钢片,压紧两根对应的断头。
四、电缆铠接的注意事项
(一)电缆在铠接中,要注意以下几点
1、电缆的缆芯叉接后,确保通断、绝缘正常。要把两端的铠装层使用导线连接检查各缆芯的通断、绝缘,根据电缆长度判断阻值符合要求后,铠装内、外层钢丝。否则,检查接头处或重新叉接缆芯。
2、铠装层恢复后,接头处的外观粗细均匀,其外径不大于电缆直径的1毫米。
3、外层钢丝的断头压不锈钢片前,先在断头左右两侧用油漆笔做记号,在压不锈钢片后,确保断头在钢片中间,且安全覆盖断点。
(二)电缆在铠接完成后,要注意以下几点
1、电缆铠接完成后,在接头位置用油漆做上记号。目的是能直观地识别接点位置。2、铠装好的电缆盘绕在测井滚筒上,根据滚筒上电缆的层数,确定盘绕的张力。
3、電缆铠接后的接头长度必须从电缆头(鱼雷头)方向计算和记录。
4、有接头的电缆不能进行旋转取芯作业,因供电电流大,接头处易击穿。
参考文献
[1] 张少程黄献阁.《CLS3700测井操作手必读》.石油工业出版社.(北京)1994.
[2] 杨启祥.《测井工培训教材》.中海油服油田技术事业部(北京),2007.
[关键词]测井电缆、 铠接方法、绝缘层、 铠装层、 工作经验
中图分类号:TM247 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0393-02
引言:电缆作为测井施工的重要数据传输设备,对资料的高质量采集意义重大,其寿命的长短直接影响着作业成本。然而,在测井电缆使用过程中,当出现电缆断芯、断路、严重打结、局部5根以上钢丝断裂时需要铠接电缆,或者因井内情况复杂造成井下仪器遇卡,经过穿芯打捞后也需要进行铠接电缆。为避免昂贵的测井仪器落井,我们必须采取穿芯打捞的措施将仪器从井中捞出,而这样就容易破坏电缆的完整性。如果不实施电缆铠接,几千米的电缆废弃后会给企业带来很大的资源浪费。在此,笔者总结了自己在铠接电缆过程中的经验,从实际出发,通过巧接电缆来延长电缆的使用寿命,并带领大家一起分享铠接电缆的基本操作方法,希望自己的技术经验能对同行的测井工起到参考借鉴的作用。
一、电缆结构和性能
了解电缆的结构、技术性能等特点,掌握测井电缆的机械特性,为正确使用电缆和铠接电缆打好理论基础。
(一)电缆的结构
1.电缆一般由导电缆芯、缆芯绝缘层、充填物、编织层及铠装防护层组成。如图5-1所示。
(1)导电缆芯:由一根或几根线芯组成,而每一根线芯又是由多根铜导线按一定的方向绞合而成,导电缆芯应具有尽可能低的电阻值。
(2)缆芯绝缘层:决定了缆芯的耐温性能和电气性能。绝缘层材料通常为聚乙烯、泰氟隆等化学合成材料,保证缆芯绝缘又增加缆芯抗拉强度。
(3)充填物:是充填在电缆缆芯周围的导电屏蔽层及萱麻、棉纱等物。
(4)编织层:是铠装电缆的衬层,有纤维材料或布带绕包而成,它的作用是防止电缆缆芯受损。
(5)铠装防护层:是在编织衬层外绕包的两层铠装钢丝。通常用的电缆外层是左旋的,而内层是右旋的。
(二)电缆的主要性能
电缆的主要性能指标包括电缆的机械性能和电气性能指标。
1、电缆的机械性能:是指电缆的抗拉强度、耐腐蚀性、韧性及弹性等,它们不但是电缆的重要性能,也决定了电缆自身的质量标准。
2、电缆的电气性能:主要包括电缆的电阻、电容和电感。
二、电缆铠接的基本要求
(一)电缆机械性能和电气性能的要求
1、确认铠接后的电缆长度可以满足测井要求,其被接电缆长度大于300米才值得完成铠接并再次使用;
2、检查电缆外层钢丝的磨损情况,当外层钢丝磨损到钢丝直径的1/3时,一般需要报废;
3、做电缆头两端单根钢丝的扭曲试验,把钢丝对折后,单根电缆360度绕5圏,钢丝易折断,则应该停止使用该电缆;
4、使用万用表检查电缆的通断,阻值应符合电缆本身性能的范围之内,通常1千米电缆是30~32欧姆;使用兆欧表检查缆芯的绝缘,每根缆芯应大于500兆欧姆。
(二)电缆铠接的技术要求
1、铠接电缆的场地面积至少5×25米,在铠接作业中操作起来才得心应手。铠接电缆作业要连续进行,不应中断其操作或者停留周期过长。
2、铠接前的专用工具和材料准备是不可缺少的,准备好专用工具和材料才能对电缆“开膛破肚”,例如:必备的工具有剁刀、台钳、一字螺丝刀、斜口钳、剥线钳、电缆整形钳、锯工、锉刀、卷尺等;必需的材料包括塑料胶带、油漆笔、牙线绳、泰氟隆胶带、3145-RTV、电缆压片等。
3、铠接电缆的人员至少1人具备精湛的铠接技术,辅助人员应懂得电缆铠接原理、结构、操作程序和默契的配合,只有齐心协力才能铠接好一盘安全可靠、经久耐用的电缆。
三、电缆铠接的操作步骤
(一)A端电缆的操作方法:
1、从A端电缆端头量出28米,用电工胶带在记号处用胶带环形包扎。
2、剥A端电缆外层钢丝从端头分3组(每组8根钢丝)依次剥下28米并卷好。
3、从A端电缆内层钢丝的端头量出15米剁掉,则余下的13米从端头分3组(每组8根钢丝)剥下内层钢丝并卷好。
4、将露出的13米缆芯剪掉10米,余下的缆芯长度等待下一步处理。
(二)B端电缆的操作方法:
1、将B端外层钢丝从电缆端头量出14米,齐根去掉外层钢丝。
2、将B端内层钢丝从电缆端头量出1.5米,齐根去掉内层钢丝。
3、余下的1.5米缆芯等待下一步处理。
(三)缆芯长度的处理:
1、将处理好的A端、B端电缆固定在相距2米台钳上。
2、处理A端缆芯。从内层钢丝的位置向外量1.4米缆芯留下,去掉多余的缆芯。
3、處理B端缆芯。从内层钢丝断头处向外量1.4米缆芯留下,去掉多余缆芯。
(四)缆芯连接
1、将A端、B端的7号缆芯从端头剪掉0.6米,去掉绝缘层2.5厘米后连接。
2、将A端6根缆芯全部复位到接好的7号缆芯上。
3、将B端6根缆芯从1号开始依次替换A端缆芯。
5、在接好的缆芯上均匀涂抹RVT后,把编织层复位。
(五)铠装内外层钢丝
1、按钢丝的螺旋状恢复铠装层,替换内层钢丝。
2、两端内层钢丝交替缠绕,交叉剪断相互对应的24根内层钢丝。 3、按钢丝的螺旋状恢复外层钢丝,交叉剪断相互对应的24根外层钢丝。
4、外层24根钢丝的断头处压上钢片。
三、电缆铠接技术的操作要点
铠接电缆是由量、剥、接、铠为铠接的主要工艺流程,每一个环节的操作都至关重要,所以在电缆的铠接工作中都必须精雕细刻的完成。以下摘自笔者的铠接电缆笔记,希望能为读者提供一些参考。
(一)确保铠接的电缆钢丝长度正确无误。
电缆A端和B端的外层钢丝、内层钢丝铠接长度应满足钢丝恢复的基本要求,保证内、外层钢丝在交叉对接后相互对应的断点排列正确,分布均匀。例如:A端电缆钢丝与B端电缆钢丝交叉对接的断头处均匀间隔50厘米左右。而两端头的钢丝对接后长度控制在3毫米。
(二)确保叉接的缆芯长度正确无误。
电缆A端和B端的缆芯长度要一致,相交对接的铜导线长度要一致,交叉对接后的各缆芯接点要一致,而两端缆芯即不应留的太长,也不能剪的太短。例如:A、B两端绝缘层到钢丝铠装层预留至少20厘米;两端叉接缆芯长度控制在1~1.2米;交叉对接的铜导线控制在2.5~3毫米;交叉对接的各缆间隔距离控制在10~15厘米。
(三)确保剥下的电缆铠装层完好无损。
通常电缆的外层钢丝是左旋方式缠绕,内层钢丝是右旋方式缠绕;剥A端电缆要顺序分组依次剥下,防止电缆钢丝打扭、变形;剥B端钢丝防止钢丝变形,损伤缆芯。例如:剥下的每组钢丝端头使用胶带包扎,避免电缆钢丝松散;每组钢丝卷成0.5米圆圈,每圈用胶带扎紧,通过两人配合把各组钢丝剥到记号处;每组钢丝从记号处开始相互间隔20厘米。
(四)确保叉接的缆芯均匀流畅,绝缘性良好。
A端和B端铜导线交叉扎紧,接头缠绕牢固,接触良好,缆芯排列有序、干净、整齐,编织层紧密缠绕。例如:A端和B端的铜导线整理成伞状隔根交叉,理平铜导线对
(五)确保恢复的铠装层缠绕紧密、强度适中、断点均匀分布。
铠装层要按原螺距顺序恢复,整形钳后方更上,确保铠装层整齐、光滑;各断点排列有序、压置到位。例如:内层钢丝按原螺距顺序铠过缆芯接头部分,并用整形钳跟进恢复接头铠装层;覆盖到电缆B端钢丝正确找到其对应的B端钢丝完成交替缠绕;两断头钢丝锉其直径的1/3,电缆整形钳夹在断头两侧各10厘米处扭松电缆,在断点两侧的各4根钢丝插入长约8厘米,宽约3厘米的不锈钢片,压紧两根对应的断头。
四、电缆铠接的注意事项
(一)电缆在铠接中,要注意以下几点
1、电缆的缆芯叉接后,确保通断、绝缘正常。要把两端的铠装层使用导线连接检查各缆芯的通断、绝缘,根据电缆长度判断阻值符合要求后,铠装内、外层钢丝。否则,检查接头处或重新叉接缆芯。
2、铠装层恢复后,接头处的外观粗细均匀,其外径不大于电缆直径的1毫米。
3、外层钢丝的断头压不锈钢片前,先在断头左右两侧用油漆笔做记号,在压不锈钢片后,确保断头在钢片中间,且安全覆盖断点。
(二)电缆在铠接完成后,要注意以下几点
1、电缆铠接完成后,在接头位置用油漆做上记号。目的是能直观地识别接点位置。2、铠装好的电缆盘绕在测井滚筒上,根据滚筒上电缆的层数,确定盘绕的张力。
3、電缆铠接后的接头长度必须从电缆头(鱼雷头)方向计算和记录。
4、有接头的电缆不能进行旋转取芯作业,因供电电流大,接头处易击穿。
参考文献
[1] 张少程黄献阁.《CLS3700测井操作手必读》.石油工业出版社.(北京)1994.
[2] 杨启祥.《测井工培训教材》.中海油服油田技术事业部(北京),2007.