гибкий грузонесущий кабель

Формула изобретения

Гибкий грузонесущий кабель, содержащий изолированную токоведущую жилу, выполненную из скрученных медных и стальных проволок, грузонесущий элемент из высокомодульных технических нитей СВМ (ГОСТ 28007-88, НПП "Гермотес"), наружную оболочку, отличающийся тем, что грузонесущий элемент в виде оплетки наложен на изолированную оболочку токоведущей жилы и ошлангован наружной оболочкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геофизическим кабелям для исследования вертикальных скважин, в частности для спуска-подъема контрольно-измерительной аппаратуры.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Кабель изготавливается на стандартном технологическом оборудовании по типовым технологическим процессам.

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.

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.