Кабельный наконечник

Полезная модель относится к устройствам для геофизических исследований скважин. Кабельный наконечник содержит корпус, головку, приборный электрический разъем, электровводы и узел заделки геофизического кабеля. Головка выполнена в виде расположенного на корпусе вытянутого цилиндра. Узел заделки укреплен в головке с помощью срезных шпилек и выполнен с возможностью перемещения вперед-назад вдоль оси кабельного наконечника. Отличием является наличие герметичного электрического разъема для соединения электрических жил геофизического кабеля с электровводами, помещенного во внутреннее пространство головки, служащее камерой. Последнее имеет отверстие для ввода защитной смазки. Технический прием введения внутрь пространства головки герметичного электрического разъема, позволяет продлить срок службы, поскольку исключает попадание внутрь наконечника влаги и скважинного содержимого. 1 п. ф-лы, фиг., пр.

Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин, а именно к кабельным наконечникам - устройствам для механического и электрического соединения скважинных приборов с геофизическим каротажным кабелем.

Известны кабельные наконечники, предназначенные удерживать скважинные приборы и соединять их с геофизическим кабелем. Сила соединения с геофизическим кабелем должна иметь строго заданную величину, чтобы в случае аварийного прихвата скважинного прибора в скважине при его вытягивании на поверхность обрыв геофизического кабеля произошел бы с гарантией точно у кабельного наконечника, и кабельный наконечник вместе со скважинным прибором могли поднять на поверхность с помощью ловильных устройств. В противном случае при обрыве кабеля выше кабельного наконечника на отрезке между ним и поверхностью земли, образуются трудно извлекаемые петли геофизического кабеля [Молчанов А.А. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. Справочник. М. 1987].

Основные детали и узлы кабельного наконечника должны быть надежно защищены от воздействия агрессивных скважинных сред, которые могут привести к коррозии, электрическим утечкам, нарушениям герметичности и вывести кабельный наконечник и соединенный с ним геофизический прибор из строя.

Кабельный наконечник должен быть удобен и прост в эксплуатации, от чего также зависит надежность и эффективность его работы.

Известны также различные конструкции кабельных наконечников [авторское свидетельство SU 1317106, патент RU на изобретение 2020680, патент RU на изобретение 2186965, патент RU на изобретение 2373491, патент US на изобретение 3054848, патент US на изобретение 4648444]. Все они включают корпус, зажим кабеля, колпак (в некоторых патентах его называют головкой), электровводы.

Известен также кабельный наконечник (патент RU на полезную модель 106652), содержащий верхний и нижний корпусы, узел фиксации кабеля, дополнительный узел фиксации кабеля цангового типа. Дополнительный узел фиксации выполнен в виде цанги и связанной с ней конической втулки, взаимодействующей с нижним корпусом.

Конструкция узла заделки данного устройства сложна и в случае аварийной ситуации при прихвате скважинного прибора, соединенного с кабельным наконечником, допускает возможность обрыва геофизического кабеля выше кабельного наконечника, что усложнит аварийные работы.

Известен также кабельный наконечник (авторское свидетельство SU 703645), который содержит колпак, являющийся головной частью и кабельный зажим для заделки брони геофизического кабеля, между которыми расположен вкладыш со срезаемыми кольцевыми выступами. Данное техническое решение обеспечивает гарантированное место обрыва геофизического кабеля у головной части кабельного наконечника, однако усилие обрыва может находиться в широком интервале значений.

Известен также кабельный наконечник (авторское свидетельство SU 1023073), содержащий корпус, зажим бронированного кабеля, колпак, электровводы, штепсельный разъем для электрического соединения со скважинным прибором и накидную гайку для механического соединения со скважинным прибором.

К недостаткам данного кабельного наконечника можно отнести то, что зажим бронированного кабеля не обеспечивает гарантированного усилия обрыва геофизического кабеля, а также то, что при техническом обслуживании и эксплуатации прибора необходимо применять паяльное оборудование.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является «Наконечник кабельный каротажный» (Паспорт и руководство для эксплуатации, 2011 г., производитель ЗАО «ПромГеоФизСервис», г.Саратов), включающий токоввод, электроразъем штепсельный, стопорное кольцо, защитную пробку, вкладыш, втулку, свечной мост, корпус наконечника, винт-фиксатор, накидную и прижимную гайки, шайбу.

Недостатком наиболее близкого аналога является то, что основные детали устройства не защищены и открыты и при работе в скважине подвержены разрушающему воздействию скважинной жидкости или газа. При эксплуатации и обслуживании данного устройства необходимо привлекать паяльное оборудование, что усложняет названные процедуры, при этом неизбежный нагрев изолирующих материалов ухудшает их диэлектрические свойства. Крепление геофизического каротажного кабеля к данному кабельному наконечнику осуществляется путем закрепления части проволок брони геофизического кабеля в узел заделки. Усилие заделки зависит от квалификации обслуживающего персонала и находится в широком интервале значений, что может привести к серьезным аварийным ситуациям при работе в скважине.

Задачей заявляемого технического решения является увеличение срока службы при повышении надежности устройства, обеспечении безопасности работ в скважине и упрощении эксплуатации.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что кабельный наконечник, содержащий: корпус, в котором размещены приборный электрический разъем и электровводы, соединяемые с электрическими жилами геофизического кабеля, головку, выполненную в виде расположенного на корпусе вытянутого цилиндра, и содержащую внутри узел заделки геофизического кабеля, имеет герметичный электрический разъем для соединения электрических жил геофизического кабеля с электровводами, помещенный во внутреннее пространство головки, служащее камерой, имеющей отверстие для ввода защитной смазки; узел заделки укреплен в головке с помощью срезных шпилек и выполнен с возможностью перемещения вперед-назад вдоль оси кабельного наконечника.

Заявляется также кабельный наконечник с вышеописанными признаками, в котором отверстие для ввода защитной смазки имеет закрывающую пробку.

Кроме того заявляется также кабельный наконечник с вышеописанными признаками, в котором электрический герметичный разъем выполнен многоконтактным.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в расположении герметичного электрического разъема внутри пространства головки - камере для размещения через введенное отверстие диэлетрической гидрофобной защитной смазки, что позволяет продлить срок службы кабельного наконечника и повысить его надежность, поскольку исключено попадание внутрь влаги и скважинного содержимого. Введение герметичного электрического разъема существенно упрощает работу и обслуживание устройства. Использование срезных шпилек для крепления узла заделки повышает безопасность скважинных работ.

Заявляемое устройство кабельного наконечника для геофизического кабеля представлено на Фиг.1, где цифрами 1-12 обозначены:

1 - головка;

2 - корпус;

3 - узел заделки;

4 - электроввод;

5 - приборный электрический разъем;

6 - накидная гайка;

7 - срезная шпилька;

8 - герметичный электрический разъем;

9 - камера для защитной смазки;

10 - отверстие с пробкой;

11 - геофизический кабель (не входит в состав кабельного наконечника);

12 - электрическая жила геофизического кабеля (не входит в состав кабельного наконечника).

Основными элементами конструкции кабельного наконечника являются имеющие цилиндрические формы головка 1, корпус 2 и узел заделки 3. Головка 1 и корпус 2 соединены между собой резьбовым соединением. Узел заделки 3 расположен в цилиндрическом отверстии головки 1 с возможностью скольжения вперед-назад вдоль него. Узел заделки 3 соединен с головкой 1 одной или более срезными шпильками 7. Узел заделки 3 служит для крепления в нем проволок брони геофизического кабеля 11. В корпус 2 герметично вставлены один или более электровводов 4. С одной стороны электровводы 4 соединены электрическими проводами с приборным электрическим разъемом 5, установленным в корпусе 2, с другой стороны соединены с электрическим разъемом или несколькими разъемами 8, размещенными во внутренней цилиндрической полости 9 головки 1. В головке 1 также имеется отверстие 10, закрытое пробкой, предназначенное для заполнения через него внутренней полости 9 головки 1 защитной смазкой.

Головка 1, корпус 2, узел заделки 3, накидная гайка 6 и срезные шпильки 7 изготавливают из металлических материалов и сплавов методами токарной и фрезерной обработки материалов. В качестве электрических разъемов 8 используют электрические разъемы, предпочтительно герметичные одножильные или многожильные, подходящие по габаритам и обеспечивающие оперативное соединение и разъединение электрических жил геофизического кабеля 12 с электрическими проводами, идущими от электровводов 4 или непосредственно с электровводами 4. Электровводы 4 изготавливают из металлических и диэлектрических материалов методами токарной и фрезерной обработки. Приборный электрический разъем 5 и накидная гайка 6 служат для электрического и механического соединения кабельного наконечника со скважинным геофизическим прибором.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.

Для соединения кабельного наконечника с геофизическим кабелем из головки 1 кабельного наконечника, вывинтив срезные шпильки 7, убирают узел заделки 3. Затем отсоединяют головку от корпуса. Геофизический кабель 11 пропускают через отверстие в головке 1 и проволоки брони геофизического кабеля 12 закрепляют в узел заделки 3, проводят электрические жилы геофизического кабеля 12 через узел заделки 3 и выводят их с другой стороны узла заделки. Электрически соединяют жилы геофизического кабеля 12 с электрическими разъемами 8. Противоположную сторону электрических разъемов 8 электрически соединяют с электровводами 4, например, пайкой с помощью электрических проводов. Надевают головку 1 на корпус 2, вставляя при этом узел заделки 3 в отверстие головки 1 и фиксируя его с помощью срезных шпилек 7. Диаметр срезаемой части срезных шпилек 7 подбирают согласно требуемому усилию соединения геофизического кабеля с кабельным наконечником. Вывинчивают пробку из отверстия 10 и через данное отверстие заполняют, например, шприцом для смазки, внутреннюю полость 9, служащей камерой, головки 1 густой защитной смазкой, например марки Томфлон, которая обеспечивает хорошую электроизоляцию токоведущих частей и одновременно защиту деталей кабельного наконечника от коррозии под действием скважинной жидкости. Пробку устанавливают на место. С помощью электрического приборного разъема 5 и накидной гайки 6 кабельный наконечник соединяют с требуемым геофизическим скважинным прибором для спуска и проведения работ в скважине.

Конструкция заявляемого устройства позволяет оперативно и без пайки отсоединить геофизический кабель, не демонтируя при этом узел заделки 3. Для этого удаляют срезные шпильки 7, отсоединяют головку 1 от корпуса 2 и, сдвинув головку 1, рассоединяют электрические разъемы 8.

В случае прихвата скважинного прибора в скважине при натяжении геофизического кабеля до необходимого усилия происходит срезание срезных шпилек 7 и геофизический кабель свободно поднимают на дневную поверхность.

Применение для крепления узла заделки 3 в головке 1 заявляемого устройства калиброванных по размеру срезных шпилек 7, изготовленных из материала с известными и проверенными прочностными характеристиками, делает величину силы соединения геофизического кабеля и кабельного наконечника стабильной, независимой от качества заделки брони геофизического кабеля в узел заделки, которая зависит от квалификации специалиста, работающего с кабельным наконечником. Применение срезных шпилек также позволяет использовать в качестве узла заделки конструкции с полной заделкой брони кабеля, что повышает надежность крепления кабельного наконечника к геофизическому кабелю. Надежность соединения и надежное отсоединение геофизического кабеля от кабельного наконечника в случае нештатных ситуаций, таких, как прихват скважинного прибора, присоединенного к кабельному наконечнику, повышают безопасность использования заявляемого устройства.

Наличие в заявляемом устройстве электрических разъемов 8, соединяющих жилы геофизического кабеля 12 с электровводами 4 упрощает эксплуатационные и ремонтные работы с кабельным наконечником, позволяя проводить необходимые манипуляции при сборке и разборке устройства, замене изношенных деталей без паяльного оборудования.

Наличие в конструкции устройства камеры, заполняемой защитной смазкой, увеличивает срок службы изделия.

Пример.

Заявляемое техническое решение изготовлено в виде опытного образца, успешно прошедшего апробацию в одном из подразделений организации в г.Саратове.

1. Кабельный наконечник, содержащий: корпус, в котором размещены приборный электрический разъем и электровводы, соединяемые с электрическими жилами геофизического кабеля, головку, выполненную в виде расположенного на корпусе вытянутого цилиндра и содержащую внутри узел заделки геофизического кабеля, отличающийся тем, что он имеет герметичный электрический разъем для соединения электрических жил геофизического кабеля с электровводами, помещенный во внутреннее пространство головки, служащее камерой, имеющей отверстие для ввода защитной смазки; узел заделки укреплен в головке с помощью срезных шпилек и выполнен с возможностью перемещения вперед-назад вдоль оси кабельного наконечника.

2. Кабельный наконечник по п.1, отличающийся тем, что отверстие для ввода защитной смазки имеет закрывающую пробку.

3. Кабельный наконечник по п.1, отличающийся тем, что электрический герметичный разъем выполнен многоконтактным.