Что такое каротажный кабель и с чем его едят
Каротажные кабели используются для питания электроэнергией скважинных приборов и как каналы связи между аппаратурой на поверхности и приборами в скважине. Если проще – каротажный кабель несёт себя вместе с прибором в скважину и передаёт информацию от прибора на поверхность. Каротажные кабели используются для целого ряда работ в скважинах, например, перфорации пластов, промысловых исследований добывающих скважин и др.
Если бы условия разработки скважины были всегда идеальны, то прибор можно было спускать и на более простых и дешевых кабелях. Но, увы, в реальности таких ситуаций не бывает, ведь условия работы очень жесткие - высокая температура и огромные давления. Скважины зачастую не абсолютно прямолинейные и кабель трется о стенки скважины, но помимо кабеля многое зависит и от опыта машинистов каротажных станций. Все эти факторы нередко приводят к авариям при промыслово-геофизических работах.
Отсюда выходит необходимость в каротажных кабелях, которые смогут выдержать огромные разрывные нагрузки, в то время как любые другие кабели оборвутся при первых же попытках спуска. При этом вместе с кабелем вы рискуете потерять прибор, а вдобавок время и деньги.
Если прибор улетит в бездну – не смертельно, есть огромное количество вариантов его поймать. А вот когда обрывается кабель – его крайне сложно вытащить. Если скважина добывающая, то каждый день простоя на ремонт выливается в существенные потери.
По этой причине геофизическому каротажному кабеля предъявляется большое количество требований – поэтому он так сложен в производстве. Помимо указанных в ГОСТ Р 31944-2012, у каждого объекта есть и свои особые условия.
Как рассказал технический директор ООО «ПК «Севкабель» Павел Цветков, для бурения реликтового льда на озере «Восток» вблизи Южного полюса нужен был специальный кабель, который не нанесёт вреда уникальной и хрупкой экосистеме этого места. «Наш проектный институт совместно с технологами разработали специальный грузонесущий кабель для буровой установки. Благодаря тому, что были использованы самые современные на тот момент материалы, реликтовые воды озера не были повреждены, а кабель выдержал экстремальные перепады температур минус 70 ºС».
Что новенького
По словам представителей петербургского завода, в целом, запросы потребителей со временем не слишком сильно меняются – всех интересует надежность и длительность эксплуатации. Кабели разных компаний отличаются, прежде всего, конструкцией, и уже после – материалами.
Про материалы объяснить довольно просто: кто-то закупает более качественные и современные, кто-то пытается сэкономить. Правда, экономия обычно заметна уже при первых спусках в скважину. Если использована некачественная медь, нередки обрывы жил и потеря сигнала. Некачественная изоляция расплавится от высоких температур, набухнет под воздействием скважинного флюида или потрескается при отрицательных температурах, а некачественная стальная канатная проволока начнёт ломаться из-за металлургических дефектов, ускоренной коррозии и т.д.
В связи с этим, в последние годы особую популярность набирает нержавеющая сероводородостойкая проволока, которая как раз обладает особой стойкостью к коррозии. В условиях скважины с большим содержанием сероводорода, такая проволока – спасение для кабеля и гарантия выполнения всего цикла работ.
Запросов на проволоку с высоким содержанием хрома, никеля и молибдена много. Увы, в России такую проволоку производят всего пара компаний, которые по цене не сильно отличаются от импортных аналогов, а вот в качестве заметно проигрывают.
Похожая ситуация, говорят специалисты завода, складывается и с фторопластами, применяемыми в высокотемпературных каротажных кабелях. По их словам, при закупке в России многое зависит от удачи: то хорошая партия, то плохая.
«Мы закупаем сероводородостойкую проволоку и фторопласты у иностранных производителей – иностранная продукция по сравнению с отечественными аналогами имеет стабильное качество, в отличие от российских аналогов. Сегодня в России сложилась крайне сложная ситуация с разработкой материалов, и мы встречаемся с этим не только в геофизике, но и в других группах КПП», - прокомментировал Павел Цветков.
Однако, несмотря на проблемы с материалами, российским кабельщикам удалось продвинуться вперёд по части конструкций.
Особенность производства каротажных кабелей в том, что их нужно готовить к эксплуатации в динамике, а не в статике, как в случае с силовым кабелем. Качественно сделанный кабель не будет скручиваться в скважине и не будет выпирания отдельных проволок при спусках и подъемах. В кабелях с дефектом повивы проволок начнут прослабляться, проволоки начнут «фонарить», то есть, произойдет раздувание брони. Соответственно, в сальниковом уплотнителе кабель запутается и оборвется.
Во избежание таких ситуаций заводы стараются использовать современное оборудование, например, заменяют клетьевые машины оборудованием сигарного типа. Такие бронировочные машины имеют большую производительность по сравнению с клетьевыми машинами (около 450 км кабеля в месяц!) и обладают рядом преимуществ, главное из которых – проволока не закручивается вокруг своей оси, что позволяет изготовить кабель с минимальным внутренним крутящим моментом.
«Сейчас все хотят максимально увеличить срок эксплуатации каротажных кабелей – это логично, понятно и мы над этим работаем. В этом году, например, начали производство четырех основных конструкций геофизических кабелей без сварок на наружном повиве, – рассказал Павел Цветков, технический директор ООО «ПК «Севкабель». – Конструкция без сварок на наружном повиве позволяет увеличить ресурс работы кабеля и снизить риск возникновения аварийных ситуаций».
По ГОСТу и ТУ допускается 2 сварки на повив на 1 км кабеля. Сварка на разрыв выдерживает в среднем всего 50% от первоначальной разрывной силы, что уже опасно. Кроме того, человеческий фактор – насколько качественно сделана сварка? Если сварка не выдерживает, проволока обрывается и начинает собираться под устьевым сальником образуется «ёж», если это вовремя не заметить это может привести к обрыву кабеля. Это уже аварийная ситуация, кабель нужно менять, простои, деньги, время – все, о чем мы говорили и ранее.
Чего нет и что будет
Одна из мало освоенных сфер в грузонесущих кабелях – кабели для проведения работ в горизонтальных скважинах.
Длина горизонта может доходить до километра, поэтому протолкнуть туда гибкий кабель маловероятно – он пройдёт 20 метров и сложится в гармошку, говорят специалисты «Севкабеля». Необходим кабель с высокой осевой жесткостью, чтобы доставить прибор в горизонтальную часть скважины. Большое распространение получили кабели переменного диаметра с грузонесущей гибкой частью на вертикальном участке скважины и жесткой утяжелённой частью заходящей в горизонт. Кабель с переменным диаметром завод Севкабель» делает с 2010 года и разработки новых кабелей для горизонтальных скважин никогда не прекращаются. В дальнейших перспективах изготовление кабелей постоянного диаметра 17-18 мм с очень высокой осевой жесткостью.
Также сейчас активно растет сфера производства саморегулируемых греющих кабелей, которые используются для обогрева скважин и поддержания стабильной температуры. До настоящего момента из-за отсутствия отечественных аналогов ведущие нефтегазовые компании России («Газпром», «Новатэк», «Сибур» и др.) использовали импортные кабели на стратегически важных объектах страны. В прошлом году «Севкабель» начал серийное производство такого кабеля по уникальной технологии международного холдинга nVent, уже в этом году объем поставок составляет сотни километров.
Один из последних трендов на мировом рынке каротажных кабелей – включение оптических каналов связи. Цель такой конструкции – увеличить объем и ускорить подачу информации на поверхность при динамической эксплуатации. При стационарном использовании такой кабель может быть датчиком для измерения температуры и давления по всему стволу скважины – это позволит контролировать техническое состояние скважины в онлайн-режиме и избежать простоев.
«Это довольно перспективное направление, которое уже начинают широко применять за рубежом. В России оно развито очень слабо – нет научной базы, да и отечественный опыт производства геофизических кабелей довольно небольшой, поэтому сейчас применение оптических волокон в составе грузонесущих кабелей – дорого, сложно и надёжность кабелей не очень высока. Пока что мы выпускаем всего один такой кабель диаметром 6.4 мм, наша технология изготовления и заложенный избыток волокон в трубке позволяет кабелю выдержать растягивающие нагрузки и многочисленные циклы намотки-смотки без разрыва волокон. Рассчитываем, что эта технология еще покажет себя», - считает Павел Цветков, технический директор «Севкабеля».
Пожалуй, на сегодня самая «неимпортозамещенная» продукция в России – шлангокабели. Можно сказать, что это загадочный «зверь» для отечественных заводов, ведь пока что в стране нет ни одного производства, которое выпускало бы этот продукт. Сейчас консорциум «Росската» и «Севкабеля» готовят такой проект совместно с одной из крупнейших промышленных компаний России – надеемся в скором времени услышать хорошие новости о тяжелом, но таком важном для нашей страны импортозамещении.
