MX2013001292A

MX2013001292A - Cables coaxiales con conductores metalicos conformados.

Info

Publication number: MX2013001292A
Application number: MX2013001292A
Authority: MX
Inventors: Joseph Varkey; Vadim Protasov
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-03-22
Also published as: EP2591479A2; US9484132B2; WO2012015868A3; CA2806971C; EP2591479A4; WO2012015868A2; US20130202259A1; CA2806971A1

Abstract

La presente invención proporciona un cable coaxial que comprende un núcleo del cable encajado en una capa polimérica, encerrar el núcleo del cable con un par de conductores conformados; extrudir una capa de polímero sobre los conductores conformados; y cablear una capa de alambre de armadura alrededor de la capa de polímero para formar el cable coaxial.

Description

CABLES COAXIALES CON CONDUCTORES METÁLICOS CONFORMADOS ANTECEDENTES La descripción se refiere generalmente a un equipo de emplazamiento de pozo tal como un equipo de superficie de campo de petróleo, cables de campo de petróleo y similares.

Actualmente, la fabricación de los cables coaxiales es un proceso tedioso, consumidor de tiempo, costoso y que requiere una gran cantidad de maquinaria compleja. Un inconveniente para el proceso está en el cableado del conductor apantallado de alambre delgado trenzado sobre el núcleo del cable. Como se muestra en la Figura 1 , un proceso tradicional típico de fabricación 10 de cable coaxial puede comprender una serie de treinta bobinas 12 de alambre delgado que rotan en direcciones alternas alrededor de un conductor aislado central 14. La maquinaria 16 requerida puede ser compleja y puede requerir un gran espacio en una instalación de fabricación. El proceso puede además ser tedioso de configurar y debe correr lentamente para minimizar la ruptura de los alambres delgados usados. Fabricar un cable de 24,000 pies puede tomar 48 horas sólo para el proceso de trenzado del alambre. El cable 18 debe transferirse después hacia una línea separada donde el aislamiento exterior 20 se extrude sobre el trenzado. Este proceso puede requerir unas seis horas adicionales. La terminación del conductor de alambre trenzado para las herramientas de fondo del pozo puede además ser un proceso complejo.

Sigue siendo deseable, proporcionar mejoras en cables de línea de acero y/ o ensambles de fondo del pozo.

COMPENDIO Y DESCRIPCIÓN DETALLADA Con referencia ahora a la Figura 2, en una modalidad 1 , el núcleo del cable coaxial 100 puede formarse usando un conductor trenzado, aislado con un polímero, colocado entre dos alambres o conductores metálicos conformados en un perfil semicircular 102. El núcleo del cable 100 se mantiene en su lugar extrudiendo una camisa polimérica 104 sobre los alambres conformados 102 cuando ellos se juntan sobre los conductores trenzados centrales 106. Los miembros de resistencia de alambre de armadura desnudos o encamisados, en una capa interior 108 y una capa exterior 109 (los cuales pueden ser miembros de resistencia macizos o miembros de resistencia trenzados) se colocan sobre el núcleo del cable 100 para completar el cable 110.

En funcionamiento, una señal eléctrica se hace pasar hacía abajo por el conductor central con una trayectoria de retorno en los cables conformados 102.

Con referencia a la Figura 3, fibras ópticas, tales como una pluralidad de fibras ópticas 112 se colocan dentro de los cables o conductores metálicos conformados de perfil semicircular 102 con una camisa polimérica 104 sobre los alambres conformados 102. Los miembros de resistencia de alambre de armadura desnudos o encamisados, in la capa interior 108 y la capa exterior 109, (los cuales pueden ser miembros de resistencia macizos o miembros de resistencia trenzados) se colocan sobre el núcleo del cable 101 para completar el cable 114. En funcionamiento, se proporciona telemetría sobre las fibras ópticas 112 y una señal eléctrica se hace pasar por los alambres conformados 102 con una trayectoria de retorno en los miembros de resistencia de alambre de armadura 108.

En referencia de nuevo a la Figura 4, una segunda capa de alambres conformados aislados o conductores 105 y una segunda capa de polímero 105 se agrega al cable 114 para formar el cable 116. La segunda capa de conductores 105 proporciona una vía de regreso eléctrico para el cable 116.

Contrario al proceso mostrado en la Figura 1 , las modalidades descritas en este documento pueden tomar un conductor trenzado central desnudo 118, tal como un conductor 106, aplicar un aislamiento 120 a partir de una extrusora 122 sobre ese conductor, que se explica en más detalle a continuación, aplicar dos alambres o conductores 124 conformados semicirculares sobre el aislamiento (que toman el lugar de los alambres trenzados) en una máquina de conformación 125, y después aplicar la capa exterior de aislamiento 126 para formar un núcleo de cable, tal como el núcleo de cable 131 , en un único pase o proceso 132, como se muestra en la Figura 5. El núcleo de cable 131 puede pasarse a través de un baño de agua 130 después de la aplicación de la capa de aislamiento 126. Este proceso completo 132 puede tardar aproximadamente seis horas para un núcleo del cable de 24,000 pies (opuesto a las cincuenta y cuatro horas para un procedimiento convencional típico), es mucho menos complicado, y ocupa un espacio mucho más pequeño en el piso del taller. Comparado con los alambres trenzados, los alambres semicirculares 124 pueden además ser mucho más fáciles de terminar para las herramientas de fondo del pozo.

Con referencia ahora a la Figura 6, el cable coaxial 110 con conductor trenzado aislado con un polímero adentro de alambres o conductores metálicos conformados en un perfil semicircular se divulga. Un conductor metálico trenzado aislado (106) con un polímero (107) se coloca en medio del cable 110, dos alambres conformados en un perfil semicircular 102 se agregan con los perfiles interiores combinando para ser igual al diámetro exterior del conductor aislado con polímero, una capa de polímero 104 se extrude (tales como por una extrusor 128) por encima de los alambres conformados 102 para sujetarlos juntos a medida que los alambres conformados 102 se juntan sobre el conductor central 107, 106. Una capa interior de los miembros de resistencia de alambre de armadura 108 se cablea helicoidalmente sobre, y se incorpora ligeramente dentro de la capa polimérica 104 sobre la capa exterior de alambres conformados 102 y una capa exterior de resistencia de armadura se cablea sobre y contrahelicoidalmente a la capa interior de alambre de armadura 108 para formar el cable 1 10.

Con referencia ahora a la Figura 7, el cable coaxial 114 con fibras ópticas adentro de alambres metálicos conformados en un perfil semicircular se divulga. Un número de fibras ópticas 112 encajadas en un polímero blando 113 se colocan en el centro del cable 114. Las fibras ópticas y el relleno 113 pueden juntarse en la misma línea de fabricación (o lugar), como mediante el uso de una extrusora 122, o pueden cablearse juntas en una camisa de polímero blando 113 en un proceso separado. Se añaden dos alambres conformados de perfil semicircular 102 con perfiles interiores que se combinan para coincidir con el diámetro exterior de las fibras ópticas encamisadas con polímero 112, 113. Si las fibras ópticas 112 y el relleno de polímero blando 113 se han juntado inmediatamente antes de aplicar los alambres conformados 102, se usará suficiente polímero blando 113 para rellenar completamente todos los espacios intersticiales entre las fibras ópticas 112 y los alambres conformados 102. A medida que los alambres conformados 102 se juntan sobre las fibras ópticas 112, se extrude una capa de polímero, tal como mediante una extrusora 128, sobre los alambres conformados 102 para mantenerlos juntos y para formar el núcleo del cable 101.

La aplicación del polímero 113, los alambres conformados 102, y la capa de polímero 104 pueden realizarse concurrentemente. Una capa interior 108 de los miembros de resistencia de alambre de armadura se cablea helicoidalmente sobre, y se incorpora ligeramente dentro de la capa polimérica 104 sobre la capa exterior de alambres conformados 102 y una capa exterior de resistencia de armadura se cablea sobre y contrahelicoidalmente a la capa interior de alambre de armadura 108 para formar el cable 114.

En referencia ahora a la Figura 8, el cable coaxial 116 se divulga. Un número de fibras ópticas 112 encajadas en un polímero blando 113 se colocan en el centro del cable 116. Las fibras ópticas 112 y el relleno de polímero blando 113 pueden juntarse en la misma línea de fabricación (o lugar), como mediante el uso de una extrusora 122, o pueden cablearse juntas en una camisa de polímero blando 113 en un proceso separado. Se añaden dos alambres conformados de perfil semicircular 102 con perfiles interiores que se combinan para coincidir con el diámetro exterior de las fibras ópticas encamisadas con polímero 112, 113. Si las fibras ópticas 112 y el relleno de polímero blando 113 se han juntado inmediatamente antes de aplicar los alambres conformados, se usará suficiente polímero blando 113 para rellenar completamente todos los espacios intersticiales entre las fibras ópticas 112 y los alambres conformados 102. A medida que los alambres conformados 102 se juntan sobre las fibras ópticas 112, se extrude una capa de polímero sobre los alambres conformados 102, tal como mediante una extrusora 128, para mantenerlos juntos y para formar el núcleo del cable 101. Se añaden dos alambres conformados de perfil semicircular 102 con perfiles interiores de los alambres conformados 103 que se combinan para coincidir con el diámetro exterior de las fibras ópticas encamisadas con polímero 112, 113, 102, 104. Este segundo par de alambres conformados 103 puede desplazarse a partir del primer par de alambres conformados 102 en aproximadamente 90 grados para evitar la flexión preferencial en el cable terminado .116. Si los alambres conformados 103 y el núcleo de cable 101 se han juntado inmediatamente antes de aplicar los alambres conformados 103, se usará suficiente polímero blando 104 para rellenar completamente todos los espacios intersticiales entre las fibras ópticas y los alambres conformados 102 and 103. A medida que los alambres conformados 103 se juntan sobre el núcleo del cable 101 , se extrude una capa de polímero 105, tal como mediante una extrusora 128, sobre los alambres conformados 103 para mantenerlos juntos y para formar el núcleo del cable 115. La aplicación del polímero 113, los alambres conformados 102 y 103, y las capas de polímero 104 y 105 pueden realizarse concurrentemente. Una capa interior 108 de los miembros de resistencia de alambre de armadura se cablea helicoidalmente sobre, y se incorpora ligeramente dentro de la capa polimérica 105 sobre la capa exterior de alambres conformados 103. Una capa exterior de miembros de resistencia de alambre de armadura 109 se cablea sobre y contrahelicoidalmente a la capa de alambre de armadura interior 108 a fin de formar el cable 116. Los miembros de resistencia 108, 109 pueden ser miembros macizos (como se muestra), o miembros de alambre de armadura trenzados.

Con referencia ahora a las Figuras 9a, 9b y 9c, se describen opciones de encamisado polimérico para las capas de miembro de resistencia de alambre de armadura 108, 109 de los cables 110, 114 y 116. Dependiendo de los requisitos de la aplicación, los miembros de resistencia de alambre de armadura 108, 109 de las cables 110, 114, y 116 pueden ser parcial o completamente encamisados con polímero puro o polímero modificado con fibras cortas, que se discute en más detalle a continuación.

Según se muestra en las 9a 9b, y 9c, una capa interior 108 de miembros de resistencia de alambre de armadura se cablea helicoidalmente sobre los núcleos de cables 100, 101 , y 115. Preferentemente inmediatamente antes del cableado, el núcleo del cable 100, 101 , ó 115 pasa a través de una fuente de calor, tal como una fuente de calor infrarrojo, para permitir que los alambres de armadura 108 se incorporen parcialmente dentro del polímero ablandado, después del cual se extrude una capa de polímero 140 sobre la capa interior de alambres de armadura 108. Esta capa de polímero 140 puede ser polímero puro o puede ser polímero modificado con fibras cortas. Una capa exterior 109 de miembros de resistencia de alambre de armadura se cablea sobre y contrahelicoidalmente a la capa de alambre de armadura interior 108. Inmediatamente antes del cableado, el núcleo del cable 100, 101 , ó 115 y la capa interior de los alambres de armadura 108 pasa a través de una fuente de calor, tal como una fuente de calor infrarrojo, para permitir que los alambres de armadura 109 se incorporen parcialmente dentro del polímero ablandado 140 para formar los cables con encamisado interno 110a, 114a, y 116a, donde se detendría el proceso.

Para un cable totalmente encamisado, el proceso continuaría en el que el cable 110a, 114a y 116a tiene una capa final de polímero 142 que se extrude sobre la capa exterior de alambres de armadura 109 del cable 110a, 114a, y 116a para formar los cables encamisados 110b, 114b, y 116b. Esta capa final de polímero 142 puede ser polímero puro o puede ser modificado con fibras cortas.

La descripción precedente se ha presentado con referencia a las presentes modalidades. Los expertos en la materia y en la tecnología a la que pertenece esta descripción apreciarán que las alteraciones y cambios en las estructuras y los métodos de operación descritos se pueden llevar a la práctica sin apartarse significativamente del principio, y del alcance de esta invención. En consecuencia, la descripción anterior no debe interpretarse como que pertenece sólo a las estructuras precisas descritas y mostradas en los dibujos adjuntos, sino que se debe interpretar como consistente con y como soporte para las siguientes reivindicaciones, que han de tener su alcance más completo y más justo.

Claims

Reivindicamos:

1. Un cable como se mostró y se describió.

2. Un método para usar un cable como se mostró y se describió.

3. Un método para fabricar un cable coaxial, que comprende: proporcionar un componente del cable encajado en una capa polimérica; encerrar el núcleo del cable con un par de conductores conformados; extrudir una capa de polímero sobre los conductores conformados; y cablear una capa de alambre de armadura alrededor de la capa de polímero para formar el cable coaxial.

4. El método de la reivindicación 3 en donde proporcionar un núcleo del cable comprende proporcionar un conductor metálico trenzado aislado con un polímero.

5. El método de la reivindicación 3 en donde proporcionar un núcleo del cable comprende proporcionar un número de fibras ópticas encajadas en un polímero blando.

6. El método de la reivindicación 1 que además comprende cablear una segunda capa de alambre de armadura alrededor de la capa de alambre de armadura para formar el cable coaxial.

7. El método de la reivindicación 6 que además comprende extrudir una capa de polímero sobre la capa de alambre de armadura antes de cablear la segunda capa de alambre de armadura.

8. El método de la reivindicación 7 que además comprende calentar la capa polimérica antes de cablear la segunda capa de alambre de armadura.

9. El método de la reivindicación 8 que además extrude una capa de polímero sobre la segunda capa de alambre de armadura.

10. El método de la reivindicación 9 que además comprende calentar la capa polimérica antes de cablear la segunda capa de alambre de armadura.

11. El método de la reivindicación 3 que además comprende encerrar la capa de polímero y el núcleo del cable con un segundo par de conductores conformados y extrudir una segunda capa de polímero sobre el segundo par de conductores conformados.

12. El método de la reivindicación 11 en donde el segundo par de conductores conformados se desplaza desde los conductores conformados en una cantidad predeterminada.

13. El método de la reivindicación 3 en donde el cable comprende un cable de línea de acero.

14. El método de la reivindicación 3 en donde el cable comprende un cable sísmico.

15. El método de la reivindicación 3 en donde el cable comprende un cable de línea de acero lisa. RESUMEN La presente divulgación comprende la provisión de un componente del cable encajado en una capa polimérica, encerrando el núcleo del cable con un de conductores conformados, extruyendo una capa de polímero sobre los conductores conformados, y cableando una capa de alambre de armadura alrededor de la capa de polímero para formar el cable coaxial.