壓緊式測井電纜馬籠頭愷裝錐套的研制與應用

何世浩

摘要：偏心井產液剖面測試是一種油田常規生產測井項目，在進行測井前要使用錐套對電纜馬籠頭進行鎧裝，以承受下井儀器和電纜的拉力與載荷。本文主要介紹了為解決轉動井內管柱進行解纏、解卡過程中測井電纜出現斷絲現象，導致抗拉強度降低，造成儀器落井的問題所研制出的一種壓緊式錐套的原理和現場應用效果。

關鍵詞：錐套;壓緊式;電纜卡套;外層壓緊錐套;內層壓緊錐套

一、前言

常規電纜測井工藝是由電纜絞車提供動力，車載發電機提供電源，通過計算機、地面數控儀、φ5.6mm單芯測井電纜、電纜馬籠頭與下井儀器相連，地面數控儀對下井儀器進行控制，計算機對所測取的資料進行記錄并保存。電纜馬籠頭的作用是連接單芯鎧裝電纜和下井儀器，進行信號通訊和數據的傳輸。偏心井產液剖面測試是將測井儀器下至井內各生產層位之上，撐開集流器，封堵油層套管，強行讓井下液流通過儀器進液孔流經霍爾流量器和含水傳感器后從出液孔排出，測取各層產液量和含水率，從而判定主產油層和主產水層，為地質、工程部門制定挖潛增效措施提供依據。

二、問題的提出

目前油田各采油廠所使用的單芯測井電纜結構包括外層愷裝鋼絲、內層鎧裝鋼絲和耐高溫、高壓絕緣纜芯，內、外鎧裝鋼絲層均由巧根鋼絲構成。為了承受下井電纜和儀器的重量，需要使用錐套對電纜馬籠頭進行鎧裝。電纜馬籠頭由導向頭和下部接頭組成，下部接頭通過螺紋與下井儀器相連，錐套位于導向頭內。現有鎧裝技術是使用銅制空芯錐套放置于測井電纜內、外鎧裝鋼絲層之間，再用鎖緊帽頂緊，從而使錐套處電纜外徑大于電纜馬籠頭內限位孔外徑起到承重和抗拉作用，銅制錐套抗拉載荷≤1500kg。在進行偏心井產液剖面時，儀器上起過程中經常遇到纏、卡現象，需要轉動井內管柱解纏、解卡，在轉動井口過程中如果外層鎧裝鋼絲出現斷絲現象，導致銅制錐套受力不均勻，電纜抗拉強度降低，隨著斷絲數量的增加，測井電纜從銅制錐套中拉脫，造成儀器落井。

三、改進思路及方案實施

經過對銅制空芯錐套工作原理的分析，發現銅制錐套位于內、外層鎧裝鋼絲之間，并未與內、外層鋼絲成為一體，在正常上起儀器過程中，內、外層鎧裝鋼絲一起受力。但在進行解纏、解卡操作時，外層鋼絲在油、套環形空間與油管接箍、套管接箍摩擦出現斷絲現象后，所受拉力載荷大部分轉移到外層鋼絲上，當外層鋼絲斷絲超過一定數量，向上拽動電纜的拉力大于剩余鋼絲的抗拉載荷時，電纜會從錐套中拉脫，導致電纜馬籠頭和儀器落入井內。

能否研制出一種錐套，這種錐套在鎧裝后和電纜內、外層鋼絲形成一個整體，且抗拉載荷大于銅制錐套，在解纏、解卡過程中，即使外層鋼絲出現斷絲現象，其余鋼絲和內層鋼絲依然受力，能夠有效避免儀器落井事故的發生呢？

根據這一思路，經過集思廣益，并從俄羅斯著名工藝品套娃得到啟發，研制出了壓緊式測井電纜馬籠頭鎧裝錐套。該錐套由電纜卡套、外層鎧裝鋼絲壓緊錐套、內層鎧裝鋼絲壓緊錐套三部分構成。電纜卡套為中空圓柱體，外徑大于電纜馬籠頭內限位孔外徑，可通過φ5.6mm的單芯測井電纜，上有定位槽，通過位于電纜頭導向頭上的錐套定位頂絲可以頂緊電纜卡套，以防止測井過程中因錐套轉動造成通訊短路或斷路;外層鎧裝鋼絲壓緊錐套為中空圓錐體，外徑小于電纜卡套內徑，可把各股外層鎧裝鋼絲均勻壓緊在電纜卡套和外層鎧裝鋼絲壓緊錐套之間;內層鎧裝鋼絲壓緊錐套為中空圓錐體，外徑小于外層鎧裝鋼絲壓緊錐套內徑，可把各股內層銷裝鋼絲均勻壓緊在內、外層壓緊錐套之間。

工作原理：由于具有內、外兩層壓緊錐套，分別把內、外層鎧裝鋼絲均勻壓緊，使錐套和測井電纜成為一個整體，可以確保內、外層各股鎧裝鋼絲受力均勻，在轉動井內管柱進行解纏、解卡過程中即使外層鎧裝鋼絲發生斷絲現象，其余各股鋼絲和內層鎧裝鋼絲依然受力，可有效避免測井電纜從錐套中拉脫從而導致儀器落井事故的發生。

現場鎧裝時先把測井電纜穿過電纜馬籠頭的導向頭和電纜卡套，依次撥開電纜外層鎧裝鋼絲，穿入外層鋼絲壓緊錐套，放置在內、外層鎧裝鋼絲之間，用錘子和沖子把外層鋼絲壓緊錐套砸緊，將外層鎧裝鋼絲從錐套處逐根掰斷;再把電纜內層鎧裝鋼絲依次撥開，穿入內層鋼絲壓緊錐套，放置在內層鎧裝鋼絲和電纜纜芯之間，用錘子和沖子把內層鋼絲壓緊錐套砸緊，將內層鎧裝鋼絲從錐套處逐根掰斷，把電纜纜芯與下部接頭連接后，用錐套固定頂絲頂緊在電纜卡套上的定位槽內，以防止因錐套轉動造成通訊短路或斷路。（見圖1、圖2）

經專業檢測部門進行抗拉載荷檢測，壓緊式測井電纜馬籠頭鎧裝錐套抗拉載荷≤1800kg，達到了預期目標，可以投入應用。

四、應用效果

措施前后效果對比：

應用前：在對偏心井進行轉動井口解纏、解卡作業時，發生過因斷絲導致的儀器落井事故。

應用后：杜絕了解纏、解卡作業時因外層鎧裝鋼絲出現斷絲從而造成的儀器落井事故，節約了電纜馬籠頭和測試儀器的引進費用。

效果對比：此技術與傳統技術相比具有抗拉載荷大、安全性較好，使用周期長的優點。

五、結論

壓緊式測井電纜馬籠頭鎧裝錐套構思巧妙、各股鋼絲受力均勻、抗拉載荷大，大幅降低了在解纏、借卡過程中因外層鋼絲出現斷絲現象所導致的儀器落井事故，通過改進外徑尺寸，能夠適用目前各采油廠φ21-38mm的電纜馬籠頭，應用前景廣泛，可推廣到整個油田系統的測試行業進行應用。

參考文獻：

[1]吳錫令.石油開發測井原理[M].北京高等教育出版社，2004.4.

[2]楊宗斌.機械加工基礎[M].機械工業出版社，2013.12.26.