延长有线随钻电缆使用寿命的探究

张增男

摘要：通过对有线随钻车电缆结构、影响使用寿命的因素进行分析，从运输存放、正确安装、使用前需进行电缆破劲、在使用中注意控制起下速度、日常清洁润滑、定期对电缆进行维护保养和及时正确地维修等方面着手，以确保维持铠装层正常状态，减少层间摩擦力，不扭曲，缆芯通断良好，从而延长电缆的使用寿命。

主题词：电缆  结构  使用寿命  电缆短路  电缆断路  维护保养

引言

随钻的目的是为了探测井下各种参数来辅助钻井生产。电缆的重要作用就是输送下井仪器、传送地面控制系统与井下仪器之间的各种信号并获取井下的井斜、方位、工具面等信息。从现场使用情况来看，由于对电缆的机械性能缺乏了解，使用不规范，经常出现电缆缆芯断线、绝缘破坏、电缆短路和断路等现象，电缆的寿命大大降低，甚至出现仪器落井事故，给企业造成严重经济损失。本文从电缆的结构、影响电缆使用寿命的因素等方面入手，并结合使用维护方面实际经验，提出如何正确使用电缆，以延长其使用寿命。在实际工作中，经常遇到绝缘破坏、电缆被挤压短路等现象，严重影响随钻任务的顺利完成，正确判断电缆缆芯断线、绝缘破坏位置，进行电缆拼接，使电缆主要性能指标达到使用要求，对提高时效，保证定向质量及降低随钻成本有着重要的意义。

1  电缆的结构

电缆主要由铠装层及缆芯两部分组成。铠装层分内层及外层钢丝，铠装钢丝内层为右旋绕，外层为左旋绕，这种方式可以增强电缆的抗扭能力。

编织层采用加有高温半导体材料的胶带，起到屏蔽和保护缆芯作用。

绝缘层采用电气性能和机械性能较好的聚丙烯、太氟隆等材料。保证缆芯绝缘又增加缆芯的抗拉强度

电缆导电缆芯采用多股优质铜丝绕制而成。

2  影响电缆使用寿命的因素

2.1  客观因素

2.1.1  受生产制造工艺影响 ①在制造过程中电缆两端必须固定，造成扭矩无法达到平衡，这是造成电缆打扭的一个重要原因。②铠装钢丝预热定型达不到要求，造成钢丝缠绕不整齐，增大了电缆的扭力。③电缆缆芯缠绕不均匀，松紧不一，在使用中容易造成电缆断芯。

2.1.2  电缆本身质量问题，缩短电缆使用寿命 ①铠装钢丝的强度及防腐能力较差;或钢丝中间有接头等原因造成外铠断丝。②绝缘材料质量问题或耐温性能较差，造成绝缘层老化较快，缆芯绝缘能力下降。

2.2 主观因素

2.2.1  主要是现场操作电缆不规范，造成电缆打扭、断芯等工程事故。

现场应用影响因素：①电缆下放速度过快、遏阻后下放过多使电缆堆积造成电缆打扭;②电缆起下速度差过大、经常紧急刹车造成断芯;③电缆遇卡拉力超过其拉断力或滑轮跳槽造成电缆断裂;④使用安装滑轮不当造成电缆磨损严重;⑤对电缆防腐保养不及时造成外铠腐蚀断丝。

2.2.2  管理监控不到位、操作规程不完善等原因，造成各类工程事故时有发生，缩短了电缆的使用寿命。

3  延长电缆使用寿命的方法

3.1  深入了解电缆的性能，严把电缆质量关 了解各种电缆的生产制造工艺，深入分析电缆的结构、技术性能的特点。掌握电缆的机械特性，为正确使用电缆，打好理论基础。

3.2  运输存放 存放条件应干燥、无腐蚀性气体，避免风吹、日晒、雨淋，并加以润滑保护。运输存放时滚筒应平放（即电缆缠绕方向应垂直地面），装卸中严禁挤压电缆。

3.3  电缆安装 正确安装电缆是用好电缆的第一步。要求各层电缆按一定张力分布缠绕整齐，关键是底层缠绕整齐，应采用双扭曲（双拐点）走缆方法，分散拐点电缆层问挤压力，防止电缆变形。

3.4  电缆破劲 机械设备使用前需要有个磨合期，电缆同样在正常使用前需要进行破劲，即释放扭力。要求第1次下井要在直井、大井眼、钻井液为清水的套管井内;至少要进行10次以上的起下，而且是深度逐渐递增;为使电缆在井内充分破劲，要求每下300～500m停车数分钟后上提50m;另外下放速度合理控制，其下放与上提电缆张力比不低于80：100，使内外层钢丝受力尽量一致，从而达到扭力平衡。

3.5  现场应用

3.5.1  制定合理的起下速度 根据电缆的机械特性和不同作业项目，制定合理的起下速度，控制好电缆下放速度，是防止电缆打扭的一个必然措施。发现遏阻应及时停车，防止电缆堆积，造成电缆打扭。

3.5.2  遇卡处理 作业中发现遇卡，运用最大上提张力活动解卡时，不应超过电缆断裂张力的50%，防止损伤电缆。

3.5.3  特殊要求 尽管电缆有良好的柔曲性，过滑轮处也有高于正常拉力20的应力，仍要求滑轮直径不小于40倍的铠装钢丝直径，轮槽底部直径应比电缆直径大约4%，若过大，不足以提供对电缆的支撑，而使电缆压扁，过小则挤压磨损电缆。张力系统准确并定期校验，马笼头拉力棒值应准确可靠。

3.5.4  定期维护保养 电缆在长期使用中，铠装外皮弯曲变形，内外层钢丝间夹有岩屑、钻井液沉淀物、铁锈等杂质，增加了层间自由活动的摩擦力，降低了电缆的柔曲性，一定时期应对电缆进行维护保养，通过卷紧滚筒、偏置滑轮、管状注油室装置，可将电缆铠装层间杂质去掉，使松散的外层钢丝恢复原状，特别是水井测试时，应经常向外铠喷洒防腐润滑油，以提高电缆的防腐能力和耐磨损能力，达到延长电缆使用寿命的目的。

3.6  电缆维修 电缆使用中当出现断钢丝、铠装外层钢丝松散、打扭、纜芯绝缘被破坏或短路时，都需要修理，及时正确地修理可以直接延长电缆的使用寿命。

4  结束语

现场经验

1）  只要在使用过程中正确地安装和操作及加强日常维护保养，就可以使电缆使用寿命有效地延长。

2）  随着电缆制造工艺的不断提高，对电缆最大威胁来自工程事故，因而掌握科学的使用方法，严格遵守操作规程，将会减少事故将会的发生，延长电缆的使用寿命。