2022年承荷探测电缆的日常检查及保养 .pdf

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1、承荷探测电缆的维修、检测使用、保养名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 13 页 -承荷探测电缆的检查方法及使用与保养1、概述：1.1 用途：承荷探测电缆用于各类油、气井的测井、射孔、取芯等作业，也可以用于海洋调查、水利水文测量、煤田地质勘探、地热测井等方面，是地面系统与地下仪器之间作为挂重连接以及传输测量数据用的连接线。1.2 类别：承荷探测电缆的结构主要由铜导体、绝缘塑料以及铠甲钢丝组成。按照导电芯数不同分为：单芯、三芯、四芯、七芯等（见下图）。按照电缆直径的标称大小分有：3.5mm、4.7mm、5.6mm、6.5mm、8.0mm、10.8mm、11.8mm、12.

2、04mm、12.4mm、13.2mm。按照使用温度的耐热等级分为：常温电缆（-30 150）、高温电缆（-50232）以及超高温电缆（-50260）。按照屏蔽的分类分为总屏蔽及分相屏蔽加总屏蔽。按照防腐等级分为普通碳钢型和防硫化氢型（当井下硫化氢气体浓度达到5%必须使用防硫化氢电缆）。（单芯电缆）（三芯电缆）（四芯电缆）（七芯电缆）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 13 页 -1.3 电缆的表示方法：1.3.1 系列代号单芯承荷探测电缆WGS 三芯承荷探测电缆W3 四芯承荷探测电缆W4 七芯承荷探测电缆W7 防硫型承荷探测电缆FL-W7 1.3.2 绝缘代号改性聚丙

3、烯B （一般用于常温电缆）四氟乙烯乙烯共聚物 F40（一般用于高温电缆）聚全氟乙丙烯F46（一般用于高温电缆）四氟乙烯全氟烷基乙烯醚 PFA（一般用于超高温电缆）1.3.3 屏蔽结构代号总屏蔽 P 分相屏蔽加总屏蔽PP 例如：七芯改性聚丙烯绝缘分相屏蔽总屏蔽双层钢丝铠装承荷探测电缆型号表示为：W7BPP 1.4 电缆的一般要求：1.4.1 电缆的导体不允许整根焊接，导体中的单线允许焊接，各焊点之间的距离应不小于 300mm。每根导体中的单线焊接不允许超过一处。1.4.2 电缆的绝缘应根据相应耐热等级选用绝缘材料。绝缘标称厚度应符合标准的规定，绝缘厚度平均值应不小于标称值，其最薄点厚度不小于标称

4、值的90%0.1mm。特殊场合下使用的电缆应采用双层绝缘，标称厚度要求同上。1.4.3有分相屏蔽要求的电缆的绝缘上应涂敷或挤包半导电层。有总屏蔽要求的电缆的缆芯应包覆相应耐热等级的半导电材料。1.4.4 铠甲钢丝由两层方向相反的镀锌高碳钢丝或防硫合金钢丝组成。其内、外层铠甲钢丝应进行预变形处理，从电缆上拆下的内、外层钢丝应能保持在电缆上的原有螺旋形状（不散花）。整根电缆的铠甲钢丝不允许有焊接。1.4.5 电缆应进行预拉伸热稳定定型，以降低或消除残余伸长。2、检查方法：2.1 导体的通断检查及直流电阻的检查：采用数字表或直流电阻测试仪测量缆芯的直流电阻。测量步骤如下：名师资料总结-精品资料欢迎下

5、载-名师精心整理-第 3 页，共 13 页 -A、试样处理：拆去电缆两端内外层铠装钢丝500mm,剥去屏蔽及绝缘层，操作过程中应注意不能损伤内导体。B、测试步骤：B.1将电缆同一芯线的两端分别连接在数字表或直流电阻测试仪的两个测试端上，连接点接触面要充分、牢固；B.2根据电缆的长度，估算出测量所需要的量程。B.3数字表或直流电阻测试仪自动显示出试验结果。B.4测试结果及数据处理：Rx=R总/L 1+a20(T-20)Rx换算到 20时每公里长度的导体电阻值，/km；R总测量时的总直流电阻值，；L 电缆的测量长度，m；T 测量时的环境温度，；a20导体材料 20时的电阻温度系数，0.00393

6、1/。计算后的实测直流电阻值小于或等于标准值时则缆芯通断为正常，否则视为不合格。不合格情况有以下几种：1、电缆长度不合格。2、电缆电阻值不合格。3、电缆的导体有断裂。2.2 电缆的绝缘电阻的检查：采用兆欧表（500V2500V）测量缆芯的绝缘电阻。测量步骤如下：A、测试前的处理：将被测电缆的两端进行预测试处理：除去铠装层、屏蔽及绝缘层。导体与总屏蔽之间至少要保留30mm 以上的绝缘层；绝缘外有半导电涂层的还应用酒精清洗干净；处理过程中不得损伤导体及绝缘。测量前导体与屏蔽及铠甲钢丝之间应相互分开，且保持一定的距离（大于100mm），以防高压短路。B.测试步骤：B.1 芯对芯之间：仪表的“L”端（

7、红色）接一芯线导体，“E”端（黑色）接另一芯线导体，依次循环，要保证任何两芯之间都要经受绝缘电阻试验；B.2 芯对铠甲钢丝之间：仪表的“L”端（红色）接一芯线导体，“E”端（黑色）接屏蔽及铠装钢丝，一芯测试完毕后，只需将“L”端重新接另一芯线，“E”端保持不变，如此循环，直至每一芯线与铠装之间都要经受绝缘电阻试验。B.3 测试时应注意：手柄的摇动速度应控制在每秒2次。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 13 页 -B.4 测试结果及数据处理：标准温度（20），每公里长度绝缘电阻按下式计算：R=RX L R.每公里的绝缘电阻，M km;RX.试样绝缘电阻，M；L.试样有

8、效测量长度，km.计算后的实测绝缘电阻大于或等于标准值时则绝缘为正常，否则视为不合格。不合格情况有以下几种：1、电缆的绝缘存在损伤。2、电缆绝缘层外的半导电层未按预处理方法进行。3、测量的方法未按测试步骤进行。4、电缆的制造年份或露天储存时间较长，绝缘存在老化。（特别是在我国的北方高温、高寒的环境下不宜露天存储）2.3 电缆的拉断力检查：采用拉力试验设备测定电缆在机械外力垂直破坏作用下的最大拉断力值。测试步骤如下:A、试样备制：从成品电缆的任一端截取试样一根，长度为600mm，在取样过程中要求铠装层不变形，基本保持原样；除去试样表面防锈脂；将试样的铠装层拆开，使其保持原来形状与节距后，用锡进行

9、交铸于100mm 处，以保证铠装层的每根钢丝都能均匀受力和夹持的牢固性。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 13 页 -B、测试步骤：B.1 选择拉断力的量程（不超过电缆预定拉断力的3倍）；B.2 将准备好的试样夹持到试验机上，试验机两端口之间的有效距离应不小于电缆直径的 20倍，但应不小于 250mm；B.3 启动设备，控制速度在每秒5mm 以内直至拉断并记录下拉断时的力值。B.4 试验结果：如果试验时，试样的破断发生在距离钳口处50mm 内，但试样达到了规定的拉断力时，则该试验认为有效，否则重做。实测的电缆拉断力大于或等于标准值时则视为正常，否则为不合格。不合格情

10、况有以下几种：1、电缆的试样拉脱试验失败。2、电缆的钢丝强度不够或钢丝根数缺少。3、电缆的使用频率较低或闲置时间较长，电缆的内层铠甲钢丝存在严重的腐蚀。3、电缆的使用3.1、缠绕电缆3.1.1、承荷探测电缆从货运滚筒转绕到绞车滚筒上，要特别注意一点：就是要必须在保持一定的缠绕拉力的状态下，放多少收多少，不能有余。否则松余电缆会自然出现扭弯随拉力拉坏电缆，一般缠绕过程按以下规定进行：a、电缆的缠绕拉力应保持基本拉直状态，以便使滚筒上的最低层电缆保持贴近滚筒芯外围面。b、电缆的缠绕拉力应低于缆芯所能承受的安全使用拉力，防止可能在交叉处造成铠装变形的压力。电缆的缠绕拉力按破断拉力比例分别是：电缆直径

11、第一层第二层第三层破坏拉力Ib kg Ib kg Ib kg Ib kg 5.60mm 600 273 880 400 1100 500 6333 2875 8.00mm 1200 545 1700 773 2300 1045 11000 5000 11.80mm 2000 909 3000 1364 4000 1818 20598 9350 13.20mm 4000 1818 5600 2545 7000 3180 28392 128877 每盘电缆的检测报告都附有本根电缆的破断拉力。3.1.2、绞车滚筒必须保持完好，滚筒的轮缘必须垂直于滚筒表面。缠绕电缆时滚筒的边穿孔是直角孔时应考虑沿盘轮

12、边垫物，垫物直径应与电缆同径，建议在自身电缆上剪一段做垫物，长度略短于滚筒芯的圆周长，垫物应放在缠绕电缆开始的地方，使电缆上滚筒后就是第二圈。同时不能用名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 13 页 -力敲击电缆，实践证明：90以上的电缆缠绕上绞车滚筒后绝缘受伤损坏处都是出在这里。3.2、屏蔽导电线芯的处理 W7BPP、W7F46PP 型双屏蔽电缆其缆芯绝缘外涂覆有半导电黑色屏蔽层，在做电缆插头前应用酒精或饮用的白酒擦拭干净，使其恢复原有的无色透明状，清理长度在 30mm 以上，接好插头后用兆欧表检查插头与绝缘之间的绝缘电阻应大于 200，这样就不会出现插头部分的绝缘局

13、部烧毁及绝缘电阻低或零的假象。3.3、滑轮及马丁代克的选配在电缆的使用过程中应选配与电缆相匹配的滑轮及马丁代克，滑轮的平均直径为最大铠装电缆中钢丝直径的400 倍。滑轮和马丁代克的槽的设计也只要大于直径的4，这样就不会使电缆的铠装变形而使钢丝过早磨损。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 13 页 -3.4、新电缆的调理华能公司生产的承荷探测电缆已经经过悬浮式旋转应力消除装置的模拟退扭（国家专利授权由华能公司根据 拖缆原理自行设计、制造的装置）又经过德国进口预拉伸设备的拉伸、定型，其产品已基本消除旋转应力以及残余伸长，用户可以直接下井使用无需 拖缆。在第一次的使用中应尽

14、可能的慢上慢下，可以消除剩余的旋转应力，从而延长电缆寿命。3.5、单芯过密封装置电缆的使用和建议过密封装置使用电缆前在选择流管时应充分考虑是否与电缆直径相匹配，一般的选择是流管直径比电缆直径大0.2 0.3mm，华能公司的单芯5.60mm电缆直径在 5.565.65mm之间，太小直径的流管加上较高的密封压力会导致电缆在通过密封装置时，强行松开铠装钢丝变形成鸟笼装状从而卡在密封装置上引起铠装钢丝的跳丝、断丝，更严重的会自动弯曲堆积电缆而直接拉断电缆。特别是防硫化氢类电缆，由于合金铠甲钢丝的弹性以及恢复记忆性能比碳钢钢丝差，这一点更显得突出。3.6、电缆在正常使用时的拉力说明每一盘承荷探测电缆的资

15、料中都会记录着实际的破断拉力数据，其使用的安全工作拉力为该电缆破断拉力的40（电缆在生产过程中预拉伸试验已经通过），在使用过程中应当注意不要超过50，当超过50后，导体的铜线芯会超过疲劳强度，使电缆寿命缩短。当超过 60%时，就有可能拉断导体线芯。4、电缆的保养4.1、对铠甲钢丝进行必要的检查和保养 4.1.1电缆应至少每个月检查一次铠甲钢丝的松散性。防硫化氢的承荷探测电缆检查的频率更短，一般为1 井次（因为防硫化氢电缆的铠装钢丝没有高碳钢钢丝那样具有较好的可恢复性）。承荷探测电缆的铠甲钢丝是由两层方向相反的钢丝扭旋而成的，是一种复杂的结构，它是通过保持结构上的稳定和设备上的正确连接来保护导电

16、缆芯的，在电缆负荷拉伸的情况下，电缆伸长旋转，如果两层铠装钢丝之间有较大的摩擦阻力，那么它会限制这种自由旋转，所谓的较大摩擦阻力是指存在于两层铠装钢丝之间的铁锈、沙砾等物质，松散的铠装会在井下操作时将这些有害的物质带进电缆里。检查松散铠装最简单的方法是挑起试验：用一个薄的螺丝刀，插入外层的铠装钢丝之间，如果铠装是紧的，钢丝就难以挑起。有条件的地方对出现松散的铠装的电缆应向右旋方向来重新旋紧外层铠装。（旋紧装置见下图）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 13 页 -（图：电缆旋紧装置）4.1.2电缆在使用的过程中存在钢丝的磨损和腐蚀，应至少每三个月检查一次电缆的破断拉力

17、，特别是最下端的300 米以内的部分，并详细记录力值，以供小队参考。使用频率不高或短期闲置不用的电缆，在重新使用前做这样的检查意义更大。下面是一组电缆铠甲钢丝经使用磨损后的拉断力值试验数据：钢丝磨损情况外层铠甲钢丝的力值下降率内层铠甲钢丝的力值下降率磨损四分之一下降了 23.9%31.08%磨损三分之一下降了 35.32%52.21%磨损二分之一下降了 48.28 72.43%试验结果表明：铠甲钢丝磨损的严重程度对电缆的破断力值影响很大，磨损三分之一时，电缆拉断力下降就已经下降了近一半，对安全生产已经造成隐患。我们建议：发现外层铠甲钢丝磨损达到三分之一或整根电缆破断力值下降 30%时应及时的剪

18、掉这一部分电缆，以防下次作业时出现拉断电缆的事故发生。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 13 页 -（图：磨损近二分之一时出现了电缆拉断的事故）4.2、增加内外层铠甲钢丝之间的润滑长期的保持两层铠甲钢丝之间的润滑，既可以保护内层铠甲钢丝减少腐蚀又可以减小两层钢丝之间的摩擦阻力，延长电缆的使用寿命。在有条件的地方可以用加润滑防锈剂来保养电缆。4.3、清洁井下泥浆、钻井液等物质会对电缆的铠甲钢丝造成一定的腐蚀，我们应尽量的保持电缆的清洁。在最后一次起出电缆时，尽量的要冲洗电缆。有条件时应把电缆通过校直滑轮使之揉曲调理，这样可以帮助清除出铠甲钢丝内的有害物质。对于使用频率

19、不高或暂时闲置的电缆更应清洁保养好，以防锈蚀。4.4、防硫化氢电缆的使用与保养当井下有硫化氢物质存在（正常情况下 H2S应大于 CO2），建议使用防硫化氢电缆（使用前的准备与本说明的前部分相同）。防硫化氢电缆采用特殊的合金钢做铠甲钢丝，需要说明的是由于井下H2S、CO2以及温度、压力的不同，我们应选择相适用的低防、中防和高防的防硫化氢电缆。1、防硫化氢电缆的钢丝在受到腐蚀后应给予一个恢复期，可以在空气中自然恢复（时间较长），也可以用加温加湿的方法来恢复（时间较短），这一条在防硫化氢电缆的维护中相当重要，长期受腐蚀的钢丝还是会引发 氢脆 现象。2、过密封装置使用的电缆要求在每次结束工作起完电缆后

20、按本说明的第4.1名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 13 页 -项来检查铠装钢丝是否松散，发现松散应立即旋紧，这样可以避免下次使用过程中的坏电缆事故，因为每条防硫化氢电缆都是价格昂贵的，实践证明：防硫化氢电缆的坏电缆事故多是钢丝跳丝、断丝引起的。3、出现断丝的处理方法：采用压不锈钢钢片的方法，可以减小绑扎外径，更易通过密封装置（见5.2 操作方法）。5、常见的故障分析及解决办法：故障现象故障原因1、由于挤压造成铠装钢丝局部变形1a、电缆从滑轮上跳出来1b、由于持续给予超过破断强度50的拉力，使在滚筒上的电缆交叉处被挤压坏1c、由于设备的不小心造成结构上的损坏1d、

21、存在松散的铠装2、电缆打扭2a、电缆在高拉力的情况下，突然被松开2b、没有解开电缆旋转环结，就直接拉电缆2c、放电缆的速度比收电缆的速度快3、铠装钢丝松开并变形3a、电缆在高拉力的情况下，突然被松开3b、操作造成松散的外层铠装的钢丝排列混乱3c、电缆通过小直径的密封装置4、铠装钢丝变形引起从铠装里凸出来4a、不恰当的高拉力负荷，引起铠装钢丝变形5、外层钢丝表面很快磨损5a、滑轮槽或马丁代克槽比电缆直径小5b、滑轮安装不正5c、在一固定的表面上磨损名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 13 页 -6、内外铠装层之间的表面很快磨损6a、两层铠装之间缺少润滑油6b、两层铠装

22、之间有物质存在磨损6c、由于盐碱或硫化氢的腐蚀6d、滑轮槽或马丁代克槽比电缆直径小7、导电芯与铠装或芯之间短路7a、受外力后，铠装层给予绝缘层高压力造成短路（最中间的缆芯最容易损坏）7b、超过规定的温度造成绝缘层软化7c、半导电屏蔽层没有按要求清理干净7d、给予电缆的电压过高使导电芯超载7e、电缆从一个小直径的滚筒或滑轮上过，使用弯曲太小5.1 绝缘损坏的检查方法：A、兆欧表法将兆欧表两接线端分别接在被检查的缆芯和外皮上，快速摇动兆欧表，开始绝缘很低，越摇绝缘越高，停段时间再摇，此种现象反复出现，这属于小沙眼或微裂纹引起的绝缘破坏。若将电缆逐渐浸入水中，不停摇动摇柄，再绝缘破坏处浸入水中时兆欧

23、表读数为零，同时水中有微弱的吱吱声,此处为绝缘破坏处。B、电阻法AB为电缆的缆芯，CD为电缆的外皮，E为绝缘的破坏处，L 为电缆的总长度，AB、AEC、BE为实测的电阻值，用数字表测量电阻来通过下面的公式来计算：L*(AB+AEC-BEC)/AB*2=A 到 E的长度名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 13 页 -5.2 单根钢丝断丝的解决办法：外层的铠甲钢丝出现断丝现象，不要采用绑扎的办法，这样会增大电缆的外径，还会影响到电缆在受力状态的旋转伸长，最好的办法是采用压钢片的办法：用整形钳将断钢丝的部分左向旋开成“鸟笼”状，再将钢皮从中间穿过，压住断头，再松开整形钳，向右旋紧钢丝。6、出现下列的情况电缆应报废：1、全长三分之二以上的电缆外层铠甲钢丝磨损近三分之一；2、铠甲钢丝腐蚀、锈蚀严重。内外层铠甲钢丝出现“氢脆”现象；3、缆芯的绝缘阻值低，且无法修复；4、1000米内电缆两处及以上的断芯。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 13 页 -