Крепление проводника на трубчатом кожухе

КРЕПЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА НА ТРУБЧАТОМ КОЖУХЕ В изобретении описан способ крепления линии передачи сигналов к компоненту скважинного оборудования, при осуществлении которого придают компоненту окончательную форму до крепления к нему линии; позиционируют линию на внешней поверхности компонента и соединяют линию и компонент с использованием процесса сплавления. В изобретении также описывается соответствующая система крепления. Область техники Настоящее изобретение относится к креплению линий передачи сигналов к компонентам скважинного оборудования. Уровень техники При добыче углеводородов широко используются самые разные линии передачи сигналов. Использование таких линий совершенно необходимо в современных технологиях добычи углеводородов, однако их необходимо крепить на связке инструментов, опускаемых в скважину. Хотя в настоящее время существует большое разнообразие технических средств крепления, однако в отрасли всегда приветствовалась разработка новых способов. Это связано, прежде всего, с высокой чувствительностью волоконнооптических линий передачи сигналов, которые в последнее время получили очень широкое распространение. Оптические волокна часто используются в качестве чувствительных элементов для измерения возникающих в них механических напряжений. Однако в связи с таким применением остаточные напряжения, возникающие в результате крепления оптических волокон к компонентам, напряжения в которых измеряются, могут неблагоприятно сказываться на точности волоконно-оптической системы измерений. Поскольку повышение точности измерений в скважинах приводит в результате к повышению добычи углеводородов из скважин, в отрасли всегда существует потребность в новых способах и устройствах,которые позволяют этого достичь. Сущность изобретения В настоящем изобретении предлагается способ крепления линии передачи сигналов, воспринимающей механические напряжения, к трубчатому кожуху скважинного оборудования, при осуществлении которого наматывают спирально листовой материал, формируя, таким образом, трубчатый кожух; располагают линию передачи сигналов на внешней поверхности кожуха так, чтобы обеспечивалась возможность восприятия линией механических напряжений в кожухе; соединяют линию передачи сигналов с кожухом, используя процесс термического сплавления. В предпочтительных вариантах осуществления способа соединение посредством сплавления осуществляют по обеим боковым сторонам линии передачи сигналов. Процесс сплавления может представлять собой сварку, в частности лазерную сварку. В одном из вариантов дополнительно осуществляют установку внешнего кожуха, отстоящего от линии передачи сигналов в радиальном направлении наружу, для ее защиты. При этом внешний кожух может выполняться таким образом, чтобы выдерживался зазор между его внутренней поверхностью и наиболее удаленной поверхностью линии передачи сигналов. В другом из вариантов при придании кожуху его окончательной формы формируют выемку на его внешней поверхности, в которую может входить по меньшей мере часть линии передачи сигналов, и соединение посредством сплавления осуществляют внутри выемки. При упомянутом расположении линии передачи сигналов на внешней поверхности кожуха между линией передачи сигналов и кожухом размещают тонкий лист металла, который используют в упомянутом соединении посредством сплавления, в частности при выполнении упомянутого соединения осуществляют сплавление линии передачи сигналов с листом и отдельное сплавление листа с кожухом. В настоящем изобретении также предлагается система соединения линии передачи сигналов,имеющая низкий уровень остаточных механических напряжений и содержащая трубчатый кожух скважинного оборудования, который сформирован спиральным наматыванием листового материала и на внешней поверхности которого расположена линия передачи сигналов так, что обеспечивается возможность восприятия линией механических напряжений в кожухе; по меньшей мере одно соединение, полученное термическим сплавлением и обеспечивающее крепление линии передачи сигналов к внешней поверхности кожуха. Указанное по меньшей мере одно соединение, полученное сплавлением, может представлять собой сварной шов, в частности шов лазерной сварки. Кожух может содержать выемку, в которую может входить по меньшей мере часть линии передачи сигналов. В одном из вариантов между линией передачи сигналов и кожухом размещен тонкий лист металла,который участвует в указанном по меньшей мере одном соединении, полученном сплавлением, в частности лист сплавлен с линией передачи сигналов и с кожухом. Указанное по меньшей мере одно соединение, полученное сплавлением, предпочтительно расположено продольно по обеим сторонам линии передачи сигналов. Краткое описание чертежей На прилагаемых чертежах, на которых одинаковые элементы указываются одинаковыми ссылочными номерами, показано: на фиг. 1 - схематический вид линии передачи данных, прикрепленной к компоненту скважинного оборудования; на фиг. 1 А - увеличенный вид части фиг. 1, указанной на фиг. 1 линией 1 А-1 А; на фиг. 2 - схематический вид другой линии передачи данных, прикрепленной к компоненту сква-1 018726 жинного оборудования с использованием другого варианта способа; на фиг. 2 А - увеличенный вид части фиг. 2, указанной на фиг. 2 линией 2 А-2 А; на фиг. 3 - схематический вид другой линии передачи данных, прикрепленной к компоненту скважинного оборудования с использованием другого варианта способа; на фиг. 3 А - увеличенный вид части фиг. 3, указанной на фиг. 3 линией 3 А-3 А. Подробное описание осуществления изобретения Прежде всего, необходимо отметить, что на чертежах иллюстрируются три разных варианта прикрепления линии передачи сигналов к компоненту скважинного оборудования, причем во всех вариантах исключается возникновение избыточных остаточных механических напряжений в частях, окружающих линию, или в самой линии. Такие остаточные напряжения являются причиной возникновения аномальных измерений, получаемых из линии, используемой в качестве чувствительного элемента. В некоторых случаях ошибки измерений достаточно велики, и поэтому они вряд ли смогут ввести в заблуждение опытного оператора скважины, однако иногда они могут быть малозаметными и оператору может быть трудно их обнаружить. В таких случаях оператор скважины может даже не знать, что имеются какие-то аномалии измерений, и он может принимать решения, которые в конечном счете не приведут к положительному изменению продуктивности скважины. Еще хуже то, что остаточные напряжения могут быть причиной того, что оператор не сможет правильно оценить ситуацию, возникшую в скважине, которая,если не принять надлежащих мер, может привести в результате к необходимости ремонта скважины. Поскольку в такой ситуации, когда оператор не знает о возникшей проблеме, он вряд ли сможет предпринять предупредительные действия, которые могли бы предотвратить необходимость ремонта. Непринятие предупредительных действий обычно приводит к необходимости проведения работ, стоимость которых будет гораздо выше. Для решения вышеуказанных проблем в настоящем изобретении предлагаются устройства и способы крепления линий передачи сигналов, и особенно волоконно-оптических линий, к компонентам скважинных инструментов. На фиг. 1 иллюстрируется линия 10 передачи сигналов, установленная на внешней поверхности кожуха 12. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что в иллюстрируемом варианте кожух 12 размещается наружу в радиальном направлении от песчаного фильтра, включая его экран. Эти компоненты показаны лишь для примера и не являются частью изобретения. Поэтому нет необходимости в отдельном описании этих компонентов. На фиг. 1 А приведен увеличенный вид линии 10 на кожухе 12, который позволяет лучше понять крепление линии 10 к кожуху 12. Для начала необходимо отметить, что кожух 12 в этом варианте на своей внешней поверхности 16 содержит выемку 14. Выемка 14 имеет такие размеры и форму, чтобы в ней помещалась по меньшей мере часть линии 10. Как показано на фиг. 1 А, линия 10 не полностью помещается в выемке 14, что также охватывается объемом изобретения. Линия 10 крепится в выемке путем сплавления, например, с использованием лазерной сварки по меньшей мере по одной продольной стороне линии 10. Как показано на фиг. 1 А, для крепления линии 10 используются два соединения 18, выполненных сплавлением. Кроме того, необходимо понимать, что в представленной схеме линия 10 прикрепляется к кожуху 12 только после окончания его изготовления. Специалист в данной области техники должен быть знаком с широко распространенным способом изготовления трубчатых кожухов путем спирального наматывания ленты материала. В таком способе изготовления линия 10 должна крепиться после того, как будет закончена спиральная намотка. Благодаря креплению только после окончания спиральной намотки снижается уровень внесенных и остаточных механических напряжений в линии 10. Как уже указывалось, снижение уровня напряжений в линии 10, связанных с креплением линии и/или изготовлением кожуха 12, существенно улучшает характеристики работы линии 10 при ее последующем использовании. В другом варианте осуществления изобретения, представленном на фиг. 2 и 2 А, линия 10 прикрепляется к кожуху 12 без использования выемки 14 путем непосредственной прокладки линии 10 по внешней поверхности 16 кожуха 12. Вместо выемки 14 используется металлический лист 20, расположенный между линией 10 внешней поверхностью 16 кожуха 12. По меньшей мере один шов создается сплавлением вдоль линии 10 (на фиг. 2 А показаны два таких шва с двух сторон линии 10). В одном из вариантов для сплавления используется лазерная сварка. Каждый шов расположен, как показано на фиг. 2 А, проходит от кожуха 12 к линии 10 и включает металлический лист 20 в сварных соединениях 18. Еще в одном варианте, представленном на фиг. 3 и 3 А, выемка 14 также не используется и линия 10 также устанавливается на внешней поверхности кожуха 12. В этом варианте так же, как и в варианте,представленном на фиг. 2, используется металлический лист 20. Сравнивая фиг. 2 А и 3 А, можно видеть четкое различие в используемых соединениях, получаемых сплавлением. В варианте, представленном на фиг. 3, соединения 18 расположены продольно на каждой стороне линии 10 (может использоваться по меньшей мере одно соединение), как и в предыдущих вариантах, однако эти соединения не доходят до самого кожуха 12. Вместо этого они заканчиваются на металлическом листе 20. Затем металлический лист 20 сплавляется с кожухом 12. Поскольку соединения 22 между листом 20 и кожухом 12, полученные сплавлением, отстоят на некотором расстоянии от линии 10 и от соединений 18, то напряжение, соз-2 018726 даваемое отдельными соединениями, снижается, поскольку оно распределяется по большей площади поверхности. В каждом из рассмотренных вариантов линия 10 расположена в таком месте, которое потенциально подвержено повреждениям. Чтобы защитить линию от случайного повреждения, например, при ее перемещении вместе с оборудованием в скважине, линия, прикрепленная к кожуху 12, может быть защищена дополнительным внешним кожухом 24 (как показано на всех чертежах). Внешний кожух 24 представляет собой перфорированный трубчатый компонент, установленный таким образом, чтобы между его внутренней поверхностью 28 и самой удаленной в радиальном направлении поверхностью 30 линии 10 выдерживался зазор 26. Величина зазора может быть такой, чтобы обеспечивался буфер между кожухом и линией. Внешний кожух 24 может быть установлен, как показано на чертежах, на опорных конструкциях 32, прикрепленных к основной трубе 34 с помощью крепежных элементов или путем сплавления. В то время как были рассмотрены и описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, в них могут быть внесены модификации и замены частей без выхода за пределы сущности и объема изобретения. Соответственно необходимо понимать, что описание служит целям иллюстрации изобретения и никоим образом не ограничивает его объем. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ крепления линии передачи сигналов, воспринимающей механические напряжения, к трубчатому кожуху скважинного оборудования, при осуществлении которого наматывают спирально листовой материал, формируя, таким образом, трубчатый кожух; располагают линию передачи сигналов на внешней поверхности кожуха так, чтобы обеспечивалась возможность восприятия линией механических напряжений в кожухе; и соединяют линию передачи сигналов с трубчатым кожухом, используя процесс термического сплавления. 2. Способ по п.1, в котором соединение посредством сплавления осуществляют по обеим боковым сторонам линии передачи сигналов. 3. Способ по п.1, в котором процесс сплавления представляет собой сварку. 4. Способ по п.3, в котором сварка представляет собой лазерную сварку. 5. Способ по п.1, в котором дополнительно осуществляют установку внешнего кожуха, отстоящего от линии передачи сигналов в радиальном направлении наружу, для ее защиты. 6. Способ по п.5, в котором внешний кожух выполняют таким образом, чтобы выдерживался зазор между его внутренней поверхностью и наиболее удаленной поверхностью линии передачи сигналов. 7. Способ по п.1, в котором на внешней поверхности трубчатого кожуха формируют выемку, в которую может входить по меньшей мере часть линии передачи сигналов. 8. Способ по п.7, в котором соединение посредством сплавления осуществляют внутри выемки. 9. Способ по п.1, в котором при упомянутом расположении линии передачи сигналов на внешней поверхности трубчатого кожуха между линией передачи сигналов и кожухом размещают тонкий лист металла. 10. Способ по п.9, в котором в упомянутом соединении посредством сплавления используют лист металла. 11. Способ по п.9, в котором при выполнении упомянутого соединения осуществляют сплавление линии передачи сигналов с листом и отдельное сплавление листа с трубчатым кожухом. 12. Система соединения линии передачи сигналов, имеющая низкий уровень остаточных механических напряжений и содержащая трубчатый кожух скважинного оборудования, который сформирован спиральным наматыванием листового материала и на внешней поверхности которого расположена линия передачи сигналов так, что обеспечивается возможность восприятия линией механических напряжений в кожухе; по меньшей мере одно соединение, полученное термическим сплавлением и обеспечивающее крепление линии передачи сигналов к внешней поверхности трубчатого кожуха. 13. Система по п.12, в которой указанное по меньшей мере одно соединение, полученное сплавлением, представляет собой сварной шов. 14. Система по п.13, в которой сварной шов представляет собой шов лазерной сварки. 15. Система по п.12, в которой упомянутый трубчатый кожух содержит выемку, в которую может входить по меньшей мере часть линии передачи сигналов. 16. Система по п.12, дополнительно содержащая тонкий лист металла, расположенный между линией передачи сигналов и трубчатым кожухом. 17. Система по п.16, в которой упомянутый лист участвует в указанном по меньшей мере одном соединении, полученном сплавлением. 18. Система по п.16, в которой лист сплавлен с линией передачи сигналов и с трубчатым кожухом. 19. Система по п.12, в которой указанное по меньшей мере одно соединение, полученное сплавлением, расположено продольно по обеим сторонам линии передачи сигналов.