CN103943263A - 一种圆形潜油泵电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆形潜油泵电缆，包括一根支撑芯、多根导线、聚四氟乙烯绕包层、防油层、护套层和铠装层；每根导线包括位于中部的导体以及包覆在导体外部的绝缘层，导线的横截面呈扇环形；多根导线围绕支撑芯平行纵置构成横截面为圆形的缆芯，导线的内弧紧靠支撑芯的外周并且任意相邻两根导线的侧面相互抵靠；在所述缆芯外部包覆聚四氟乙烯绕包层，聚四氟乙烯绕包层外部包覆防油层，防油层外部包覆护套层，护套层外部包覆铠装层。本发明提出的圆形潜油泵电缆，结构紧凑且稳定、耐高温、磁场分布均匀、抗油性能优异，能够长期在油井环境下安全使用。

Description

一种圆形潜油泵电缆
技术领域
本发明涉及电缆领域，尤其涉及一种圆形潜油泵电缆。
背景技术
潜油泵电缆作为潜油电泵机组输送电能的通路部分，长期工作在高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中。为使电泵机组长期正常运行，要求阈值相配套的前有电缆具有较高的电气性能：耐高温、高压和耐腐蚀。因此前有电缆与普通动力电缆相比，除了具有相同的绝缘性之外，还具有适应油井井下运行的特殊性，主要表现在结构和绝缘材料与通用的动力电缆不同。
潜油泵电力电缆按形状可分为圆形和扁形两种。受油井套管狭小空间的限制，通常潜油泵电力电缆以扁形为主。由于扁形电缆是非对称结构，当电力传输时，因磁场的不平衡而产生的电磁感应会引起磁滞损耗，使电缆发热。因此,当油井套管尺寸允许的情况下宜采用圆形电缆。
一般的圆形潜油泵电缆结构紧凑性较差，电力传输时，因磁场的不平衡而产生的电磁感应会引起磁滞损耗，使电缆发热，使用寿命短。制造一种适用于油井套管狭小空间使用，并耐高温抗油的潜油泵电缆，一直是行业探索的问题。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种圆形潜油泵电缆，本发明提出的圆形潜油泵电缆，结构紧凑稳定、耐高温、磁场分布均匀、抗油性能优异，能够长期在油井环境下安全使用。
本发明提出的一种圆形潜油泵电缆，包括一根支撑芯、多根导线、聚四氟乙烯绕包层、防油层、护套层和铠装层；每根导线包括位于中部的导体以及包覆在导体外部的绝缘层，导线的横截面呈扇环形；多根导线围绕支撑芯平行纵置构成横截面为圆形的缆芯，导线的内弧紧靠支撑芯的外周并且任意相邻两根导线的侧面相互抵靠；在所述缆芯外部包覆聚四氟乙烯绕包层，聚四氟乙烯绕包层外部包覆防油层，防油层外部包覆护套层，护套层外部包覆铠装层。
优选地，导线的扇环圆心角相等。
优选地，支撑芯为支撑管体。
优选地，支撑芯为具有圆形截面的铝塑管。
优选地，支撑管体内部充入防腐剂或冷却剂。
优选地，导体采用多根镀锡无氧铜丝绞合形成。
优选地，护套层采用丁腈聚氯乙烯复合物制成。
优选地，铠装层为316L型不锈钢带联锁铠装层。
本发明中，电缆内部设置横截面为圆形的铝塑管，多根横截面为扇环的导线在铝塑管周围平行纵置构成横截面为圆形的缆芯。在上述结构布置方式中，一方面，与同等载流量的品字形布置的圆形电缆相比，缆芯的横截面积缩小近30%，大大缩小了电缆布线所需的空间，另一方面，缆芯结构紧凑且稳定，外力很难改变其之间的结合布局，再一方面，铝塑管质量轻机械性能好，增强了电缆的机械性能。
进一步，导线的扇环圆心角相等，导线的内弧紧靠铝塑管的外周并且任意相邻两根导线的侧面相互抵靠，使得缆芯结构紧凑且稳定，外力很难改变其之间的结合布局，另一方面，缆芯内产生的电磁场均匀分布，相互干扰小，电磁兼容性好；铝塑管内部可充入冷却剂，从而达到从内部冷却缆芯以降低导线的工作环境温度的效果；由于聚四氟乙烯薄膜带具有良好的耐油、耐高温性能，其作为绕包层与防油层一起阻挡油气侵入缆芯和绝缘材料内，同时，在油井气体泄压期间，聚四氟乙烯薄膜带可以作为缆芯的束紧层，提供箍紧的强度，进一步提高缆芯结构的紧凑性。
附图说明
图1为本发明提出一种圆形潜油泵电缆的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种圆形潜油泵电缆的结构示意图。
本发明提出的电缆可以包括两根或更多导线，本实施例中的电缆示例性地包括三根导线。
参照图1，本发明提出的一种圆形潜油泵电缆，包括由一根铝塑管1和三根导线2构成的缆芯。
铝塑管1具有圆形截面，其中间为铝箔层内外两侧为塑料层。导线2包括位于中部的导体21，导体21由多根镀锡无氧铜丝绞合而成，导体21外部包覆绝缘层22，保证导线2之间相互绝缘；实现电缆的电力传输功能。
在铝塑管和导线的布置过程中，采用压型模具将三根导线2压制成具有相等圆周角的扇环形横截面，将三根导线2围绕铝塑管1平行纵置构成横截面为圆形的缆芯，导线2的内弧紧靠铝塑管1的外周，并且任意相邻两根导线2的侧面相互抵靠；缆芯的结构紧凑，屏蔽性好。
在缆芯外部包覆采用聚四氟乙烯薄膜带的绕包层3，在绕包层3外部包覆防油层4，防油层4外部包覆护套层5，护套层5采用丁腈聚氯乙烯复合物制成，在护套层5外部包覆铠装层6，铠装层6为316L型不锈钢带联锁铠装层。
在本实施例中，电缆内部设置横截面为圆形的铝塑管，多根横截面为扇环的导线在铝塑管周围平行纵置构成横截面为圆形的缆芯。在上述结构布置方式中，一方面，与同等载流量的品字形布置的圆形电缆相比，缆芯的横截面积缩小近30%，大大缩小了电缆布线所需的空间，另一方面，缆芯结构紧凑而稳定，外力很难改变其之间的结合布局，再一方面，铝塑管质量轻机械性能好，增强了电缆的机械性能。
在具体结构设计中，导线的扇环圆心角相等，导线的内弧紧靠铝塑管的外周并且任意相邻两根导线的侧面相互抵靠，使得缆芯结构紧凑且稳定，外力很难改变其之间的结合布局；同时，缆芯内产生的电磁场均匀分布，相互干扰小，电磁兼容性好。
铝塑管1中间为铝箔层内外两侧为塑料层，铝塑管内可充入冷却剂，从而达到从内部冷却缆芯以降低导线的工作环境温度的效果，同时，铝塑管耐高温耐腐蚀性好，保护导线不受冷却剂腐蚀。
由于聚四氟乙烯薄膜带具有良好的耐油、耐高温性能，其作为绕包层3与防油层4一起阻挡油气侵入缆芯和绝缘材料内；另一方面，在油井气体泄压期间，聚四氟乙烯薄膜带可以作为缆芯的束紧层，提供箍紧的强度，进一步提高缆芯结构的紧凑性。
铠装层6采用316L型不锈钢带连锁铠装工艺，起着纵向受力作用，同时对护套层5起着关键的保护作用，提高了电缆使用中的防锈、抗拉、弯曲性能；此外，铠装层6也起到屏蔽层的作用，为缆芯屏蔽外部电磁波的干扰。
在具体实施方式中，护套层5采用的丁腈聚氯乙烯复合物按质量份数包括下列组分：50-70份粉末丁腈橡胶、30-50份PVC树脂粉、2-3份硫化剂、2.5-4.5份促进剂、4-6份氧化锌、2-3份硬脂酸、1-3份古马隆树脂、2-4份防老剂、20-40份氯化石蜡、7-10份三氧化二锑、4-6份硼酸锌、50-70份氢氧化铝、40-70份二氧化硅、5-8份轻质碳酸钙、5-10份导电炭黑。具体地，其组分和含量如下：60份粉末丁腈橡胶、40份PVC树脂粉、3份硫化剂、3份促进剂、5份氧化锌、2份硬脂酸、2份古马隆树脂、3份防老剂、30份氯化石蜡、8份三氧化二锑、5份硼酸锌、60份氢氧化铝、50份二氧化硅、8份轻质碳酸钙、8份导电炭黑。
护套层5作为对内部缆芯的保护体，通过采用上述原料组分的丁腈聚氯乙烯复合物制成，可以具有高阻燃、高强度、耐磨、耐油的性能，可以延长电缆在油井环境下的使用寿命。其中，二氧化硅和轻质碳酸钙的添加增强复合物的硬度和机械性能；导电炭黑的加入，可提高复合物的抗静电性，改进电缆在油井环境中工作的安全性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种圆形潜油泵电缆，其特征在于，包括一根支撑芯（1）、多根导线（2）、聚四氟乙烯绕包层（3）、防油层（4）、护套层（5）和铠装层（6）；每根导线（2）包括位于中部的导体（21）以及包覆在导体（21）外部的绝缘层（22），导线（2）的横截面呈扇环形；多根导线（2）围绕支撑芯（1）平行纵置构成横截面为圆形的缆芯，导线（2）的内弧紧靠支撑芯（1）的外周并且任意相邻两根导线（2）的侧面相互抵靠；在所述缆芯外部包覆聚四氟乙烯绕包层（3），聚四氟乙烯绕包层（3）外部包覆防油层（4），防油层（4）外部包覆护套层（5），护套层（5）外部包覆铠装层（6）。
2.根据权利要求1所述的圆形潜油泵电缆，其特征在于，导线（2）的扇环圆心角相等。
3.根据权利要求1所述的圆形潜油泵电缆，其特征在于，支撑芯（1）为支撑管体。
4.根据权利要求3所述的圆形潜油泵电缆，其特征在于，支撑管体为具有圆形截面的铝塑管。
5.根据权利要求3或4所述的圆形潜油泵电缆，其特征在于，支撑管体内部充入防腐剂或冷却剂。
6.根据权利要求1所述的圆形潜油泵电缆，其特征在于，导体（11）采用多根镀锡无氧铜丝绞合形成。
7.根据权利要求1所述的圆形潜油泵电缆，其特征在于，护套层（5）采用丁腈聚氯乙烯复合物制成。
8.根据权利要求1所述的圆形潜油泵电缆，其特征在于，铠装层（6）为316L型不锈钢带联锁铠装层。
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