CN105913938A - 一种油井用耐高温钢管热电偶电缆及制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油井用耐高温钢管热电偶电缆及制作方法，特别是长度较大的油井用耐高温钢管热电偶电缆，属于热电偶电缆技术领域。技术方案是：热电偶导体（1）外绕包内耐高温陶瓷带（2），构成线芯，多根线芯成缆，线芯之间填充耐高温填充陶瓷（3），外面绕包外耐高温陶瓷带（4），外耐高温陶瓷带（4）外面设有不锈钢管（5）。本发明选配K型热电偶合金丝（一正两负），正极：镍铬（KP），负极：镍硅（KN）精密级热电偶，实现了测温精密控制；实现了2000米以上的大长度电缆生产，中间无接头，解决了传统氧化镁热电偶不能大长度生产，接头处易吸潮、绝缘电阻低及容易开裂质量隐患，保证了电缆的使用安全。

Description

一种油井用耐高温钢管热电偶电缆及制作方法
技术领域
本发明涉及一种油井用耐高温钢管热电偶电缆及制作方法，特别是长度较大的油井用耐高温钢管热电偶电缆，属于热电偶电缆技术领域。
背景技术
油井用热电偶电缆多用于深度油井纵向温度梯度的测量，也可用于气井、地热深井纵向温度梯度的测量。背景技术的油井用热电偶，是由多芯热电偶组合于一根不锈钢管内，经模具压实变径的热电偶。钢管内部大都采用氧化镁矿物绝缘，由于热电偶是与氧化镁一起拉拔变径而成，它的导体加工粗细不均，在拉拔过程中，热电偶丝是靠氧化镁粉挤压变小，因此镁粉有紧有松，决定了导体有粗有细，其此，热电偶丝表面有麻点及氧化膜，单丝直径偏差较大，另外热电偶丝不能进行选配，这样的工艺生产出来的热电偶丝一般为普通级，达不到精密级，这样在热电偶测温时，精度就不能得到保证，测量温度误差较大。另外，氧化镁绝缘虽然耐火耐高温性能好，但是由于工艺限制，不能生产较大长度电缆，一般在100米以内，而油井作业一般是在2000米以上，传统的工艺就是做接头，将短的电缆连接成长度较大的电缆；由于接头部位氧化镁极易吸潮，造成绝缘电阻过低，接头需要短时间内完成，对工艺要求较高，接头部位在井下自重和安装时留下的机械应力作用下很容易开裂，影响热电偶的使用寿命。
发明内容
本发明目的是提供一种油井用耐高温钢管热电偶电缆及制作方法，实现热电偶电缆的较大长度生产，提高热电偶电缆的使用寿命，高强度、耐压高、不渗透、高不燃性、耐辐射、安全防爆，保证电缆的使用安全，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：
一种油井用耐高温钢管热电偶电缆，包含：热电偶导体、内耐高温陶瓷带、耐高温填充陶瓷、外耐高温陶瓷带和不锈钢管，热电偶导体外绕包内耐高温陶瓷带，构成线芯，多根线芯成缆，线芯之间填充耐高温填充陶瓷，外面绕包外耐高温陶瓷带，外耐高温陶瓷带外面设有不锈钢管。
所述线芯数量为三根，热电偶导体为K型热电偶合金丝，一根正极，两根负极；正极为镍铬合金KP，负极为镍硅合金KN，单丝直径：1.0mm（±0.03 mm）；所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级，热电动势符合GB/T 16839.1的规定，允差符合GB/T 16839.2 允差的规定，保证实现测温精密控制。
所述热电偶导体外包绕四层内耐高温陶瓷带；所述外耐高温陶瓷带为两层；所述耐高温填充陶瓷为陶瓷填充绳。
一种油井用耐高温钢管热电偶电缆的制作方法，包含如下步骤：
三根热电偶导体为K型热电偶合金丝，一根正极，两根负极；正极为镍铬合金KP，负极为镍硅合金KN，所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级；
每根热电偶导体外分别绕包四层内耐高温陶瓷带，每层内耐高温陶瓷带厚度为0.12mm，构成三根线芯；
三根绕包内耐高温陶瓷带的热电偶导体进行成缆，三根线芯之间填充耐高温陶瓷填充绳，成缆线芯外绕包两层外耐高温陶瓷带，每层外耐高温陶瓷带的厚度为0.12mm；
作为护套的不锈钢管，采用316L不锈钢带通过激光焊接拉拔而成，绕包外耐高温陶瓷带的成缆线芯放入不锈钢管内。
本发明生产长度2000米以上的油井用耐高温钢管热电偶电缆，中间无接头，内耐高温陶瓷带和外耐高温陶瓷带是经过高温烧结成坚硬的陶瓷状绝缘，耐受1000℃高温，可以经受BS6387 C,W,Z耐火试验，内耐高温陶瓷带和外耐高温陶瓷带的体积电阻率达到1.0x103Ω；成品油井用耐高温钢管热电偶电缆绝缘电阻：不小于1000 MΩ·m；高温绝缘电阻：不小于50MΩ·km；并且在生产和使用过程中不易吸潮，绝缘电阻不会变化，保证了电缆的电气使用安全。
所述热电偶合金丝的单丝直径：1.0mm（±0.03 mm）；所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级，热电动势符合GB/T 16839.1的规定，允差符合GB/T16839.2 允差的规定，保证实现测温精密控制。
本发明的积极效果：选配K型热电偶合金丝（一正两负），正极：镍铬（KP），负极：镍硅（KN）精密级热电偶，实现了测温精密控制；采用耐高温陶瓷带及绕包工艺，实现了2000米以上的大长度电缆生产，中间无接头，绝缘电阻高，耐高温1000℃，解决了传统氧化镁热电偶不能大长度生产，接头处易吸潮、绝缘电阻低及容易开裂质量隐患；采用316L无缝不锈钢带激光焊接拉拔不锈钢管，具有高强度、耐压高、不渗透、高不燃性、耐辐射、安全防爆等优点，保证了电缆的使用安全。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图中：热电偶导体1、内耐高温陶瓷带2、耐高温填充陶瓷3、外耐高温陶瓷带4、不锈钢管5。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
一种油井用耐高温钢管热电偶电缆，包含：热电偶导体1、内耐高温陶瓷带2、耐高温填充陶瓷3、外耐高温陶瓷带4和不锈钢管5，热电偶导体1外绕包内耐高温陶瓷带2，构成线芯，多根线芯成缆，线芯之间填充耐高温填充陶瓷3，外面绕包外耐高温陶瓷带4，外耐高温陶瓷带4外面设有不锈钢管5。
所述线芯数量为三根，热电偶导体为K型热电偶合金丝，一根正极，两根负极；正极为镍铬合金（KP），负极为镍硅合金（KN），单丝直径：1.0mm（±0.03 mm）；所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级，热电动势符合GB/T 16839.1的规定，允差符合GB/T 16839.2 允差的规定，保证实现测温精密控制。
所述热电偶导体1外包绕四层内耐高温陶瓷带2；所述外耐高温陶瓷带4为两层；所述耐高温填充陶瓷3为陶瓷填充绳。
一种油井用耐高温钢管热电偶电缆的制作方法，包含如下步骤：
三根热电偶导体为K型热电偶合金丝，一根正极，两根负极；正极为镍铬合金（KP），负极为镍硅合金（KN），所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级；
每根热电偶导体外分别绕包四层内耐高温陶瓷带2，每层内耐高温陶瓷带厚度为0.12mm，构成三根线芯；
三根绕包内耐高温陶瓷带的热电偶导体进行成缆，三根线芯之间填充耐高温陶瓷填充绳，成缆线芯外绕包两层外耐高温陶瓷带，每层外耐高温陶瓷带的厚度为0.12mm；
作为护套的不锈钢管，采用316L不锈钢带通过激光焊接拉拔而成，绕包外耐高温陶瓷带的成缆线芯放入不锈钢管内。
本发明生产长度2000米以上的油井用耐高温钢管热电偶电缆，中间无接头，内耐高温陶瓷带2和外耐高温陶瓷带4是经过高温烧结成坚硬的陶瓷状绝缘，可以经受1000℃高温，可以经受BS6387 C,W,Z耐火试验，内耐高温陶瓷带2和外耐高温陶瓷带4的体积电阻率达到1.0x103Ω；成品油井用耐高温钢管热电偶电缆绝缘电阻：不小于1000 MΩ·m；高温绝缘电阻：不小于50MΩ·km；并且在生产和使用过程中不易吸潮，绝缘电阻不会变化，保证了电缆的电气使用安全。
所述热电偶合金丝的单丝直径：1.0mm（±0.03 mm）；所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级，热电动势符合GB/T 16839.1的规定，允差符合GB/T16839.2 允差的规定，保证实现测温精密控制。

Claims (7)

1.一种油田用耐高温钢管热电偶电缆，其特征在于包含：热电偶导体（1）、内耐高温陶瓷带（2）、耐高温填充陶瓷（3）、外耐高温陶瓷带（4）和不锈钢管（5），热电偶导体（1）外绕包内耐高温陶瓷带（2），构成线芯，多根线芯成缆，线芯之间填充耐高温填充陶瓷（3），外面绕包外耐高温陶瓷带（4），外耐高温陶瓷带（4）外面设有不锈钢管（5）。
2.根据权利要求1所述的一种油田用耐高温钢管热电偶电缆，其特征在于：所述线芯数量为三根，热电偶导体为K型热电偶合金丝，一根正极，两根负极；正极为镍铬合金，负极为镍硅合金，单丝直径：1.0mm±0.03 mm；所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级，热电动势符合GB/T 16839.1的规定，允差符合GB/T 16839.2允差的规定，保证实现测温精密控制。
3.根据权利要求1或2所述的一种油田用耐高温钢管热电偶电缆，其特征在于：所述热电偶导体（1）外包绕四层内耐高温陶瓷带；所述外耐高温陶瓷带（4）为两层；所述耐高温填充陶瓷（3）为陶瓷填充绳。
4.一种油田用耐高温钢管热电偶电缆的制作方法，其特征在于包含如下步骤：
三根热电偶导体为K型热电偶合金丝，一根正极，两根负极；正极为镍铬合金KP，负极为镍硅合金KN，所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级；
每根热电偶导体外分别绕包四层内耐高温陶瓷带（2），每层内耐高温陶瓷带厚度为0.12mm，构成三根线芯；
三根绕包内耐高温陶瓷带的热电偶导体进行成缆，三根线芯之间填充耐高温陶瓷填充绳，成缆线芯外绕包两层外耐高温陶瓷带，每层外耐高温陶瓷带的厚度为0.12mm；
作为护套的不锈钢管，采用316L不锈钢带通过激光焊接拉拔而成，绕包外耐高温陶瓷带的成缆线芯放入不锈钢管内。
5.根据权利要求4所述的一种油田用耐高温钢管热电偶电缆的制作方法，其特征在于：生产长度（2）000米以上的油井用耐高温钢管热电偶电缆，中间无接头，内耐高温陶瓷带（2）和外耐高温陶瓷带（4）是经过高温烧结成坚硬的陶瓷状绝缘，耐受1000℃高温。
6.根据权利要求4或5所述的一种油田用耐高温钢管热电偶电缆的制作方法，其特征在于：耐高温陶瓷带（2）和外耐高温陶瓷带（4）的体积电阻率达到1.0x10（3）Ω；成品油井用耐高温钢管热电偶电缆绝缘电阻：不小于1000 MΩ·m；高温绝缘电阻：不小于50MΩ·km。
7.根据权利要求4或5所述的一种油田用耐高温钢管热电偶电缆的制作方法，其特征在于：所述热电偶合金丝的单丝直径：1.0mm±0.03 mm；所述热电偶合金丝单独生产，单独选配，配成的热电偶等级为精密级，热电动势符合GB/T 16839.1的规定，允差符合GB/T16839.2允差的规定。
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