CN109003718B - 机器人用干热岩承荷探测电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种机器人用干热岩承荷探测电缆,包括密封管和设置在密封管内的支架,在所述支架的中央以及支架与密封管之间设置有若干个线芯容纳腔,在每个线芯容纳腔内设置有线芯,所述支架和线芯绞合成缆芯,在所述缆芯与密封管之间设置玻璃纤维层和总屏蔽层,在所述密封管外设置有铠装层。本发明将线芯设置在支架、密封管相配合形成的线芯容纳腔内,且在线芯容纳腔内设置有密封板和填充有密封胶,使得电缆的结构更加稳定,且密封性能优良;支架、密封管和密封板采用铝或者铝合金制成,使得电缆的质量轻、抗拉强度高,延伸率高,抗疲劳强度高,且抗腐蚀性、抗氧化性好,大大提高电缆的使用寿命,保证电缆信号传输的效率高,准确性好。
Description
技术领域
本发明属于探测电缆技术领域,具体涉及一种机器人用干热岩承荷探测电缆。
背景技术
干热岩是一般大于200℃、深埋数千米、内部不存在流体或存在少量地下流体的高温岩体。干热岩资源属清洁能源,主要被用来提取其内部的热量,可用于地热发电等。干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响,且不受季节、气候制约,利用干热岩发电的成本仅为风力发电的一半,只有太阳能发电的十分之一。我国的青海和西藏地区拥有大规模可利用的干热岩资源,干热岩岩层内温度高,且在干热岩开发过程中,能够产生温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物,从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽,用于地热发电和综合利用,干热岩区块的地质勘探、测井、油气开采等通常需要作业机器人来完成,需要一款机器人用的适合干热岩区块的耐高温、密封性好、承载能力强、为机器人供电和传输数据的承荷探测电缆。
发明内容
发明目的:针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种耐高温、密封性好、承载能力强的机器人用干热岩承荷探测电缆。
技术方案:为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种机器人用干热岩承荷探测电缆,包括密封管和设置在密封管内的支架,在所述支架的中央以及支架与密封管之间设置有若干个线芯容纳腔,在每个线芯容纳腔内设置有线芯,所述支架和线芯绞合成缆芯,在所述缆芯与密封管之间设置玻璃纤维层和总屏蔽层,在所述密封管外设置有铠装层。
作为优选,在所述线芯容纳腔靠密封管一侧设置有密封板,在所述线芯容纳腔内位于密封板与支架之间的腔体内填充有密封胶。
作为优选,所述密封板采用铝或者铝合金制成。
作为优选,所述密封管和支架采用铝或者铝合金制成。
作为优选,所述线芯容纳腔设置有7个,其中1个位于支架的中央,6个均匀分布于支架的边缘,每个线芯容纳腔内设置有一个线芯。
作为优选,所述线芯包括2个供电线芯、3个信号传送线芯和2个数据回传线芯。
作为优选,所述线芯包括导体和位于导体外的绝缘层,在所述绝缘层外涂覆有半导电电磁胶形成分屏蔽层。
作为优选,所述导体由多股软铜丝绞合制成,所述绝缘层采用氟塑料并通过双层挤包方式形成。
作为优选,所述铠装层为方向相反的两层高强度镀锌钢丝铠装而成。
作为优选,所述玻璃纤维层由耐高温的玻璃纤维丝编织在缆芯外形成,所述总屏蔽层为在玻璃纤维层上涂覆的半导电电磁胶形成。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明的机器人用干热岩承荷探测电缆,将线芯设置在支架、密封管相配合形成的线芯容纳腔内,且在线芯容纳腔内设置有密封板和填充有密封胶,使得电缆的结构更加稳定,且密封性能优良;支架、密封管和密封板采用铝或者铝合金制成,使得电缆的质量轻、抗拉强度高,延伸率高,抗疲劳强度高,且抗腐蚀性、抗氧化性好,大大提高电缆的使用寿命,保证电缆信号传输的效率高,准确性好。
附图说明
图1是机器人用干热岩承荷探测电缆结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示,本申请的机器人用干热岩承荷探测电缆,主要适用于干热岩区块的地质勘探、测井、油气开采等作业,电缆连接井下的作业机器人仪器。
机器人用干热岩承荷探测电缆,包括密封管1和设置在密封管1内的支架2,在支架2的中央以及支架2与密封管1之间设置有若干个线芯容纳腔3,在每个线芯容纳腔3内设置有线芯4,支架2和线芯4绞合成缆芯,在缆芯与密封管1之间设置玻璃纤维层5和总屏蔽层6,在密封管1外设置有铠装层7。
在线芯容纳腔3靠密封管1一侧设置有密封板8。密封板8采用铝或者铝合金制成。在线芯容纳腔3内位于密封板8与支架2之间的腔体内填充有密封胶9,密封胶9可以采用以硅脂为基料的改性拒水剂密封胶。
密封管1和支架2采用铝或者铝合金制成。铝的密度很小,仅为2.7g/cm3,质量轻,且铝比较软,有较好的延展性,具有很高的塑性,易于加工;铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,适合电缆在干热岩地下高温蒸汽的潮湿环境。但是纯铝的强度很低,所以除了采用铝制作支架2和密封管1,还可以采用铝合金制成支架2和密封管1,铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,铝合金在纯铝的优选采用五系或者六系,五系:5000系列铝属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,含镁量在3-5%之间,又可以称为铝镁合金,密度低,抗拉强度高,延伸率高,抗疲劳强度高,采用五系铝合金作为支架2和密封管1的机器人用干热岩承荷探测电缆,抗拉强度好,耐弯折,寿命长,保证信号传输效率高。六系铝合金:例如采用6061,6061主要含有镁和硅两种元素,适用于对抗腐蚀性、抗氧化性能好,适于干热岩地区的使用。密封管1、支架2和密封板8可以使用同类型的铝合金,也可以使用不同类型的铝合金,例如密封管1和密封板8采用六系铝合金,支架2采用五系铝合金,该种组合使得电缆的抗拉强度更佳。
支架2的形状可以设置为轮毂形状,支架2、密封管1和密封板8相配合形成线芯容纳腔3,使得电缆的结构更加稳定。
线芯容纳腔3设置有7个,其中1个位于支架2的中央,6个均匀分布于支架2的边缘,每个线芯容纳腔3内设置有一个线芯4。7个线芯4分别为2个供电线芯、3个信号传送线芯和2个数据回传线芯,供电线芯为井下机器人仪器供电,信号传送线芯用于向井下机器人仪器发送信号,数据回传线芯用于机器人仪器采集的数据回传至地面。
线芯4包括导体41和位于导体41外的绝缘层42,在绝缘层42外涂覆有半导电电磁胶形成分屏蔽层,以消除各线芯4之间的电磁场的干扰,保证信号传输的效率;导体41由多股软铜丝绞合制成,用于井下仪器供电和数据传输,20℃时导体直流电阻不大于33Ω/km;绝缘层42采用氟塑料并通过双层挤包方式形成,氟塑料的抗张强度大于30MPa,耐温范围在-50~300℃;导体41外的耐高温高压双层绝缘,最高可耐温300℃、耐井下压力160MPa。
铠装层7为方向相反的两层高强度镀锌钢丝铠装而成。在铠装层的钢丝生产过程中,通过调整热处理过程温度与速度的设定,改变钢丝拉拔工艺流程,设定特殊的钢丝拉拔过程中各拉拔模具之间的压缩比,使单根钢丝的强度指标从1870MPa提高到2160Mpa以上;内外两层高强度镀锌钢丝既作
为做缆芯的保护铠甲,同时要承载高强度的机械负荷,电缆整体破断拉力大于95KN,满足干热岩地区的气体开采作业。
玻璃纤维层5由耐高温的玻璃纤维丝编织在缆芯外形成,玻璃纤维丝的编织密度为90%,总屏蔽层6为在玻璃纤维层5上涂覆的半导电电磁胶形成,总屏蔽层6可增强电缆的整体抗外界电磁场干扰性能,使信号传输更加稳定。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种机器人用干热岩承荷探测电缆,其特征在于:包括密封管(1)和设置在密封管(1)内的支架(2),在所述支架(2)的中央以及支架(2)与密封管(1)之间设置有若干个线芯容纳腔(3),在每个线芯容纳腔(3)内设置有线芯(4),所述支架(2)和线芯(4)绞合成缆芯,在所述缆芯与密封管(1)之间设置玻璃纤维层(5)和总屏蔽层(6),在所述密封管(1)外设置有铠装层(7);
在所述线芯容纳腔(3)靠密封管(1)一侧设置有密封板(8),在所述线芯容纳腔(3)内位于密封板(8)与支架(2)之间的腔体内填充有密封胶(9);
所述密封板(8)采用铝或者铝合金制成;
所述密封管(1)和支架(2)采用铝或者铝合金制成;
所述玻璃纤维层(5)由耐高温的玻璃纤维丝编织在缆芯外形成,所述总屏蔽层(6)为在玻璃纤维层(5)上涂覆的半导电电磁胶形成;
所述线芯(4)包括导体(41)和位于导体(41)外的绝缘层(42),在所述绝缘层(42)外涂覆有半导电电磁胶形成分屏蔽层。
2.根据权利要求1所述的机器人用干热岩承荷探测电缆,其特征在于:所述线芯容纳腔(3)设置有7个,其中1个位于支架(2)的中央,6个均匀分布于支架(2)的边缘,每个线芯容纳腔(3)内设置有一个线芯(4)。
3.根据权利要求2所述的机器人用干热岩承荷探测电缆,其特征在于:所述线芯(4)包括2个供电线芯、3个信号传送线芯和2个数据回传线芯。
4.根据权利要求1所述的机器人用干热岩承荷探测电缆,其特征在于:所述导体(41)由多股软铜丝绞合制成,所述绝缘层(42)采用氟塑料并通过双层挤包方式形成。
5.根据权利要求1所述的机器人用干热岩承荷探测电缆,其特征在于:所述铠装层(7)为方向相反的两层高强度镀锌钢丝铠装而成。
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