CN109817379B - 一种用于油井勘探的特种电缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于油井勘探的特种电缆，具体涉及电缆加工领域，包括电缆本体，所述电缆本体轴心处设有光纤套，光纤套外侧设有铜导体，所述铜导体外侧设有绝缘层，所述绝缘层外侧设有连接套层，所述连接套层外侧设有缓冲护套，所述缓冲护套外侧设有耐油垫层。本发明通过粘接三个连接套层组成整体结构，防止导体受力变形断裂，设置光纤套放置光纤，提高油井探测精度，缓冲护套提高电缆的受热能力，蜂窝状结构减轻重量，提高电缆的碰撞缓冲效果，同时方便铜导体散热，缓冲护套配合耐油垫层有效隔油、水和腐蚀气体，保证电缆在油井下长期使用，铠装层配合承载纤维提高电缆的承载力，弯曲后反弹钢丝弹直几乎无弯曲，减少电缆的内部磨损。

Description

一种用于油井勘探的特种电缆

技术领域

本发明涉及电缆加工领域，更具体地说，本发明涉及一种用于油井勘探的特种电缆。

背景技术

潜油泵电力电缆是潜油电泵机组配套使用的专用电缆，铺设于油井中，电缆下端与引接相连，上端与地面控制柜相连接。油井中工作条件恶劣，常处于高温，高压以及含油、气等腐蚀性很强的环境中，在这种环境下对电缆的质量要求很高。

专利申请公布号CN 102143619 B的中国专利公开了一种油井加热电缆，包括外护套，其特殊之处是：在外护套内设有外绝缘层，在外绝缘层内设有绞合在一起的多根导线，在所述的多根导线上均布缠绕有沿导线螺旋布置的多根碳纤维发热体，在导线的外面沿电缆长度方向间隔缠绕有多个导电带，位于两个相邻的导电带之间的碳纤维发热体通过导电带分别与对应不同相的两根导线依次相联形成相间电阻。优点是：电热转换效率高达98%，发热功率大、温度高，发热温度可达400℃，高温状态下使用不氧化，其单位面积的电流的负荷不发生改变；节能达到30%以上，节能效果明显；发热均衡、稳定，使用寿命长，可以达到10年，并且无需维护；使用范围广，可用于油井，油罐，油管，化工水汽管路加热。

但是上述技术方案中提供的一种油井加热电缆在实际运用时，仍旧存在较多缺点，如电缆深入油井内，在电缆底端潜油泵和自身重量作用下，电缆受力较重，电缆容易扭曲变形，甚至断裂，在受力过程中，铜导线容易发生扭转缠绕，导致局部发热，影响电流通过，特别是在油井勘探中，由于长期在恶劣环境下工作，电缆不可避免的会出现磨损，而光纤不能得到有效保护，严重影响探测精度。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于油井勘探的特种电缆，通过粘接三个连接套层组成整体结构，使铜导体一体化，防止导体受力变形断裂，设置光纤套放置光纤，提高油井探测精度，缓冲护套提高电缆的受热能力，蜂窝状结构减轻重量，提高电缆的碰撞缓冲效果，同时方便铜导体散热，缓冲护套配合耐油垫层有效隔油、水和腐蚀气体，保证电缆在油井下长期使用，铠装层配合承载纤维提高电缆的承载力，弯曲后反弹钢丝弹直几乎无弯曲，减少电缆的内部磨损。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于油井勘探的特种电缆，包括电缆本体，所述电缆本体轴心处设有光纤套，光纤套外侧设有铜导体，所述铜导体外侧设有绝缘层，所述绝缘层外侧设有连接套层，所述连接套层外侧设有缓冲护套，所述缓冲护套外侧设有耐油垫层，所述缓冲护套内部设有承载纤维，所述耐油垫层外侧设有铠装层。

在一个优选地实施方式中，所述铜导体的数量设置为三个，三个所述铜导体环形阵列分布在光纤套外侧，所述连接套层的截面形状设置为六边形，三个所述连接套层通过胶水粘接固定。

在一个优选地实施方式中，所述连接套层外侧一端夹角处设有弧形卡槽，三个所述弧形卡槽连接构成安装套孔，所述光纤套设置在安装套孔内，所述光纤套与三个弧形卡槽粘接，所述连接套层由PVDC聚偏二氯乙烯材料制成。

在一个优选地实施方式中，所述承载纤维的数量设置为多个，多个所述承载纤维均匀分布在三个连接套层外侧，所述承载纤维由油淬火回火钢丝制成。

在一个优选地实施方式中，所述缓冲护套设置为蜂窝状结构，所述缓冲护套由丁腈橡胶材料制成。

在一个优选地实施方式中，所述铠装层包括外层丝铠和内层丝铠，所述外层丝铠和内层丝铠缠绕方向相反，所述外层丝铠和内层丝铠均由镀锌高碳钢丝缠绕制成。

在一个优选地实施方式中，所述耐油垫层由耐磨纱和耐油膜材料制成，所述耐油膜两侧均粘接有耐磨纱，所述耐磨纱由涤纶纤维编而成，所述耐油膜由聚四氯乙烯材料制成。

一种用于油井勘探的特种电缆的制备工艺，具体步骤如下：

步骤一：将带有绝缘层的铜导体固定在六角注塑模具中，并注入PVDC聚偏二氯乙烯熔液，待冷却后得到连接套层；

步骤二：取三条步骤一中得到的带有铜导体的连接套层，将光纤套放置在一个弧形卡槽内，并组合三个连接套层，将光纤套固定在安装套孔内，并使用胶水粘结，使三个连接套层与光纤套形成一体结构；

步骤三：将步骤三中的一体结构固定在圆形注塑模具中，并在一体结构外侧均匀布置承载纤维，在丁腈橡胶熔液中加入发泡剂，并注入圆形注塑模具中，待冷却后得到蜂窝状缓冲护套；

步骤四：在步骤三中得到的缓冲护套外侧绕包粘接耐磨纱和耐油膜，组成耐油垫层，耐油垫层包裹密封缓冲护套；

步骤五：在耐油垫层外侧均匀缠绕两层反向的镀锌高碳钢丝，将光纤从光纤套内穿过，完成电缆的制备；

步骤六：对电缆进行包装，使用石蜡涂抹电缆两端，缠绕收纳电缆并使用绳子捆扎，将捆扎好的电缆放入缓冲效果好的包装盒内封装入库。

本发明的技术效果和优点：

1、通过粘接三个连接套层组成整体结构，使铜导体一体化，防止导体受力变形断裂，设置光纤套放置光纤，提高油井探测精度，缓冲护套提高电缆的受热能力，蜂窝状结构减轻重量，提高电缆的碰撞缓冲效果，同时方便铜导体散热，缓冲护套配合耐油垫层有效隔油、水和腐蚀气体，保证电缆在油井下长期使用，铠装层配合承载纤维提高电缆的承载力，弯曲后反弹钢丝弹直几乎无弯曲，减少电缆的内部磨损；

2、通过本生产工艺生产的电缆，抗拉能力强，耐磨性、耐油性和耐温性高，实用性强，使用起来安全可靠，工艺流程简单，生产的电缆一体化程度高，光纤插入光纤套，能够有效保护光纤，减少损伤，降低探测维修成本，安装简单方便，能够取出光纤进行维护和更换，便于推广使用；

3、通过将三条铜导体呈一字形分布，生产出扁形电缆，三个连接套层一体化设置，提高电缆的整体强度，避免三条铜导体受力扭动中的变形和扭曲，将助力贴片与连接套层，并将光纤套放置在贴合弧槽与两个弧形卡槽组成的安装套孔内，助力贴片使三个连接套层连接更加紧固，在减压条槽缓冲下，减少对连接套层的硬性伤害，配合缓冲护套，提高电缆内部稳定性，从而提高电缆内部磁场的稳定性，降低磁滞损耗引起的发热。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

图2为本发明的截面剖视图。

图3为本发明的侧面剖视图。

图4为本发明连接套层的结构示意图。

图5为本发明耐油垫层的结构示意图。

图6为本发明本发明另一种实施例的结构示意图。

图7为本发明的助力贴片的结构示意图

附图标记为：1电缆本体、2光纤套、3铜导体、4绝缘层、5连接套层、501弧形卡槽、6缓冲护套、7耐油垫层、701耐磨纱、702耐油膜、8承载纤维、9铠装层、901外层丝铠、902内层丝铠、10助力贴片、101贴合弧槽、102减压条槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

根据图1-5所示的一种用于油井勘探的特种电缆，包括电缆本体1，所述电缆本体1轴心处设有光纤套2，光纤套2外侧设有铜导体3，所述铜导体3外侧设有绝缘层4，所述绝缘层4外侧设有连接套层5，所述连接套层5外侧设有缓冲护套6，所述缓冲护套6外侧设有耐油垫层7，所述缓冲护套6内部设有承载纤维8，所述耐油垫层7外侧设有铠装层9；

所述铜导体3的数量设置为三个，三个所述铜导体3环形阵列分布在光纤套2外侧，所述连接套层5的截面形状设置为六边形，三个所述连接套层5通过胶水粘接固定；

所述连接套层5外侧一端夹角处设有弧形卡槽501，三个所述弧形卡槽501连接构成安装套孔，所述光纤套2设置在安装套孔内，所述光纤套2与三个弧形卡槽501粘接，所述连接套层5由PVDC聚偏二氯乙烯材料制成；

所述承载纤维8的数量设置为多个，多个所述承载纤维8均匀分布在三个连接套层5外侧，所述承载纤维8由油淬火回火钢丝制成；

所述缓冲护套6设置为蜂窝状结构，所述缓冲护套6由丁腈橡胶材料制成；

所述铠装层9包括外层丝铠901和内层丝铠902，所述外层丝铠901和内层丝铠902缠绕方向相反，所述外层丝铠901和内层丝铠902均由镀锌高碳钢丝缠绕制成；

所述耐油垫层7由耐磨纱701和耐油膜702材料制成，所述耐油膜702两侧均粘接有耐磨纱701，所述耐磨纱701由涤纶纤维编而成，所述耐油膜702由聚四氯乙烯材料制成；

实施方式具体为：通过粘接三个连接套层5使铜导体3组成一个整体结构，避免因电缆扭动使铜导体3松弛，提高电缆的抗拉强度，防止导体受力变形断裂，在固定整体结构轴心处设置光纤套2放置光纤，提高油井探测精度，缓冲护套6由丁腈橡胶材料制成，具有耐油、耐磨、耐热和粘接力强的优点，能够提高电缆的受热能力，适应恶劣的井下环境，蜂窝状结构能够减轻重量，提高电缆的碰撞缓冲效果，同时方便铜导体3散热，缓冲护套6配合耐油垫层7有效隔油、水和腐蚀气体，有利于保证电缆在油井下长期使用，铠装层9配合承载纤维8提高电缆的承载力，油淬火回火钢丝抗拉强度高，弹性极限优，抗蠕变性能好，直条度好，弯曲后反弹钢丝弹直几乎无弯曲，有利于减少电缆的内部磨损。

根据图1-5所示的一种用于油井勘探的特种电缆的制备工艺，具体步骤如下：

步骤一：将带有绝缘层4的铜导体3固定在六角注塑模具中，并注入PVDC聚偏二氯乙烯熔液，待冷却后得到连接套层5；

步骤二：取三条步骤一中得到的带有铜导体3的连接套层5，将光纤套2放置在一个弧形卡槽501内，并组合三个连接套层5，将光纤套2固定在安装套孔内，并使用胶水粘结，使三个连接套层5与光纤套2形成一体结构；

步骤三：将步骤三中的一体结构固定在圆形注塑模具中，并在一体结构外侧均匀布置承载纤维8，在丁腈橡胶熔液中加入发泡剂，并注入圆形注塑模具中，待冷却后得到蜂窝状缓冲护套6；

步骤四：在步骤三中得到的缓冲护套6外侧绕包粘接耐磨纱701和耐油膜702，组成耐油垫层7，耐油垫层7包裹密封缓冲护套6；

步骤五：在耐油垫层7外侧均匀缠绕两层反向的镀锌高碳钢丝，将光纤从光纤套2内穿过，完成电缆的制备；

步骤六：对电缆进行包装，使用石蜡涂抹电缆两端，缠绕收纳电缆并使用绳子捆扎，将捆扎好的电缆放入缓冲效果好的包装盒内封装入库；

实施方式具体为：通过本生产工艺生产的电缆，抗拉能力强，耐磨性、耐油性和耐温性高，实用性强，使用起来安全可靠，工艺流程简单，生产的电缆一体化程度高，光纤插入光纤套2，能够有效保护光纤，减少损伤，降低探测维修成本，安装简单方便，能够取出光纤进行维护和更换，便于推广使用。

实施例2：

根据图6-7所示的一种用于油井勘探的特种电缆，包括电缆本体1，所述电缆本体1内部设有三条铜导体3，所述铜导体3外侧设有绝缘层4，所述绝缘层4外侧设有连接套层5，所述连接套层5外侧设有缓冲护套6，所述缓冲护套6外侧设有耐油垫层7，所述缓冲护套6内部设有承载纤维8，所述耐油垫层7外侧设有铠装层9；

三条所述铜导体3呈一字形分布，所述连接套层5的截面形状设置为六边形，相邻两个所述连接套层5之间粘接，两个所述连接套层5粘接处两侧均粘接有助力贴片10，所述助力贴片10由尼龙材料制成；

所述助力贴片10的截面形状设置为等腰三角形，所述助力贴片10靠近连接套层5的一端设有贴合弧槽101，所述贴合弧槽101与两个弧形卡槽501构成安装套孔，所述安装套孔内设有光纤套2，所述助力贴片10远离贴合弧槽101的一侧设有减压条槽102。

实施方式具体为：通过将三条铜导体3呈一字形分布，生产出扁形电缆，三个连接套层5一体化设置，提高电缆的整体强度，避免三条铜导体3受力扭动中的变形和扭曲，将助力贴片10与连接套层5，并将光纤套2放置在贴合弧槽101与两个弧形卡槽501组成的安装套孔内，插入光纤，提高探测精度，助力贴片10使三个连接套层5连接更加紧固，在减压条槽102缓冲下，电缆受到挤压力，减压条槽102轻微收缩，减少对连接套层5的硬性伤害，配合缓冲护套6，防止电缆内部褶皱和开裂，提高电缆内部稳定性，从而提高电缆内部磁场的稳定性，降低磁滞损耗引起的发热。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于油井勘探的特种电缆，包括电缆本体（1），其特征在于：所述电缆本体（1）轴心处设有光纤套（2），光纤套（2）外侧设有铜导体（3），所述铜导体（3）外侧设有绝缘层（4），所述绝缘层（4）外侧设有连接套层（5），所述连接套层（5）外侧设有缓冲护套（6），所述缓冲护套（6）外侧设有耐油垫层（7），所述缓冲护套（6）内部设有承载纤维（8），所述耐油垫层（7）外侧设有铠装层（9）；

所述铜导体（3）的数量设置为三个，三个所述铜导体（3）环形阵列分布在光纤套（2）外侧，所述连接套层（5）的截面形状设置为六边形，三个所述连接套层（5）通过胶水粘接固定；

所述连接套层（5）外侧一端夹角处设有弧形卡槽（501），三个所述弧形卡槽（501）连接构成安装套孔，所述光纤套（2）设置在安装套孔内，所述光纤套（2）与三个弧形卡槽（501）粘接，所述连接套层（5）由PVDC聚偏二氯乙烯材料制成；

所述承载纤维（8）的数量设置为多个，多个所述承载纤维（8）均匀分布在三个连接套层（5）外侧，所述承载纤维（8）由油淬火回火钢丝制成；

所述缓冲护套（6）设置为蜂窝状结构，所述缓冲护套（6）由丁腈橡胶材料制成；

所述铠装层（9）包括外层丝铠（901）和内层丝铠（902），所述外层丝铠（901）和内层丝铠（902）缠绕方向相反，所述外层丝铠（901）和内层丝铠（902）均由镀锌高碳钢丝缠绕制成；

所述耐油垫层（7）由耐磨纱（701）和耐油膜（702）材料制成，所述耐油膜（702）两侧均粘接有耐磨纱（701），所述耐磨纱（701）由涤纶纤维编而成，所述耐油膜（702）由聚四氯乙烯材料制成；

制备工艺，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：将带有绝缘层（4）的铜导体（3）固定在六角注塑模具中，并注入PVDC聚偏二氯乙烯熔液，待冷却后得到连接套层（5）；

步骤二：取三条步骤一中得到的带有铜导体（3）的连接套层（5），将光纤套（2）放置在一个弧形卡槽（501）内，并组合三个连接套层（5），将光纤套（2）固定在安装套孔内，并使用胶水粘结，使三个连接套层（5）与光纤套（2）形成一体结构；

步骤三：将步骤三中的一体结构固定在圆形注塑模具中，并在一体结构外侧均匀布置承载纤维（8），在丁腈橡胶熔液中加入发泡剂，并注入圆形注塑模具中，待冷却后得到蜂窝状缓冲护套（6）；

步骤四：在步骤三中得到的缓冲护套（6）外侧绕包粘接耐磨纱（701）和耐油膜（702），组成耐油垫层（7），耐油垫层（7）包裹密封缓冲护套（6）；

步骤五：在耐油垫层（7）外侧均匀缠绕两层反向的镀锌高碳钢丝，将光纤从光纤套（2）内穿过，完成电缆的制备；

步骤六：对电缆进行包装，使用石蜡涂抹电缆两端，缠绕收纳电缆并使用绳子捆扎，将捆扎好的电缆放入缓冲效果好的包装盒内封装入库。

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