CN114334244A - 一种石油平台用耐泥浆电缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆技术领域，尤其是一种石油平台用耐泥浆电缆，针对电缆在泥浆中无法固定，晃动过程中泥浆中的固体物质会与电缆的外壁接触发生撞击，当撞击频繁后，电缆内部的光纤会反复变形，从而容易发生内部磨损，现提出以下方案，包括缓冲腔底层，所述缓冲腔底层的外部设置有缓冲腔顶层，且缓冲腔底层的内壁设置有多个压座，多个压座呈圆周等距分布，所述压座上开设有对称的矩形槽。本发明设计的电缆内增设缓冲腔，适应石油开采过程中泥浆环境中使用，能够利用缓冲腔内分布的翻转板和复位弹簧对电缆外部施加的压力进行缓冲抵消，避免压力传输至电缆内部的光纤使光纤在持续的冲击下造成伤害，提高电缆的耐泥浆特性。

Description

一种石油平台用耐泥浆电缆

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种石油平台用耐泥浆电缆。

背景技术

由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，电缆具有内通电，外绝缘的特征。

电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等；它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等，电缆按照光伏电站的系统可分为直流电缆和交流电缆。

石油开采过程中，由于所处的环境比较特殊，电缆会在泥浆中进行使用，由于电缆在泥浆中无法固定，晃动过程中泥浆中的固体物质会与电缆的外壁接触发生撞击，当撞击频繁后，电缆内部的光纤会反复变形，从而容易发生内部磨损。

发明内容

本发明提出的一种石油平台用耐泥浆电缆，包括缓冲腔底层，所述缓冲腔底层的外部设置有缓冲腔顶层，且缓冲腔底层的内壁设置有多个压座，多个压座呈圆周等距分布，所述压座上开设有对称的矩形槽，矩形槽的两侧内壁之间转动连接有翻转板，且翻转板的另一端均转动连接有连接块，所述连接块的顶部均固定连接有滑座，且滑座上开设有凹槽，凹槽的两侧内壁之间转动连接有滚轮，所述缓冲腔顶层上呈圆周等距开设有多个滑槽，滚轮分别与滑槽的内壁滚动连接，且相邻的两个滑座之间固定连接有复位弹簧。

优选地，所述缓冲腔顶层的外部设置有涂塑钢带，涂塑钢带的材质为聚丙烯，涂塑钢带的外部设置有阻水层，阻水层上开设有密集的凹孔，凹孔的内部填充有聚丙烯酸钠粉末，且阻水层的外部设置有外缆套，外缆套的主要材质为特氟隆。

优选地，所述缓冲腔底层的设置有聚乙烯内保护套，聚乙烯内保护套的外壁设置有螺旋防滑层，且聚乙烯内保护套的内部设置有形变腔。

优选地，所述形变腔包括形变腔底层和变形带，形变腔底层的材质为橡胶，且变形带上设置有多个分隔橡胶板，多个分隔橡胶板呈圆周等距分布，多个分隔橡胶板的两端分别与聚乙烯内保护套的内壁和形变腔底层的外壁固定连接。

优选地，所述形变腔底层的内部设置有阻燃保护套，阻燃保护套的材质为胶碳合物，且形变腔底层与阻燃保护套之间设置有松套管，松套管的材质为橡胶聚合物。

优选地，所述阻燃保护套的内部设置有五角内芯，五角内芯的主要材质为聚四氟乙烯，五角内芯的截面形状为正五边形，且五角内芯的外部设置有五个光纤，五个光纤呈圆周等距分布。

优选地，五个所述光纤的外部均设置有光纤外套管，光纤外套管的外部设置有绝缘保护管，且光纤外套管与绝缘保护管之间设置有加固层，加固层内呈圆周等距设置有密集的尼龙细绳。

优选地，所述光纤外套管的外部设置有颗粒填充层，颗粒填充层位于阻燃保护套的内部，且颗粒填充层内设置内有互相固定连接的聚丙烯小颗粒球。

优选地，所述绝缘保护管的外部均设置有多个外附夹套，多个外附夹套呈等距分布，外附夹套上与绝缘保护管贴合的一侧开设有多个呈圆周等距的间隔凸块，且外附夹套的另一侧均固定连接有限位杆，五角内芯的五个侧面均开设有等距的圆孔，限位杆与圆孔的内壁滑动连接，限位杆的外部均套接有限位弹簧，限位弹簧的两端分别与外附夹套的一侧外壁和五角内芯的一侧外壁固定连接。

本发明中的有益效果为：

1、本发明通过设置的缓冲腔底层、缓冲腔顶层、压座、翻转板、连接块、滑座、滚轮和滑槽，电缆位于泥浆中使用期间，外部泥浆中的固体冲撞在电缆的外壁，压力传输至缓冲腔，缓冲腔顶层形变施加力于两个滑座，滑座受力后于滑槽内移动，翻转板受力翻转，两个翻转板之间的角度增加，复位弹簧受力发生弹性形变，受到复位弹簧弹性形变后的反向作用力，此过程中，外部泥浆施加的压力会被逐渐的缓冲抵消，随后在复位弹簧的反向作用力下，缓冲腔恢复原来形状，电缆整体被复位；本发明所设计的电缆内增设缓冲腔，适应石油开采过程中泥浆环境中使用，能够利用缓冲腔内分布的翻转板和复位弹簧对电缆外部施加的压力进行缓冲抵消，避免压力传输至电缆内部的光纤使光纤在持续的冲击下造成伤害，提高电缆的耐泥浆特性。

2、本发明通过设置的涂塑钢带、阻水层和外缆套，涂塑钢带增加了电缆的韧性，阻水层能够防止外部泥浆中的液体浸入电缆内部，特氟隆材质的外缆套能够降低电缆外壁的摩擦系数，减小电缆外壁与泥浆之间的摩擦，降低电缆外壁的磨损。

3、本发明通过设置的螺旋防滑层，螺旋防滑层为螺旋状凹槽，能够增加聚乙烯内保护套与缓冲腔底层之间的摩擦力，从而保证两者之间的粘连力度；变形带和分隔橡胶板能够进一步对电缆受力后传输的压力进行缓冲，降低外力对光纤的影响；阻燃保护套的材质为胶碳合物，拥有较强的阻燃性能，增加电缆整体的阻燃效果。

4、本发明通过设置的五角内芯、光纤、颗粒填充层、光纤外套管、绝缘保护管、加固层、外附夹套、间隔凸块、限位杆和限位弹簧，缓冲腔在受力形变过程中，部分外力会持续传输至阻燃保护套的内部，阻燃保护套发生形变，挤压颗粒填充层，聚丙烯小颗粒球之间相互挤压，由于为球状，整体的接触力点较小，容易发生错位，从而阻燃保护套内的整体形变量较小，当外力输送至光纤外套管处，光纤外套管受力后将力传输至外附夹套，外附夹套向五角内芯移动，限位弹簧发生弹性形变对力进行再次的缓冲抵消，进一步降低外力影响；加固层能够有效防光纤外套管的弯折，避免内部的光纤变形；颗粒填充层，利用聚丙烯小颗粒球降低力在传输过程中的接触点，从而降低颗粒填充层的大面积形变；间隔凸块增加电缆内部的缝隙，提高散热性能，利用限位弹簧弹性形变后的反向作用力对外部压力进行进一步缓冲抵消，进一步降低外力对电缆内部光纤的影响。

附图说明

图1为本发明提出的一种石油平台用耐泥浆电缆的螺旋防滑层外侧结构示意图；

图2为本发明提出的一种石油平台用耐泥浆电缆的缓冲腔结构示意图；

图3为本发明提出的一种石油平台用耐泥浆电缆的螺旋防滑层内侧结构示意图；

图4为本发明提出的一种石油平台用耐泥浆电缆的整体结构示意图；

图5为本发明提出的一种石油平台用耐泥浆电缆的剖视结构示意图；

图6为本发明提出的一种石油平台用耐泥浆电缆的五角内芯结构示意图。

图中：1、缓冲腔底层；2、缓冲腔顶层；3、压座；4、翻转板；5、连接块；6、滑座；7、滚轮；8、滑槽；9、复位弹簧；10、涂塑钢带；11、阻水层；12、外缆套；13、聚乙烯内保护套；14、螺旋防滑层；15、形变腔底层；16、变形带；17、分隔橡胶板；18、阻燃保护套；19、松套管；20、五角内芯；21、光纤；22、颗粒填充层；23、光纤外套管；24、绝缘保护管；25、加固层；26、外附夹套；27、间隔凸块；28、限位杆；29、限位弹簧。

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。

一种石油平台用耐泥浆电缆，如图1和图2所示，包括缓冲腔底层1，缓冲腔底层1的外部设置有缓冲腔顶层2，且缓冲腔底层1的内壁设置有多个压座3，多个压座3呈圆周等距分布，压座3上开设有对称的矩形槽，矩形槽的两侧内壁之间转动连接有翻转板4，且翻转板4的另一端均转动连接有连接块5，连接块5的顶部均通过螺栓连接有滑座6，且滑座6上开设有凹槽，凹槽的两侧内壁之间转动连接有滚轮7，缓冲腔顶层2上呈圆周等距开设有多个滑槽8，滚轮7分别与滑槽8的内壁滚动连接，且相邻的两个滑座6之间通过螺栓连接有复位弹簧9。

进一步的，如图1所示，缓冲腔顶层2的外部设置有涂塑钢带10，涂塑钢带10的材质为聚丙烯，涂塑钢带10的外部设置有阻水层11，阻水层11上开设有密集的凹孔，凹孔的内部填充有聚丙烯酸钠粉末，且阻水层11的外部设置有外缆套12，外缆套12的主要材质为特氟隆，涂塑钢带10增加了电缆的韧性，阻水层11能够防止外部泥浆中的液体浸入电缆内部，特氟隆材质的外缆套12能够降低电缆外壁的摩擦系数，减小电缆外壁与泥浆之间的摩擦，降低电缆外壁的磨损。

更进一步的，如图3所示，缓冲腔底层1的设置有聚乙烯内保护套13，聚乙烯内保护套13的外壁设置有螺旋防滑层14，且聚乙烯内保护套13的内部设置有形变腔，螺旋防滑层14为螺旋状凹槽，能够增加聚乙烯内保护套13与缓冲腔底层1之间的摩擦力，从而保证两者之间的粘连力度；形变腔包括形变腔底层15和变形带16，形变腔底层15的材质为橡胶，且变形带16上设置有多个分隔橡胶板17，多个分隔橡胶板17呈圆周等距分布，多个分隔橡胶板17的两端分别与聚乙烯内保护套13的内壁和形变腔底层15的外壁粘接，变形带16和分隔橡胶板17能够进一步对电缆受力后传输的压力进行缓冲，降低外力对光纤的影响；形变腔底层15的内部设置有阻燃保护套18，阻燃保护套18的材质为胶碳合物，且形变腔底层15与阻燃保护套18之间设置有松套管19，松套管19的材质为橡胶聚合物，阻燃保护套18的材质为胶碳合物，拥有较强的阻燃性能，增加电缆整体的阻燃效果。

更进一步的，如图4、图5和图6所示，阻燃保护套18的内部设置有五角内芯20，五角内芯20的主要材质为聚四氟乙烯，五角内芯20的截面形状为正五边形，且五角内芯20的外部设置有五个光纤21，五个光纤21呈圆周等距分布；五个光纤21的外部均设置有光纤外套管23，光纤外套管23的外部设置有绝缘保护管24，且光纤外套管23与绝缘保护管24之间设置有加固层25，加固层25内呈圆周等距设置有密集的尼龙细绳，加固层25能够有效防光纤外套管23的弯折，避免内部的光纤变形；光纤外套管23的外部设置有颗粒填充层22，颗粒填充层22位于阻燃保护套18的内部，且颗粒填充层22内设置内有互相粘接的聚丙烯小颗粒球；绝缘保护管24的外部均设置有多个外附夹套26，多个外附夹套26呈等距分布，外附夹套26上与绝缘保护管24贴合的一侧开设有多个呈圆周等距的间隔凸块27，且外附夹套26的另一侧均通过螺栓连接有限位杆28，五角内芯20的五个侧面均开设有等距的圆孔，限位杆28与圆孔的内壁滑动连接，限位杆28的外部均套接有限位弹簧29，限位弹簧29的两端分别与外附夹套26的一侧外壁和五角内芯20的一侧外壁通过螺栓连接，间隔凸块27增加电缆内部的缝隙，提高散热性能，利用限位弹簧29弹性形变后的反向作用力对外部压力进行进一步缓冲抵消，进一步降低外力对电缆内部光纤的影响。

工作原理：电缆位于泥浆中使用期间，外部泥浆中的固体冲撞在电缆的外壁，压力传输至缓冲腔，缓冲腔顶层2形变施加力于两个滑座6，滑座6受力后于滑槽8内移动，翻转板4受力翻转，两个翻转板4之间的角度增加，复位弹簧9受力发生弹性形变，受到复位弹簧9弹性形变后的反向作用力，此过程中，外部泥浆施加的压力会被逐渐的缓冲抵消，随后在复位弹簧9的反向作用力下，缓冲腔恢复原来形状，电缆整体被复位；

缓冲腔在受力形变过程中，部分外力会持续传输至阻燃保护套18的内部，阻燃保护套18发生形变，挤压颗粒填充层22，聚丙烯小颗粒球之间相互挤压，由于为球状，整体的接触力点较小，容易发生错位，从而阻燃保护套18内的整体形变量较小，当外力输送至光纤外套管23处，光纤外套管23受力后将力传输至外附夹套26，外附夹套26向五角内芯20移动，限位弹簧29发生弹性形变对力进行再次的缓冲抵消，进一步降低外力影响。

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 (9)

1.一种石油平台用耐泥浆电缆，包括缓冲腔底层（1），其特征在于，所述缓冲腔底层（1）的外部设置有缓冲腔顶层（2），且缓冲腔底层（1）的内壁设置有多个压座（3），多个压座（3）呈圆周等距分布，所述压座（3）上开设有对称的矩形槽，矩形槽的两侧内壁之间转动连接有翻转板（4），且翻转板（4）的另一端均转动连接有连接块（5），所述连接块（5）的顶部均固定连接有滑座（6），且滑座（6）上开设有凹槽，凹槽的两侧内壁之间转动连接有滚轮（7），所述缓冲腔顶层（2）上呈圆周等距开设有多个滑槽（8），滚轮（7）分别与滑槽（8）的内壁滚动连接，且相邻的两个滑座（6）之间固定连接有复位弹簧（9）。

2.根据权利要求1所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，所述缓冲腔顶层（2）的外部设置有涂塑钢带（10），涂塑钢带（10）的材质为聚丙烯，涂塑钢带（10）的外部设置有阻水层（11），阻水层（11）上开设有密集的凹孔，凹孔的内部填充有聚丙烯酸钠粉末，且阻水层（11）的外部设置有外缆套（12），外缆套（12）的主要材质为特氟隆。

3.根据权利要求1所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，所述缓冲腔底层（1）的设置有聚乙烯内保护套（13），聚乙烯内保护套（13）的外壁设置有螺旋防滑层（14），且聚乙烯内保护套（13）的内部设置有形变腔。

4.根据权利要求3所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，所述形变腔包括形变腔底层（15）和变形带（16），形变腔底层（15）的材质为橡胶，且变形带（16）上设置有多个分隔橡胶板（17），多个分隔橡胶板（17）呈圆周等距分布，多个分隔橡胶板（17）的两端分别与聚乙烯内保护套（13）的内壁和形变腔底层（15）的外壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，所述形变腔底层（15）的内部设置有阻燃保护套（18），阻燃保护套（18）的材质为胶碳合物，且形变腔底层（15）与阻燃保护套（18）之间设置有松套管（19），松套管（19）的材质为橡胶聚合物。

6.根据权利要求5所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，所述阻燃保护套（18）的内部设置有五角内芯（20），五角内芯（20）的主要材质为聚四氟乙烯，五角内芯（20）的截面形状为正五边形，且五角内芯（20）的外部设置有五个光纤（21），五个光纤（21）呈圆周等距分布。

7.根据权利要求6所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，五个所述光纤（21）的外部均设置有光纤外套管（23），光纤外套管（23）的外部设置有绝缘保护管（24），且光纤外套管（23）与绝缘保护管（24）之间设置有加固层（25），加固层（25）内呈圆周等距设置有密集的尼龙细绳。

8.根据权利要求6所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，所述光纤外套管（23）的外部设置有颗粒填充层（22），颗粒填充层（22）位于阻燃保护套（18）的内部，且颗粒填充层（22）内设置内有互相固定连接的聚丙烯小颗粒球。

9.根据权利要求8所述的一种石油平台用耐泥浆电缆，其特征在于，所述绝缘保护管（24）的外部均设置有多个外附夹套（26），多个外附夹套（26）呈等距分布，外附夹套（26）上与绝缘保护管（24）贴合的一侧开设有多个呈圆周等距的间隔凸块（27），且外附夹套（26）的另一侧均固定连接有限位杆（28），五角内芯（20）的五个侧面均开设有等距的圆孔，限位杆（28）与圆孔的内壁滑动连接，限位杆（28）的外部均套接有限位弹簧（29），限位弹簧（29）的两端分别与外附夹套（26）的一侧外壁和五角内芯（20）的一侧外壁固定连接。

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