CN210296014U - 一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，包括若干个相同结构的复合缆芯和包裹在若干个复合缆芯外部的铠装层；每一复合缆芯从内到外依次包括有一测温单元、若干个供电单元、绝缘层、防油层、抗拉层和包带层，其中，若干个所述供电单元环绕测温单元；所述测温单元包括镀锡皱纹铜管和设置在镀锡皱纹铜管内的测温光纤；所述抗拉层采用碳纤维按节径比为10～13双层绞合在防油层外，且两层绞合方向相反；所述包带层为乙烯‑四氟乙烯共聚物(ETFE)带进行绕包扎紧。该潜油泵电缆具有较强的抗拉强度，同时可实时监测电缆工作温度，进而调控潜油泵的工作状态。

Description

一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆

技术领域

本实用新型涉及潜油泵用电力电缆技术领域，具体涉及为一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆。

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，敷设于油井中，电缆下端与引接电缆相连，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，因此对潜油泵电缆的强度、耐久度和防腐蚀性的要求特别强。

由于潜油泵电缆的长度较长，且负有一定的载荷，在使用中容易发生断裂现象，目前采用钢带形成连锁铠装层来解决。但铠装层易受地下腐蚀性介质尤其是硫化氢的腐蚀，破坏铠装层使潜油泵电缆的强度降低，致使容易拉断。

此外，潜油泵电缆在油井中易受突变的环境影响，工作人员在地面上难以实时观察潜油泵电缆的运行情况，因此需要监控潜油泵电缆的温度以反馈电缆的运行情况。

公开号为CN104934121B的中国发明《一种测温监控型潜油泵电缆》，包括有压力计电缆缆芯、补偿电缆缆芯和潜油泵电缆缆芯，所述补偿电缆缆芯导线导体根据配用热电偶的分度号来选择镍镉加铜镍合金丝的材质，通过补偿电缆缆芯中的导线准确测量电机的温度，当温度升高后可及时切断电源以避免电机空转的发生。

但上述测温监控型潜油泵电缆是通过测量电机的温度来控制电缆的供电工作，当供电缆芯存在过载时，该潜油泵电缆难以监测，因此电缆会因过载而破坏电缆结构，引起供电故障。

实用新型内容

为了克服上述目前潜油泵电缆容易因腐蚀而降低强度和难以实时监测电缆温度的技术缺陷，本实用新型提供一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，具有较强的抗拉强度，同时可实时监测电缆工作温度，进而调控潜油泵的工作状态。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，包括若干个相同结构的复合缆芯和包裹在若干个复合缆芯外部的铠装层；

每一复合缆芯从内到外依次包括有一测温单元、若干个供电单元、绝缘层、防油层、抗拉层和包带层，其中，若干个所述供电单元环绕测温单元；

所述测温单元包括镀锡皱纹铜管和设置在镀锡皱纹铜管内的测温光纤；

所述抗拉层采用碳纤维按节径比为10～13双层绞合在防油层外，且两层绞合方向相反；所述包带层为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)带进行绕包扎紧。

进一步地，所述镀锡皱纹铜管由铜带经过氩弧焊纵向焊接后压纹，再采用镀锡机镀锡而成。

进一步地，所述防油层为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)挤包制成，所述防油层通过电子束辐照交联设备完成交联。

进一步地，所述绝缘层为聚醚醚酮(PEEK)挤包制成。

进一步地，每一所述供电单元采用镀锡无氧铜丝绞合而成。

进一步地，所述铠装层为蒙乃尔钢带连锁铠装而成。

进一步地，所述复合缆芯的数量为3个，3个复合缆芯水平并排紧靠地设置在铠装层内部。

进一步地，3个所述复合缆芯与铠装层之间填充有PP绳。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.该实用新型所述的潜油泵电缆中设置有抗拉层，该抗拉层采用碳纤维双层绞合在防油层外部，且绞合的节径比为10～13，所述碳纤维紧密排列，两层绞合方向相反，其抗拉强度为3.5Gpa，远高于钢带的抗拉强度，可保护设置在抗拉层内部的供电单元不受外部拉拽力而拉断，保证潜油泵电缆的正常工作。此外，碳纤维采用有机纤维高温碳化而成，具有耐高温性能，且碳基的化学性质十分稳定，具有较强的耐酸碱能力，可完整保护内部绝缘层和防油层受腐蚀性气体的破坏，保证了绝缘层和防油层的绝缘保护功能。

2.该实用新型所述的潜油泵电缆中采用若干个供电单元环绕在测温单元上，所述测温单元包括有测温光纤和镀锡皱纹铜管，该镀锡皱纹铜管的导热系数高，可将通电的供电单元引起的温度变化快速传递至测温光纤，使测温光纤实时准确地向地面工作人员反馈电缆的温度情况，以控制潜油泵的供电运行。另外，采用镀锡皱纹铜管隔离供电单元与测温光纤，可避免因供电单元的绞合而破坏测温光纤，保证测温光纤的正常工作。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆的结构示意图；

图中：1-测温单元；11-镀锡皱纹铜管；12-测温光纤；2-供电单元；3-绝缘层；4-防油层；5-抗拉层；6-包带层；7-铠装层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，其为本实用新型所述的一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆优选结构。

其中，受油井套管狭小空间的限制，所述具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆的横截面优选为扁形，所述潜油泵电缆包括若干个相同结构的复合缆芯和包裹在若干个复合缆芯外部的铠装层7，具体地，所述复合缆芯的数量优选为3个，3个复合缆芯水平并排紧靠地设置在铠装层7内，在复合缆芯与铠装层7之间填充有PP绳，避免潜油泵电缆受外力挤压形变，确保3个复合电缆水平并列紧靠一起。

进一步的，每一所述复合缆芯从内到外依次包括有一测温单元1、若干个供电单元2、绝缘层3、防油层4、抗拉层5和包带层6，其中，若干个所述供电单元2环绕测温单元1成束或将若干个供电单元2绞合在测温单元1表面，使供电单元2包裹测温单元1。

所述测温单元1包括镀锡皱纹铜管11和设置在镀锡皱纹铜管11内的测温光纤12，所述镀锡皱纹铜管11由铜带经过氩弧焊纵向焊接后压纹，再采用镀锡机镀锡而成，增强铜管的耐腐蚀能力。该镀锡皱纹铜管11将供电单元2与测温光纤12隔离，避免设置在供电单元2内部的测温光纤12因供电单元2绞合而破坏，保证测温光纤12的正常工作。此外，镀锡皱纹铜管11的导热系数高，可将供电单元2引起的温度变化快速传递至测温光纤12，因此测温光纤12实时准确地监测复合缆芯的温度变化。

所述测温光纤12优选为光纤分布式温度传感技术，其可连续地探测电缆几十千米的温度信息，误报和漏报率低，且抗电磁干扰，可实时准确地检测到潜油泵电缆输电过程中的实际温度，从而控制电缆的供电来操控潜油泵的工作。

进一步的，每一所述供电单元2为采用无氧铜杆经过拉制成无氧铜丝，该无氧铜丝经过镀锡机镀锡后绞合而成。若干个供电单元2绞合形成一供电缆芯，以作为潜油泵的零线或火线或地线。

所述绝缘层3为采用聚醚醚酮(PEEK)通过高温挤出机的挤压式模具包覆在供电单元2上，聚醚醚酮(PEEK)具有较高的熔点(334℃)和玻璃化转变温度(143℃)，持续使用温度可达260℃，确保潜油泵电缆可在高温的油井环境中使用。

所述防油层4为采用乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)通过高温挤出机的挤压式模具挤附在绝缘层3上，随后防油层4通过电子束辐照交联设备完成交联，使乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)变成交联型乙烯-四氟乙烯共聚物(XETFE)。所述乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)经过交联后提高使用温度和耐酸碱性，进一步提高防油层4的耐高温性和防腐蚀性，使潜油泵电缆更好应用在油井环境中。

所述抗拉层5采用碳纤维双层绞合在防油层4外部，且绞合的节径比为10～13，所述碳纤维紧密排列，两层绞合方向相反，其抗拉强度为3.5Gpa，远高于钢带的抗拉强度，可保护设置在抗拉层4内部的供电单元2不受外部拉拽力而拉断，保证潜油泵电缆的正常工作。此外，碳纤维采用有机纤维高温碳化而成，具有耐高温性能，且碳基的化学性质十分稳定，具有较强的耐酸碱能力，可完整保护内部绝缘层3和防油层4受腐蚀性气体的破坏，保证了绝缘层3和防油层4的绝缘保护功能。

所述包带层6为采用乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)带绕包扎紧在抗拉层5上，保证抗拉层5的结构不变。

所述铠装层7为蒙乃尔钢带连锁铠装而成，且钢带重叠率不小于30％，所述蒙乃尔钢带具有较好的耐硫腐蚀，可保护潜油泵电缆内部复合缆芯免受腐蚀。

本实施例所述一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于，包括若干个相同结构的复合缆芯和包裹在若干个复合缆芯外部的铠装层(7)；

每一复合缆芯从内到外依次包括有一测温单元(1)、若干个供电单元(2)、绝缘层(3)、防油层(4)、抗拉层(5)和包带层(6)，其中，若干个所述供电单元(2)环绕测温单元(1)；

所述测温单元(1)包括镀锡皱纹铜管(11)和设置在镀锡皱纹铜管(11)内的测温光纤(12)；

所述抗拉层(5)采用碳纤维按节径比为10～13双层绞合在防油层(4)外，且两层绞合方向相反；所述包带层(6)为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)带进行绕包扎紧。

2.根据权利要求1所述的具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于：所述镀锡皱纹铜管(11)由铜带经过氩弧焊纵向焊接后压纹，再采用镀锡机镀锡而成。

3.根据权利要求1所述的具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于：所述防油层(4)为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)挤包制成，所述防油层(4)通过电子束辐照交联设备完成交联。

4.根据权利要求1所述的具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于：所述绝缘层(3)为聚醚醚酮(PEEK)挤包制成。

5.根据权利要求1所述的具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于：每一所述供电单元(2)采用镀锡无氧铜丝绞合而成。

6.根据权利要求1所述的具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于：所述铠装层(7)为蒙乃尔钢带连锁铠装而成。

7.根据权利要求1所述的具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于：所述复合缆芯的数量为3个，3个复合缆芯水平并排紧靠地设置在铠装层(7)内部。

8.根据权利要求7所述的具有测温功能的抗拉扁形潜油泵电缆，其特征在于：3个所述复合缆芯与铠装层(7)之间填充有PP绳。

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