CN215220332U - 一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电缆技术领域，具体涉及一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆。投捞电缆包括缆芯，缆芯由三根动力芯线绞合组成，缆芯外包覆有内护套；内护套外包覆有内屏蔽，内屏蔽为金属材质，内屏蔽与加热电源连接；内屏蔽外设置有隔离层；隔离层外包覆有外屏蔽，外屏蔽与加热电源连接；外屏蔽外包覆有外护套；投捞电缆的最外层为承载钢丝层；承载钢丝层包覆在外护套外部。该投捞电缆的最外层设置双层钢丝反向铠装结构，使得该电缆具有优良的抗拉性；该电缆具有较好防腐蚀性，采用油管内敷设的方式解决了常规潜油泵电缆易损坏的缺点，同时投捞电缆又具有加热功能，可解决稠油加热、原油结蜡等问题。

Description

一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆

技术领域

本实用新型属于电缆技术领域，具体涉及一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆。

背景技术

随着无杆泵采油设备在油田开发中的广泛应用，常规潜油泵动力电缆由于在油管外敷设，油管与套管移动时极易挤压损伤电缆，用投捞式电缆能够解决这种问题，但目前常用的潜油泵投捞电缆本身不具有加热功能，对于稠油、超稠油、高含蜡原油井况需要增加相应的加热设备，如：投放伴热电缆、采用加热油管、灌注热水等方式，加大了安装难度，降低了采油效率，从而增加了采油成本。稠油、超稠油、高含蜡原油井况会导致油井减产和停产等情况，现有的清蜡方式如投放伴热电缆、采用加热油管、灌注热水等措施都不同程度上存在着适应性差、效率低、成本高等缺点。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆，以至少解决目前目前采用投放伴热电缆、采用加热油管、灌注热水等措施都不同程度上存在着适应性差、效率低等问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆，所述投捞电缆包括缆芯，所述缆芯由三根动力芯线绞合组成，所述缆芯外包覆有内护套；

所述内护套外包覆有内屏蔽，所述内屏蔽为金属材质，所述内屏蔽与加热电源连接；

所述内屏蔽外设置有隔离层；

所述隔离层外包覆有外屏蔽，所述隔离层用于绝缘隔离内屏蔽与外屏蔽，所述外屏蔽与加热电源连接；

所述外屏蔽外包覆有外护套；

所述投捞电缆的最外层为承载钢丝层；所述承载钢丝层包覆在所述外护套外部。

如上所述的投捞电缆，优选地，所述内屏蔽与所述外屏蔽作为发热体根据油井加热深度，在对应的高度处通过导体短接，所述内屏蔽与外屏蔽分别连接加热电源的正负极，所述导体用于在内屏蔽与外屏蔽之间形成导电回路。

如上所述的投捞电缆，优选地，所述内屏蔽与外屏蔽均采用镀锡铜丝编织而成，所述内屏蔽加外屏蔽的设计功率范围为20～60W/m。

如上所述的投捞电缆，优选地，所述动力芯线的内部导体为无氧铜杆，将聚酰亚胺薄膜绕包在拉丝后的无氧铜杆外，在聚酰亚胺薄膜外包裹有氟塑料形成动力芯线。

如上所述的投捞电缆，优选地，三条所述动力芯线按照一定节距相互绞合，形成缆芯；

所述节距的范围为所述缆芯直径的20～40倍。

如上所述的投捞电缆，优选地，所述承载钢丝层采用双层钢丝反向铠装结构。

如上所述的投捞电缆，优选地，所述隔离层采用聚酯带和氟塑料挤出复合材料，所述聚酯带绕包在所述内屏蔽外，所述氟塑料包裹在所述聚酯带外部。

如上所述的投捞电缆，优选地，所述内护套与所述外护套均采用改性聚丙烯材料。

有益效果：

本实用新型提供的一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆，该投捞电缆的最外层设置双层钢丝反向铠装结构，使得该电缆具有优良的抗拉性；该电缆具有较好防腐蚀性，采用油管内敷设的方式解决了常规潜油泵电缆易损坏的缺点，同时投捞电缆又具有加热功能，可解决稠油加热、原油结蜡等问题。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例中投捞电缆的横截面示意图。

图中：1、承载钢丝层；2、外护套；3、外屏蔽；4、隔离层；5、内屏蔽；6、内护套；7、动力芯线。

具体实施方式

下面将对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本实用新型的具体实施例，如图1所示，本实用新型提供一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆，投捞电缆包括缆芯，缆芯由三根动力芯线7绞合组成，缆芯外包覆有内护套6；内护套6外包覆有内屏蔽5，内屏蔽5为金属材质，内屏蔽5与加热电源连接；内屏蔽5外设置有隔离层4，隔离层4用于层用于绝缘隔离内屏蔽与外屏蔽；投捞电缆的最外层为承载钢丝层1。隔离层4外包覆有外屏蔽3，外屏蔽3与加热电源连接，；外屏蔽3外包覆有外护套2；承载钢丝层1包覆在外护套2外部。

内屏蔽5与外屏蔽3均采用镀锡铜丝编织而成，内屏蔽5与外屏蔽3加在一起的设计功率为20～60W/m(可选取20到60之间任意数值)。内屏蔽5与外屏蔽3的长度根据油井加热深度要求调整加工；内屏蔽5与外屏蔽3作为发热体根据油井加热深度，在对应的高度处进行短接。在本实施例中，内屏蔽5与外屏蔽3分别连接加热电源的正负极，内屏蔽5与外屏蔽3在对应高度处通过铜导线进行短接，从而在内屏蔽5与外屏蔽3之间形成闭合回路，通过加热电源来使内屏蔽5与外屏蔽3发热。

以动力电缆规格3*10W发热功率为例，此无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆的内屏蔽5与外屏蔽3为镀锡铜丝编织结构，在垂直于电缆轴向的横截面上，内屏蔽5的横截面积之和≥8mm2，外屏蔽3的横截面积之和≥8mm²。在本实施例中，内屏蔽5与外屏蔽3均采用252根φ0.2的镀锡铜丝编织结构，800米发热功率冷态在50kW左右，热态功率在30kW左右，在电热控制系统下可以保持稳定的热传输效率。在其他实施例中，内屏蔽5与外屏蔽3均采用216根φ0.22的镀锡铜丝编织结构。镀锡铜丝加工性能稳定、焊接性、耐蚀性和传输性能优异。

在本申请的投捞电缆中，设置内屏蔽5与外屏蔽3作为加热部件，在连通电源通电后，通过内屏蔽5与外屏蔽3自身的电阻在通电后发热的特点，使得投捞电缆本身具有加热功能，进而可解决稠油加热、原油结蜡等问题。

动力芯线7的内部导体为无氧铜杆，将聚酰亚胺薄膜绕包在拉丝后的无氧铜杆外，在聚酰亚胺薄膜外包裹有氟塑料形成动力芯线7。三条动力芯线7按照一定节距相互绞合，形成缆芯；在本实施例中，节距的范围为缆芯直径的20～40倍(可选取20、21、22、25、26、27、29、30、31、32、35、36、38、39、40等)。聚酰亚胺不仅有很好的绝缘性能、耐高温性能，而且还有很好的强度和抗压能力，氟塑料耐高温、绝缘性能优异、强度高，此种组合结构使动力芯线7的绝缘性能、耐高温性能、抗压性能得到极大的提高，耐温等级可达到200℃以上，可使动力芯线7不受发热层(即内屏蔽5与外屏蔽3)的影响，不影响电缆的电力传输，完全满足深井使用环境。

承载钢丝层1采用双层钢丝反向铠装结构，双层钢丝结构更密，使得投捞电缆的防腐蚀性能更好，而且能够进一步增加承载钢丝层1的抗拉强度，在本实施例中，承载钢丝层1中使用的钢丝为高碳镀锌钢丝，其中高碳镀锌钢丝的抗拉强度达到1500N/mm2，可使线缆整体抗拉能力达到210kN以上，确保起井时可承受足够的拉力，即投捞电缆具有优良的抗拉性；而且双层钢丝反向铠装结构还能够对投捞电缆内部结构进行更好的保护。

隔离层4采用聚酯带和氟塑料挤出复合材料，聚酯带绕包在内屏蔽5外，氟塑料包裹在聚酯带外部；聚酯带具有耐高温、防腐蚀、且柔软的性能，氟塑料耐高温、绝缘性能优异、强度高。隔离层4设置在内屏蔽5与外屏蔽3之间，使得隔离层4的厚度较薄，如果单纯使用氟塑料制作隔离层4，不能够保证隔离层4的结构强度；因此，本申请先在内屏蔽5的外围绕包一层聚酯带，通过聚酯带作为隔离层4的骨架，利于提供隔离层4的结构强度，氟塑料包裹在聚酯带外围，在保证隔离层4具有足够结构强度的基础上，还具有耐高温的性能。

内护套6与外护套2均采用改性聚丙烯材料，改性聚丙烯材料强度高、耐高温、加工性能好；内屏蔽5、外屏蔽3位于内护套6与外护套2之间，在屏蔽层发热时，内护套6与外护套2具有很好的耐高温性能，均不会受到屏蔽层发热影响发生变形，保证了投捞电缆的性能稳定。

上述的一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆的制作方法，制作方法包括以下步骤：

步骤S1，将无氧铜杆通过拉丝设备制成所需尺寸的导体，将聚酰亚胺薄膜重叠绕包在拉丝之后的无氧铜杆外，并对聚酰亚胺薄膜进行烧结使其包覆在无氧铜杆上，然后将氟塑料通过挤塑工艺包裹在烧结后的无氧铜杆上，制成动力芯线7。

步骤S2，将三根动力芯线7按一定的节距进行绞合以制成缆芯，然后将改性聚丙烯通过挤塑工艺包裹在缆芯外围，缆芯外包裹的改性聚丙烯形成内护套6，改性聚丙烯充满缆芯间的空隙。

步骤S3，在内护套6的外围编织镀锡铜丝以形成内屏蔽5，在内屏蔽5外围绕包聚酯带，然后将氟塑料通过挤塑工艺包裹在聚酯带外围，聚酯带与其外围的氟塑料形成隔离层4；在隔离层4的外围编织镀锡铜丝以形成外屏蔽3，然后将改性聚丙烯通过挤塑工艺包裹在外屏蔽3外围以形成外护套2。

步骤S4，在外护套2的外围包裹双层钢丝反向铠装结构以作为承载钢丝层1。

综上所述，本实用新型提供的一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆，该投捞电缆的最外层设置双层钢丝反向铠装结构，使得该电缆具有优良的抗拉性与防腐蚀性能；该投捞电缆又具有加热功能，可解决稠油加热、原油结蜡等问题。内屏蔽、外屏蔽位于内护套与外护套之间，内护套与外护套具有很好的耐高温性能，保证了投捞电缆的性能稳定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无杆采油设备用动力加热一体投捞电缆，其特征在于，所述投捞电缆包括缆芯，所述缆芯由三根动力芯线绞合组成，所述缆芯外包覆有内护套；

所述内护套外包覆有内屏蔽，所述内屏蔽为金属材质，所述内屏蔽与加热电源连接；

所述内屏蔽外设置有隔离层，所述隔离层外包覆有外屏蔽，所述隔离层用于绝缘隔离内屏蔽与外屏蔽，所述外屏蔽与加热电源连接；

所述外屏蔽外包覆有外护套；

所述投捞电缆的最外层为承载钢丝层；所述承载钢丝层包覆在所述外护套外部。

2.根据权利要求1所述的投捞电缆，其特征在于，所述内屏蔽与所述外屏蔽作为发热体根据油井加热深度，在对应的高度处通过导体短接，所述内屏蔽与外屏蔽分别连接加热电源的正负极，所述导体用于在内屏蔽与外屏蔽之间形成导电回路。

3.根据权利要求2所述的投捞电缆，其特征在于，所述内屏蔽与外屏蔽均采用镀锡铜丝编织而成，所述内屏蔽加外屏蔽的设计功率范围为20～60W/m。

4.根据权利要求1所述的投捞电缆，其特征在于，所述动力芯线的内部导体为无氧铜杆，将聚酰亚胺薄膜绕包在拉丝后的无氧铜杆外，在聚酰亚胺薄膜外包裹有氟塑料形成动力芯线。

5.根据权利要求4所述的投捞电缆，其特征在于，三条所述动力芯线按照一定节距相互绞合，形成缆芯；

所述节距的范围为所述缆芯直径的20～40倍。

6.根据权利要求1所述的投捞电缆，其特征在于，所述承载钢丝层采用双层钢丝反向铠装结构。

7.根据权利要求1所述的投捞电缆，其特征在于，所述隔离层采用聚酯带和氟塑料挤出复合材料，所述聚酯带绕包在所述内屏蔽外，所述氟塑料包裹在所述聚酯带外部。

8.根据权利要求2所述的投捞电缆，其特征在于，所述内护套与所述外护套均采用改性聚丙烯材料。

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