DE8809330U1

DE8809330U1 - Starkstromleitung, insbesondere Tauchpumpenleitung, mit integrierten Lichtwellenleitern

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Publication number: DE8809330U1
Application number: DE8809330U
Authority: DE
Original assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1988-07-21
Filing date: 1988-07-21
Publication date: 1989-08-24

Description

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Feiten ft Gullleauae Bnergletechnlk AG, D-5000 Köln 80 Beschre1bung:

Starkstromleitung, Insbesondere Tauchpumpenleitung, nlt Integrierten Lichtwellenleitern

Die Erfindung betrifft eine Starkstromleitung, Insbesondere eine Tauchpumpenleitung, nlt integrierten Lichtwellenleitern (LVL) nach dem Oberbegriff dee Anspruchs 1.

Für das Fördern "on Flüssigkeiten aus Bohrlöchern oder Kavernen werden häufig Tauchmutorpuapen verwendet. Die Energiezuführungsleltucgen werden dabei in den zu fördernden Medium, vorwiegend öl oder Wasser, verlegt. Solche Tauchpunpenleltungen sind in verschiedener Bauart bekannt:

Häufig werden sie ohne Schutzhüllen verlegt, haben sie EPR-isolierte Adern, und wird der Verse11verband von einem Innen- und ( ) einen AuBenmantel umgeben, deren elastomeres Material <Gummi mischungen) sich nach ihrem Blnsatz richtet. Ss verwendet man zum Einsatz in Wasser einen wasserfesten Innenmantel aus Butylkautschuk (genauer aus einer Gunmimischung auf der Basis Butyl-K.) und einen Außenmantel aus Polychloropren (Chloropren-K.) oder auch aus einem wasserfesten Kautschuk <Styrol-Butadlen-K.), zum Einsatz in öl dagegen Mantel aus ölfestern Material wie Vltrilkautschuk. Als mechanische Verstärkung gegen das Bersten beim Aufbau von Innendruck können zusatzliche Geflechte aus Glasfaser oder Stahldraht unter oder in den Außenmantel eingebracht sein.

So let in DE-GM 87 04 896 <F1 4800) eine Te.uchpunpenleitung für ölgswinnungsgsbists angsgsben, bei welcher der au« 3 Haupt- und

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3 Schutzleiteradern sowie mehreren Trensen bestehende Verseilverband von eine» zweischichtigen Innen- und einem Außenmantel umgeben ist, die aus Gummimischungen auf Basis Mitril-K. bzw. ölfester Kautschuk bestehen. Zwischen den beiden Mänteln ist eine Bewehrung aus Stahldrahtgeflecht mit einer Oberflächenabdeckung von mindestens 50 % eingebracht.

Tauchpumpenleitungen für den Einsatz in ölbohrlöchern gibt es in zwei Haupt-Bauarten: Bei der einen besitzen die Leitungen Einzeladern, die Jede für sieb durch einen Bleimantel oder einen anderen gasdichten Mantel gegen das öl abgedichtet sind. Drei öldichte ( ) Adern werden durch eine nicht-öldichte Bewehrung aus Metallbändern

i! (interlocked armour) zusammengehalten. Die Bauform ist entweder rund oder flach. - Bei der anderen ist umgekehrt der Verseilver -Jj band aus nicht-öldichten Adern nun von einem gas- oder öidichten Mantel, vorzugsweise einem Stahlrohr, umgeben. Die Temperaturen im ölbohrloch können bis zu ca. 180 ⁰C, die Drücke bis zu ca. 140 bar betragen.

; Starkstromleitungen mit integrierten Lichtwellenleitern (LVI > sind bereits in verschiedener Bauart bekannt:

Ij in DB-OS 35 16 909 CFl 4770) sind Starkstromkabel für Spannungen ff _von 6 bis 60 kV beschrieben, bei denen zur überwachung des Kabele V · ) und Steuerung seines Betriebs LVL in einem Energieleiter, einem \k Aderzwickel und/oder im Außenbereich (Schirm, Bewehrung, Mantel) ^ des Kabels eingelegt und mitverseilt sind. Die LWL sind als die % Üblichen Hacbrichtenleiter oder als spezielle Temperatur- und 7ug- - sensoren ausgebildet, und sie haX>e~ an ihren Enden Anschlüsse für MeB- und Kegelgeräte. Die im Energieleiter eingelegten Fachrichten- und l'emperatursensor-LVL sind von einem Schutzrohr oder einem If Schutzmantel umgeben, als deren Material faserverstärkter Kunst-Stoff angegeben ist.

In DB-OM 87 13 663 (Fl 4626) ist eine «ehradrige flexible Starkstromleitung, insbesondere eiae Leitungetro&se, beschrieben, bei

lifJ einer Teilsehutzlelterader in einen der äußeren Bner-

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gleaderzwlekel eine LVL-Leitung angeordnet let, bei welcher die LVL verseilt oder lose gebündelt in einen Schlauch aus einem Elastomer (wie Sillkongunmi oder BPR> angeordnet sind. IJn die LWL gegen die bei der Bxtrusi-jn und Vernetzung der Leitungsmantel auftretenden hohen Temperaturen und Drücke - letztere treten auch im Betrieb der Leitungstrossen auf - zu schützen, ist Über dem Mantel der LVL-Leitung eine warmedttmraende Umhüllung aufgebracht und ist j__ &lgr;&khgr; — TUT—t—it....... _.· ^ r.<*K«%A»-./4.n lilorTulnWol 7Ii ühor RO *L sainns

Zwickelvolumens mit Trensen aus Jutefaden o. a. ausgefüllt.

Veiter wurde auch ein elektrisches Freileiterseil mit integrierten LWL vorgeschlagen, aas aus mehreren Lagen von durchmesserglelchen Drähten aufgebaut ist, und in das ein Edelstahlröhrchen, welches ein Bündel LWL umschließt, anstelle eines Drahtes in eine unterhalb der obersten Lage befindliche Drahtlage eingesellt ist. Auf diese Weise wird das Seil mit LWL nicht dicker und schwerer als ein vergleichbares Seil gleichen LÄngswiderstandes. Wie üblich liegen die LWL lose in dem Edelstahlröhrchen, gegebenenfalls eingebettet in eine Füllmasse. - Weiter wurde vorgeschlagen, anstelle des Edelstahl- ein Kunststoffröhrchen einzusetzen und den neben dem LWL-Bündel verbleibenden Raum mit einer nicht-komprimierbaren, pastenartigen Substanz auszufüllen (Fl 4612).

Zurück zu den Tauchpumpenleitungen:

Aus den Bohrlöchern müssen Meßdaten, wie Druck und Temperatur, übertragen werden, was üblicherweise über ein parallel zur Ener ■ gieleitung geführtes, geschirmtes Sachrichtenkabel geschieht. Die dabei auftretenden übertrag«ngsproblene durch elektrische Beeinflussung können zum Ausfall der Meßeinrichtung führen. Letzteres könnte durch den Einsatz von. LWL vermieden werden, da LWL bekanntlich keinen elektromagnetischen oder kapazitiven Einkopplungen unterliegen, diesbezüglich also störsicher sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, LWL in die verschiedenen Tauchpunpenleitungen einzubauen.

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Die Lösung dieser Aufgabe ist fUr die verschiedenen TP-Leltungen au6&r denen in einen Stahlrohr mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, fur TP-Leitungen in einen Stahlrohr nit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 angegeben.

Der Vorteil der Erfindung ist, daß die Übertragung von Meßdaten und Signalen zu bzw. mit den TP-Leltungen nun frei von elektrionhpr Beeinflussung möglich ist.

Vier Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsgemaßen TP-Leitungen mit integrierten LWL sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden naher beschrieben. Es zeigen skizziert

- Fig. 1 eine TP-Rundleitung mit einem medienfesten Elastomermantel um den Verseilverband von 3 Hauptleiter- und 3 Teilschutzlriteradern, wobei ein LWL-Röhrchen zentrisch in einen Teilschutzleiter eingelegt ist,

- Fig. 2 eine TP-Flachleitung mit einem raedienfesten Mantel um 3 nlcht-medienfeste Energieadern, wobei ein LWL-Röhrchen zentrisch in den mittleren Leiter eingelegt ist,

- Fig. 3 eine TP-Flachleitung mit einer nicht-medienfesten Umhüllung (Bewehrung) um 3 medienfeste Energieadern, wobei ein LWL-Röhrchen in einen zwischen zwei Energieadern langslaufenden Abstandhalter eingelegt ist,

- Fig. 4 eine TP-Rundleitung in einem Stahlwellrohr, bei der 3 nicht-medienfeste Energieadern und eine mehradrige, wärmefeste, geflecht-verstärkte LWL-Leitung miteinander verseilt sind, und

- Fig. 5 den Einsatz einer TP-Leitung mit LWL in einer Datenübertragungseinrichtung (Schaltung).

Bezeichnet sind mit:

1 Energieleiter

2 - Isolierung

3 - Ader (isolierter Leiter)

4 Teilschutzleiter

5 - Isolierung

6 - Ader (isolierter Leiter)

7 Elastonermantel (Innen- und AuSennantel)

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&bgr; Stahlwe11mantel

9 Flach-Blastomerkörper

10 Flach-Bewehrung aus Metal1bandern

11 Abstandhalter

21 Lichtwellenleiter (LVL)

22 Füllmasse

23 Stahlröhrchen (LVL-Röhrchen)

24 LVL-Bündel-Mantel aus Silikonkautschuk

25 Schutzgeflecht aus Aramidfasern.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen verschiedene Tauchpumpenleitungen mit integrierten Lichtwellenleitern (LVL), bei denen die LVL 21 als BUndel lose in ein Stahlröhrchen 23, vorzugsweise ein Edelstahlröhrchen, eingelegt und von einer Füllmasse 23 umgeben sind.

Fig. 1 zeigt eine TP-Rundleitung mit einem medienfesten (öl- oder wasserfesten) Elastomermantel (Innen- und AuBenmantel) 7 um einen Versei!verband aus drei nicht-medienfesten Energieadern 3, drei Teilschutzleiteradern 6 und Zwickelfüllungen (Trensen). Hier ist das LVL-Röhrchen 23 zentrisch in einen Teilschutzleiter 4 eingelegt.

Fig. 2 zeigt eine TP-Flachleitung mit einem medienfesten Elastomermantel 9 um drei zueinander parallele, nicht-medienfeste Energieadern 3. Hier ist das LVL-Röhrchen 23 zentrisch in den mittleren Energieleiter 1 eingelegt.

Fig. 3 zeigt eine TP-Flachleitung mit einer nicht-medienfesten Umhüllung (Stahlband-Bewehrung) 10 um drei zueinander parallele, medienfeste Energieadern 3 (mit einzelnen Blei- oder medienfesten Elastomermanteln). Hier ist das LVL-Röhrchen 23 in einen zwischen zwei Energieadern 3 langelaufenden Abstandshalter 11 gelegt.

Fig. 4 zeigt dagegen eine TP-Rundleitung mit einem (medienfesten) Stahlwellmantel 8, bei der das LVL-Bündel 21 von einem Elastossrmantel 24 umgeben ist, und diese LYL-Leitung zusammen mit den Energieadern 3 zu einer Rundleitung verseilt ist. Hler ist der

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Mantel 24 der LVL-Leitung aus einem wurme- (bis ca. 90 ⁰C) bestän digen Material, &zgr;. B. Silikonkautschuk, und darüber ist zur mechanischen Verstärkung ein Geflecht 25 aus zugfesten Fasern, z. B. aus Glas oder Ararald, aufgebracht.

Fig. 5 verdeutlicht den Einsatz einer der beschriebenen TP-LWL-Leitungen in einer Datenübertragungseinrichtung von einem aktiven Meßgeber im Bohrloch zu einem entsprechenden Empfänger in einer Kommandozentrale.

Bei der Aufgabenlösung, Temperatur und Druck zu messen, ist es auch möglich, ohne aktive Meßgeber tu arbeiten. So ist bereits eine Temperaturraeßeinrichtung erhaltlich, bei der am Ende einer optischen Faser ein Kristall angeordnet ist, der temperaturabhängig emittiert. Auch Druckgeber, die ebenfalls passiven Charakter haben, sind einsetzbar.

Claims

Fl 4849 "I- 19,07.88 Schutzansprüche:

1. Starkstromleitung, insbesondere Tauchpumpenleitung, mit integrierten Lichtwellenleitern xT,VL) (21), bei der die LVL als Bündel &Ggr; lose in ein Stahlröhrchen (23), vorzugsweise ein Edelstahlröhrchen, eingelegt und von einer Füllmasse (22) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß bei einer Rundleitung mit einem medienfesten (öl- oder wasserfesten) Elastomermantel (Innen- und Außennantel) (7) um einen Verseilverband aus drei nicht-medieafesten Energieadern (3), drei Teilschutzleiteradern (6) und Zwickelfüllungen (Trensen)! das LVL-Röhrchen (23) zentrisch in einen Teilschutzleiter (4) eingelegt

ist (Fig. D,

- daß bei einer Flachleitung mit einem medienfesten Elastomermantel (9) um drei zueinander parallele, nicht-medienfeste Energieadern (3): das LVL-Röhrchen (23) zentrisch in den mittleren Bnergieleiter (1) eingelegt ist (Fig. 2), oder

( - daß bei einer Flachleitung mit einer nicht-medienfesten Umhüllung (Stahlband-Bewahrung) (10) um drei zueinander parallele, medienfeste Bnergieadern (3) (mit einzelnen Blei- oder medienfesten Blastomermanteln): das LVL-Röhrchen (23) zwischen zwei Energieadern (3), beispielsweise in einen Abstandshalter (11), gelegt ist (Fig. 3).

2. Tauchpumpenleitung mit integrierten LVL, bei der das LVL-BUndel (21) von einem Blastomermantel (24) umgeben ist, und diese LVL-Leitung aueenaen alt den Bnergieadern (3) au einer Rundleitung verseilt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Rundleitung mit eine» Stahlwe1!mantel (8)! die LVL-

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Leitung einen Hantel <24> aus einem wares- <bis ca. 90 ⁰C) beständigen Material, z. B. Silikonkautschuk, hat und dieser durch ein darüber aufgebrachtes Geflecht C25> aus zugfesten Fasern, z. B. aus Glas oder Araaid, Mechanisch verstärkt ist (Fig. 4).