MX2014012046A

MX2014012046A - Conductor trenzado hermetico al agua y gas y cable umbilical que comprende este.

Info

Publication number: MX2014012046A
Application number: MX2014012046A
Authority: MX
Inventors: Arild Hassel
Original assignee: Nexans
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2015-06-18
Also published as: EP2863398A1; BR102014025562A2; US20150107868A1

Abstract

La presente invención se refiere a un conductor eléctrico (1) que comprende un núcleo de múltiples alambres desnudos trenzados (2) y una capa de aislamiento (4) que rodea el núcleo, en donde sustancialmente todos los intersticios y/o espacios (3) entre los alambres desnudos son rellenados con un fluido viscoso inmiscible en agua (4), tal como una gelatina o gel; y un método para manufacturar tal conductor.

Description

CONDUCTOR TRENZADO HERMETICO AL AGUA Y GAS Y CABLE UMBILICAL QUE COMPRENDE ESTE Campo de la Invención La presente invención se refiere a cables umbilicales o cables submarinos, y más específico a conductores eléctricos, cables o cables umbilicales los cuales son con terminación submarina.

Antecedentes de la Invención En los años recientes, se ha encontrado que los cables con terminación submarina, típicamente usados en la industria marítima de petróleo y gas, experimentan problemas debido a la acumulación de presión de gas longitudinal. La presión de gas acumulada incluso puede ser mayor que la presión ambiental del agua, y causa problemas de aislamiento/resistencia en la terminación eléctrica. Este problema es especialmente relevante para los pequeños elementos de energía eléctrica, tales como Cuádruples y Pares Triples, típicamente usados en los cables umbilicales de control para pozos de petróleo y gas.

Actualmente no hay soluciones adecuadas para este problema, y el objeto de la presente invención es proporcionar un conductor eléctrico y un cable/cable umbilical, en donde los problemas debido a la acumulación de presión de gas longitudinal son mitigados o eliminados.

Ref.251047 FR 2489034 describe un cable de telecomunicaciones, en donde un núcleo de los alambres aislados trenzados se impregna con un material de impregnación tal como petrolato o parafina.

Breve Descripción de la Invención La presente invención evita el problema de la acumulación de presión de gas longitudinal proporcionando un conductor eléctrico que tiene un relleno longitudinal dentro del sistema de aislamiento. Al proporcionar un relleno longitudinal se reducen o eliminan la transportación de agua y gas dentro del conductor eléctrico, por consiguiente dentro de un cable/cable umbilical, así como la formación de gases no deseados. La invención se especifica en las reivindicaciones adjuntas, y en lo siguiente: En un aspecto, la invención se refiere a un conductor eléctrico que comprende un núcleo de múltiples alambres desnudos trenzados y una capa de aislamiento que rodea el núcleo, en donde los intersticios y/o espacios entre los alambres son rellenados con un fluido viscoso inmiscible en agua, tal como una gelatina o gel.

El término "alambre desnudo" se pretende que signifique un alambre que carece de algún aislamiento externo. El uso de alambres desnudos es una característica esencial del conductor eléctrico de acuerdo con la invención.

Los alambres desnudos trenzados están en contacto eléctrico directo entre sí. Cualquier aislamiento externo de los alambres individuales antes del trenzado prevendría que el fluido inmiscible en agua entre en contacto directo con el material conductor de los alambres desnudos individuales y por lo cual llene los intersticios entre estos. Además cualquier aislamiento detendría al fluido inmiscible en agua de llenar cualquiera de los espacios entre el alambre desnudo y la capa de aislamiento.

En una modalidad del conductor de acuerdo con la invención, el fluido viscoso se elige del grupo que comprende Vaselina, petrolato, petrolato ter oplástico y grasa de silicona.

En una modalidad del conductor de acuerdo con la invención, los alambres trenzados se hacen de un material que tiene una conductividad eléctrica de al menos 30 Sm/mm2, al menos 35 Sm/mm2, al menos 50 Sm/mm2, o al menos 55 Sm/mm2.

En una modalidad del conductor de acuerdo con la invención, los alambres trenzados se hacen de cobre, aleación de cobre, aluminio o aleación de aluminio.

En una modalidad del conductor de acuerdo con la invención, el núcleo comprende siete o diecinueve alambres trenzados.

En un aspecto adicional, la invención se refiere al uso de un conductor de acuerdo con la invención en la manufactura de un cable umbilical. Preferiblemente, el cable umbilical es para aplicación submarina, en donde se requiere una terminación submarina.

En todavía un aspecto adicional, la invención se refiere a un cable umbilical para terminación submarina que comprende al menos un conductor eléctrico de acuerdo con la invención y opcionalmente al menos uno de los elementos que pertenecen al grupo que comprende alambres de blindaje, línea de fibra óptica, línea de fluidos y línea de señal.

En todavía un aspecto adicional, la invención se refiere a un método para manufacturar un conductor eléctrico de acuerdo con la invención, que comprende las etapas de pasar el núcleo a través de una cámara que contiene un fluido viscoso inmiscible en agua antes de agregar la capa externa de aislamiento.

En una modalidad del método de acuerdo con la invención, el fluido viscoso inmiscible en agua comprende Vaselina, petrolato, petrolato termoplástico y/o grasa de silicona.

En la presente solicitud, los términos cable y cable umbilical se utilizan de manera indistinta. El término "conductor eléctrico" se pretende que abarque tanto conductores de señal como conductores de energía.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 muestra una vista en sección transversal de una modalidad de un conductor de acuerdo con la invención.

La Figura 2 muestra una vista en sección transversal de una modalidad de un cable de acuerdo con la invención.

La Figura 3 ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal de un cable umbilical de acuerdo con la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención En la fig. 1 se muestra un conductor eléctrico típico 1 de acuerdo con la invención. El conductor eléctrico comprende un núcleo integrado de múltiples alambres desnudos 2 los cuales son trenzados conjuntamente, y el núcleo es rodeado por un sistema de capa de aislamiento 5. En esta modalidad particular, el conductor comprende 19 alambres, pero la presente invención es adecuada para conductores que tienen cualquier número de múltiples alambres. Por ejemplo, comúnmente se usan siete alambres para manufacturar un conductor eléctrico. El sistema de capa de aislamiento puede comprender hasta al menos tres diferentes capas de aislamiento. Los alambres 2 se hacen de un material conductor, tal como cobre, aluminio, o varias aleaciones de los mismos. El trenzado de múltiples alambres desnudos conduce inevitablemente a la formación de intersticios/espacios longitudinales 3 entre los alambres 2. En los cables de la téenica previa, el gas no deseado se puede transportar a través de estos espacios/intersticios. Esta transportación longitudinal de gases es lo que finalmente lleva a la acumulación de presión de gas la cual causa problemas debido al aislamiento/resistencia en la terminación eléctrica del conductor. Sin embargo, en el conductor 1 de acuerdo con la invención, estos intersticios/espacios 3 son rellenados con una gelatina o gel inmiscible en agua, y sustancialmente incompresible 4. La gelatina/gel previene, o mitiga, la formación de gas no deseado en los intersticios 3 (cubriendo la superficie de los alambres, aislándolos así del contacto con el agua) así como la transportación de cualquier gas a lo largo de los alambres trenzados.

En la fig. 2 se muestra un cable típico 6 de acuerdo con la invención. En esta modalidad, el cable 6 comprende al menos una cubierta exterior 7 y cuatro conductores de energía 1 como se muestra en la fig. 1 (comúnmente referidos como un cuádruple). El cable comprende aislamiento individual alrededor de cada uno de los cuatro conductores. El espacio 8 entre los conductores de energía aislados y la cubierta exterior se rellena con un material rellenador adecuado. Los materiales rellenadores adecuados son conocidos por la persona experta, e incluyen materiales tales como silicona y petrolato. Otra modalidades, que comprenden varios números de conductores, y/o en donde el cable/cable umbilical comprende elementos adicionales, tales como alambres de blindaje, fibras ópticas, etc. se contemplan y están dentro del alcance de la presente invención.

La figura 3 ilustra un cable umbilical 9 que comprende tres cuádruples/cables 6 como se ilustra en la figura 2 combinados con tres cables o tubos adicionales 11 para transferir señales o fluidos. La figura 3 solamente es ilustrativa de la posible configuración de un cable umbilical, ya que el cable umbilical puede comprender cualquier número de cables de energía, cables de señal o tubos de fluido y los cables de energía pueden ser cuádruples como se ilustra, o cualquier combinación de uno o más elementos de núcleo conductores que forman un cable. De acuerdo con la presente invención, uno o más conductores eléctricos comprenden un número de múltiples alambres desnudos trenzados, en donde sustancialmente todos los intersticios y/o espacios entre los alambres desnudos se rellenan con un fluido viscoso inmiscible en agua.

El conductor de acuerdo con la invención se puede manufacturar, por ejemplo, por un método similar a uno descrito por FR 2489034. En el documento, un núcleo de alambres aislados trenzados se impregna pasando el núcleo a través de una cámara llenada con un material de impregnación adecuado. Para proporcionar un conductor de acuerdo con la presente invención, el núcleo del conductor, es decir los alambres no aislados trenzados, se pasa a través de una cámara que contiene el fluido viscoso inmiscible en agua adecuado. Preferiblemente el fluido viscoso, por ejemplo Vaselina, petrolato, petrolato termoplástico o grasa de silicona, se caliente en la cámara para facilitar el proceso de rellenado de todos los intersticios/espacio.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un conductor eléctrico, caracterizado porque comprende un núcleo de múltiples alambres desnudos trenzados y una capa de aislamiento que rodea el núcleo, en donde sustancialmente todos los intersticios y/o espacios entre los alambres desnudos son rellenados con un fluido viscoso inmiscible en agua, tal como una gelatina o gel.

2. Un conductor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido viscoso se elige del grupo que comprende Vaselina, petrolato, petrolato termoplástico y grasa de silicona.

3. Un conductor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los alambres desnudos trenzados se hacen de un material que tiene una conductividad eléctrica de al menos 30 Sm/mm2, al menos 35 Sm/mm2, al menos 50 Sm/mm2, o al menos 55 Sm/mm2.

4. Un conductor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los alambres desnudos trenzados se hacen de cobre, aleación de cobre, aluminio o aleación de aluminio.

5. Un conductor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el núcleo comprende siete o diecinueve alambres trenzados.

6. Un conductor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el conductor es aplicable para el uso en un cable umbilical submarino, especialmente un cable umbilical submarino con acumulación limitada de gas y agua.

7. El uso de un conductor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la manufactura de un cable umbilical, preferiblemente un cable umbilical para aplicación submarina.

8. Un cable umbilical, caracterizado porque comprende al menos un conductor eléctrico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, y opcionalmente al menos uno de los elementos que pertenecen al grupo que comprende alambres de blindaje, línea de fibra óptica, línea de fluidos y línea de señal.

9. Un cable umbilical de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque es adecuado para terminación submarina.

10. Un método para manufacturar un conductor eléctrico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque comprende las etapas de pasar el núcleo de alambres desnudos trenzados a través de una cámara que contiene un fluido viscoso inmiscible en agua antes de agregar la capa externa de aislamiento.

11. Un método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el fluido viscoso inmiscible en agua comprende Vaselina, petrolato, petrolato termoplástico y/o grasa de silicona.