NL7907986A - Verbeterde kabelsplits. - Google Patents

Description

Verbeterde kabelspiits

De uitvinding heeft betrekking op een kabelsplits voor een electrische kabel en op een werkwijze voor het maken van een kabelsplits, en betreft meer in het bijzonder een kabelsplits voor toepassing bij qp hoge temperatuur en hoge druk verkerende gas-5 achtige olieputten, die er op berekend is om door aflating van druk veroorzaakte breukgevallen te voorkomen, en een werkwijze voor het maken van deze kabelsplitsen.

In het algemeen hebben kabelconstructies, die voor het oiieputbedrijf worden aangewend, geslagen metalen geleiders, die 10 gewoonlijk van koper gevormd, afzonderlijk met een materiaal van hoge diëlectrische sterkte geïsoleerd, tot een kabel gewonden en door een buitenste wapening omgeven zijn. Bij het verbinden van kabeldelen wordt een splits gevormd tussen de geleiders, bestaande uit een metalen onderdeel, dat onder wrijving in aangrijping komt'met de geüders 15 en een deel van de isolatie dat de blootgelegde einden van de geleiders en het metalen onderdeel, dat de primaire isolatie van de splits vormt, omgeeft. Het deel van de isolatie is in het typerende geval gevormd door een aantal lagen van isolatieband, en kan omgeven en opgesloten zijn door een onder warmte krimpbare huls die over de 20 primaire isolatie aangebracht is en zich over de aangrenzende isolatie uitstrekt om het splitsgebied af te dichten.

Waar de putkabel moet worden aangewend in bijzonder gasachtige putten treedt binnendringing van het splitsgebied door fluidale putstoffen met laag molecuulgewicht onder hoge druk op via 25 speldegaten of andere gebreken in de primaire isolatie van de splits of door gasdoordringing. Wanneer de kabel uit de putboring wordt verwijderd, wordt de uitwendige druk verlaagd, waarbij een ongebalanceerde hcgedruktoestand binnen de splitsconstructie ontstaat als gevolg van teboptrenden van koolwaterstoffen met laag molecuulgewicht. 30 Mechanische vernieling van de splits'isolatie door eruptie of het 7907986 > f 2 begeven door breuk is hiervan vaak het gevolg.

De uitvinding verschaft een kabelsplits, die weerstand biedt tegen eruptie en het begeven door breuk, en een werkwijze voor het maken van deze kabelsplits, en verschaft neer in het bijzon-5 der een kabelsplits, voorzièn van een kleef stoflaag, een isolatielaag, gevormd van een thermohardende elastomeer-polymeer met een beperkte mate van poreusheid, een weefsellaag, die de isolatielaag omgeeft en opsluit, en twee lagen van onder'warmte krimpbare polymeer, en een werkwijze voor het splitsen en isoleren van een electrische kabel. 10 De kabelgeleiders^die door tussenkomst van de splits volgens de uitvinding moeten worden verbonden, zullsi in het typerende geval bestaan uit een geslagen geleider, en een isolatielaag die de geleiders omgeeft. Een vezelvlechtsel, dat de isolatielaag omgeeft en dicht opsluit, kan ook worden opgenomen, Om de splits te vormen 15 worden de geleiders bijgesneden om onbeschadigde einden bloot te leggen, wordt de vlechtsellaag, indien aanwezig, bijgesneden om een gedeelte van de primaire isolatie bloot te leggen en wordt de blootgelegde isolatie geschraapt of gepoetst omvuil te verwijderen en de oppervlakken ruw te maken. De blootgelegde geleidereenden worden 20 verbonden door gebruikelijke middelen zoals met een vervormbare metalen huls, en de metalen huls, elk resterend blootgelegd gebied van de geleiders, de isolatie en een gedeelte van de vlechtsellaag, indien aanwezig, wordt bedekt met een kleefstof. Isolatieband, gevormd van een thermohardende élastomeer-polymeer, wordt dan schroef-25 vormig gewonden over de blootgelegde isolatie en geleiders. Een lange strook van een weefsel wordt aangebracht over de van vlechtselvoorziene gedeelten en het splitsgebied in overlappend verband en wordt naar verkiezing bevestigd, door aanbrenging van een kleefstof op de eind-gedeeltem en het overlappingsgebied. Het weefsel wordt dan bedekt 30 met een schroeflijnvormig gewonden laag van onder warmte krimpbare band, en een hulszonderdeel, gevormd van onder warmte krimfbaar buis-materiaal, wordt zo aangebracht dat het zich uit strekt over het splitsgebied,' daarzonder begrepen eventueel door vlechtsel Bedekte gedeelten. Voldoende warmte om de onder warmte krimpbare band en het 35 buismateriaal te krimpen wordt dan uitgeoefend om de isolatie en 790 7 9 86 * 3 * weefsellagen samen te drukken en te bevestigen.

De volgens de onderhavige uitvinding gemaakte splits is geschikt voor bedrijf bij indompeling in en omgeven door fluidale putstoffen onder hoge temperaturen en drukken, en is er niet vatbaar 5 vcor om het te begeven bij aflating van druk. Waar geringe hoeveelheden van fluidale putstoffen met laag molecuulgewicht door de enigzins poreuze isolatielaag dringen, gaat het weefsel zwellen en breuk van de isolatielaag door hoge inwendige druk tegen, en de fluidale putstoffen met laag molecuulgewicht desorberen zonder breuk 10 of schade aan de isolatie.

Sen wyze van ten uitvoer brengen van de uitvinding wordt in het volgende in detail beschreven aan de hand van de tekening, die slechts een benaalde uitvoering toont.

Fig. 1 is een zijaanzicht in gedeeltelijke doorsnede, 15 die een paar kabeleinden, welke door tussenkomst van de kabelsplits zijn verbonden, weergeeft.

Fig. 2 is een zijaanzicht in gedeeltelijke doorsnede, die een alternatieve uitvoering van' de kabelsplits volgens de uitvinding weergeeft.

20 3ij het nu beschouwen van de teleiing worden in fig. 1 een paar kabeleinden 10 gezien, welke zijn voorzien van metalen geleiders 12, die met isolatie 13 en een vlechtsellaag 1¾ zijn bedekt.

Een voorbeeld van een geïsoleerde en met vlechtsel ontwikkelde geleider, die geschikt is voor toepassing in gasachtige olienutten, 25 is meer volledig beschreven in het Amerikaanse octrooischrift U.096.351. De kabeleinden 10 worden verbonden door tussenkomst van een kabelsplits 11, bestaande uit een metalen huls 15, kleefstoflaag 16, isolatiebandlaag 17, weefsellaag 18, onder warmte krimpbare polymeerbandlaag 19 en onder warmte krimpbare hulslaag 20.

30 Bij het vormen van een kabelsplits volgens de onder havige uitvinding worden de kabeleinden 10 bijgesneden om een gedeelten van de isolatie te verwijderen om lengten van de geleiders 12 bloot te leggen, en verder bijgesneden cm een gedeelte van de vlechtsellaag te verwijderen'om lengten van de isolatie 13 bloot te 35 leggen. De blootgelegde geleiders worden verbonden door inbrenging 790 7 9 86 i * U " in een metalen huls 15, die dan vervormd wordt om de geleiders onder wrijving aan te grijpen.

Al de blootgelegde gebieden van de geleiders en de metalen huls, de blootgelegde gebieden van de isolatie en bij voor-5 keur een gedeelte van het vlechtsel worden dan bedekt met een kleefstof 16. Kleefstoffen, die geschikt zijn voor de dcd.stellingen van de uitvinding, bestaan in het algemeen uit vloeibare, bij voorkeur vrij van oplosmiddel zijnde, kleefstoffen zoals bijvoorbeeld vloeibare expoxyharsen, vloeibare urethanen, en dergélijke, die zonder 10 warmte verharden om een sterke, flexibele, voor water en olie ondoordringbare binding te vormen. De kleefstof dient om een dichte binding te vormen tussen de metalen huls en kabelisolatie en de isolatiebandlaag die vervolgens over de kleefstoflaag wordt aangebracht .

15 Een of meer lagen van isolatieband 17 worden dan aan gebracht over de kleefstoflaag in het splitsgebied met een schroef-lijn^vormige wikkeling om de blootgelegde isolatie, elk resterend blootgelegd geléidergebied en de metalen huls te bedekken. Inbet algemeen zal het wenselijk zijn om eerst voldoende isolatieband over 20 het metalen huisgebied aan te brengen om het gebied te vullen tot het niveau van de aangrenzende kabelisolatie, om dan de laag te completeren met een enkele schroeflijnvormige wikkeling die zich over de blootgelegde isolatie uitstrekt aan elk einde. De isolatieband is gevormd van een thermohardende elastomeer-polymeer die, wanneer deze 25 verhard is, een uitstekende electrische isolatie vormt bij hoge temperaturen en in hoofdzaak ondoordringbaar is tegen aantasting door olie en andere fluidale putstoffen. Een essentiële eigenschap van de polymeer is een beperkte mate van poreusheid doordat deze in staat is tot inzuiging van koolwaterstoffen met zeer laag iaolecuulgewicht 30 wanneer deze onder hoge druk verkeren en dan gemakkelijk desorberen van de ingezogen gasachtige koolwaterstoffen wanneer de uitwendige druk wordt opgeheven. Een zodanig materiaal, dat voor deze doeleinden . bruikbaar is, is een gemodificeerde EDPM (eth^-een-propeen-dieen monomeer terpolymeer) mengsel zoals in het Amerikaanse octrooischrift 35 3.926.9ΟΟ geopenbaard is. Bij aanwendingen voor de doeleinden van de 790 7 9 86 5 ft uitvinding in de vorm van een isolatieband is de nolymeer onverhard, wseibij de vereiste verharding wordt uitgevoerd wanneer de constructie van de splits voltooid is.

Over de laag isolatieband wordt een enkele wikkeling 5 van weefsel 1-8 aangebracht, die zich uitstrekt over een gedeelte van het opsluitende vlechtsel. Bij voorkeur zal het weefsel worden aangebracht in de vorm van een lange strook die zo gewikkeld is dat deze een overlapping vormt over de lengte van de splits. Het weefsel 18 kan als alternatief worden aangebracht in de vorm van een weefsel-10 band die schroeflijnvormig gewonden is over de lengte van de splits en zich uitstrekt over een .gedeelte van het onsluitende vlechtsel.

Ben aantal geweven weefselstoffen kunnen worden toegepast voor de doeleinden van de onderhavige uitvinding, daaronder begrenen bijvoorbeeld nylon, polyester, rayon, katoen, weefsels gevormd van glasdraad 15 of -vezel en dergelijke. Het is essentieel dat het weefsel bestand is tegen blootstelling a8n de fluidale putstoffen zonder aantasting of hoofdzakelijk verlies in treksterkte. Een vloeibare kleefstof kan worden aangebracht op het overlanpingsgebied en op eindgebieden in contact met het vlechtsel.

20 ‘ Over het weefsel wordt een enkele, schreeflijnvormig gewenden bandlaag 19 aangebracht, gevormd van onder warmte krimocaar polymeermateriaal zoals FTFE, PFE en dergelijke.

Een huls 20 van onder warmte krimpbaar buismateriaal wordt dan zo aangebracht dat deze het snlitsgebied engeeft, onder het 25 zich uitstrekken ever een gedeelte van het vlechtsel aanweerseinden van het solitsgebied. Warmte wordt dan on de gehele snlits uitgeoefend om de huls 20 en de onder warmte krimpbare bandlaag 19 te krimnen, onder het zodoende smendrukken en dichtjomsluiten van de isolatie en weefsellagen. Veelvoudige wikkelingen van onder warmte krimpbaar 30 band moeten worden vermeden. Voor de doeleinden van de uitvinding wordt alleen de combinatie van de onder warmte krimnbare band en huls beoogd om de isolatie en weefsellagen op te sluiten en samen te drukken, en niet cm een volledige afdichting te vormen tegen de ontsnapping van desorbeerde gasachtige koelwaterstoffen.

35 De splits kan dan verder verwarmd worden om de verhar- 7907986

V

6 li •s ding van de isolatielaag tot stand te brengen. Deze verhardingsfase is ter keuze aangezien de temperaturen, die in bedrijf bij de meeste putboortoepassingen ondervonden worden, de vereiste verharding snel tot stand zullen brengen.

5 VOORBEELD 1

Een splits werd geconstrueerd volgens de in het voorgaande uiteengezette beginselen, onder toepassing van nylonweefsel als de veefsellaag, PEE om de onder warmte krimpbare bandlaag te 10 vormen en PEE ondèr warmte krimpbaar buismateriaal om de hulslagen te vormen, en verhard bij 163 - 1?7°C. De splits werd in een gasachtige olieput geplaatst gedurende zes weken. Ra verwijdering uit de put werd de kabel uit elkaar genomen en de splits onderzocht. Geen breuk of eruptie was opgetreden.

15 VOORBEELD 2

Een splits werd geconstrueerd voor vergelijkingsdoel-einden in hoofdzaak volgens de in het voorgaande uiteengezette beginselen, zoals bij VOORBEELD 1, maar de weefsellaag wérd achterwege gelaten. Ufa blootstelling aan een gasachtig olieputmilieu gedurende 20 drie weken was na daaropvolgende verwijdering de splits bol gaan staan en gebroken. Het zal derhalve duidelijk zijn dat de weefsellaag de isolatielaag op doeltreffende wijze opsluit onder het voorkomen van erupties en het tegengaan van het ontsnappen van de gasvormige koolwaterstoffen uit de poreuze isolatie door een desorptieproces.

25 . VOORBEELD 3

Een splits werd geconstrueerd voor vergelijkingsdoeleinden in hoofdzaak volgens de beginselen van de onderhavige uitvinding zoals 1¾ VOORBEELD 1, maar onder aanwending van een gebruikelijke etheen-propeen rubber isolatieband om de isolatielaag te vormen.

30 Ha blootstelling aan een gasachtig olieputmilieu gedurende drieweken werd de splits verwijderd. De splits was gebroken, hetgeen aantoont dat de combinatie van een weefsellaag en een niet-poreuze isolatielaag ontoereikend is doordat de fluidale stoffen, die opgesloten zitten binnen een niet-poreuze elastomeer-isolatie, niét desorberen 35 kunnen, en derhalve spanningen uitoefenen, die voldoende groot zijn 790 7 9 86 τ om de weefsellaag te treken en de splitsisolatie te vernielden.

De practijk van de uitvinding is niet beperkt tot kabeleinden van het in fig. 1 weergegeven type.

Het zal duidelijk zijn dat de kabelsplits volgens de 5 uitvinding kan worden aangewend om geïsoleerde geleiders, die andere constructies hebben dan die welke in fig. 1 zijn weergegeven, te verbinden. Een alternatieve uitvoering van de kabelsplits volgens de uitvinding is in fig. 2 weergegeven, waarbij de splits 23 is gevormd tussen een paar gebruikelijke putkabeleinden 22, welke alleen 10 van metalen geleiders 2^ zijn voorzien, die elk bedekt zijn met een isolatielaag 25. De isolatielaag 25 kan zijn gevormd van elk van de gewoonlijk aangewende isolatiematerialen zoals nitrilerubber, polypropeen, en dergelijke, De kabelsplits, gevormd zoals hier in het voorgaande beschreven, omvat een metalen huls 26, omgeven door 15 een kleefstoflaag 27 die zich over de blootgelegde geleider en isolatie uitstrekt, schroeflijnvormig gewikkelde isolatiebandlaag 28, weefsellaag 29, schroeflijnvormig gewikkelde, onder warmte krimpbare bandlaag 30 en de onder warmte krimpbare huls 31.

Het zal voorts duidelijk zijn dat de kabei^splits 20 volgens de uitvinding kan Vorden aangewend om kabeleinden van verschillende constructies te verbinden zoals bijvoorbeeld een geïsoleerde, met vlechtsel omwikkelde geleider zoals in fig. 1 is weergegeven met een geïsoleerde geleider van het in fig. 2 weergegeven type.

Kort samengevat is in het voorgaande een kabelsplits 25 beschreven, bestaande uit een metalen hulsonderdeel dat de^feider-einden verbindt, een laag kleefstof over het hulsonderdeel en de aangrenzende isolatie, een schroeflijnvormig gewikkelde isolatielaag 17, gevormd van een thermohardende polymeer, een overlapte laag van een weefsel 18, die de isolatielaag omgeeft, een schroeflijnvormig 30 gewikkelde, onder warmte krimpbare bandlaag 19, die het splitsgebied cmgeeft, wat het begeven door aflating van druk tegengaat bij toepassing in op hoge druk verkerende gasachtige olieputten, en een werkwijze voor het vormen van deze kabelsplits.

790 7 9 86

Claims (7)

1. Kabelsplits (11), "bestaande uit een metalen huls-onderdeel (15) dat zich. over eindgedeelten van de geleider (12) uitstrekt en onder wrijving in aangrijping komt met deze geleidereind- 5 gedeelten, een laag kleefstrf (1(?) die het hulsonderdeel "bedekt en zich over de "blootgelegde kabelisolatie uitstrekt, een schroeflijnvormig gewikkelde isolatielaag (1T) van onverharde thermohardende elastomeer—polymeer hand, een overlapte laag van een weefsel (18), een schroeflijnvormig gewikkelde laag van onder warmte krimpbaar poly-10 meer-'-materiaal (19), en een huls van onder warmte krimpbaar polymeer-materiaal (20).

2. Kabelsplits volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de weefsellaageindgedeelten en het overlappingsgebied bedekt zijn met een kleefstof. .15 3. Kabelsplits volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de thermohardende elastomeer-polymeer band door een thermische nabehandeling verhard is. b. Werkwijze voor het vormen van een kabelsplits, bestaande uit de opeenvolgende verrichtingen van het verbinden van de 20 blootgelegde geleidereinden met huisorganen die onder wrijving in aangrijping komen met deze geleidereinden, het bedekken van de huisorganen, de blootgelegde geleidereinden en de blootgelegde isolatie met een vloeibare 'kleefstof, het aanbrengen van een isolatielaag van onverharde thermohardende elastomeer-polymeer band over de 25 . kleefstofbedekking in een schroeflijnvormige wikkeling, het · aanbrengen van een overlappende laag van een weefsel om de isolatielaag te omgeven, het aanbrengen van een laag van onder warmte krimpbare polymeermateriaal band in een schroeflijnvormige wikkeling, en het zo aaribrengen van een huls van onder warmte krimpbare polymeermateri-30 aal dat deze de laag van onder warmte krimpbare band omgeeft.

5. Werkwijze volgens conclusie bt met het kenmerk, dat de weefsellaag in de eind- en overlappingsgebieden met een kleefstof bedekt is.

6. Werkwijze volgens conclusie U, met het kenmerk. 790 7 9 86 dat deze voorts de verrichting omvat van het thermisch behandelen van desplits cm de onder warmte krimpbare materialen te krimpen,

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat deze voorts de venichting omvat van het thermisch behandelen 5 van de splits om de thermohardende elastomeer-polymeer te verharden.

8. Werkwijze,in hoofdzaak zoals voorgesteld in de beschrijving en/of tekening.

9. Inrichting,in hoofdzaak zoals voorgesteld in de 10 beschrijving en/of tekening. 790 79 86