RU209151U1

RU209151U1 - Electric cable for power supply of installations of submersible electric centrifugal pumps

Info

Publication number: RU209151U1
Application number: RU2021126557U
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Чуловский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Базис-Капитал"
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2022-02-03

Abstract

Полезная модель относится к кабельной технике. Кабель содержит три токопроводящие жилы, поверх которых наложена двухслойная изоляция и общая оболочка. Между токопроводящими жилами расположены тросы, проходящие в продольном направлении по всей длине кабеля. С одной или двух внешних сторон общей оболочки по плоской стороне по всей длине кабеля расположены дугообразные выступы, продольные оси которых совпадают с продольными осями тросов. Дугообразные выступы имеют одно общее целое с общей оболочкой. Технический результат - увеличение срока эксплуатации кабеля. 2 ил., табл.The utility model relates to cable engineering. The cable contains three current-carrying cores, on top of which a two-layer insulation and a common sheath are applied. Cables are located between the current-carrying cores, passing in the longitudinal direction along the entire length of the cable. On one or two outer sides of the common sheath on the flat side along the entire length of the cable there are arcuate protrusions, the longitudinal axes of which coincide with the longitudinal axes of the cables. Arcuate protrusions have one common whole with a common shell. The technical result is an increase in the service life of the cable. 2 ill., tab.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей, предназначенных для подачи электрической энергии к электродвигателям установок погружных электроприводных центробежных насосов для добычи нефти, водоподъема и перекачки жидкостей из шурфов, резервуаров и водоемов.The utility model relates to cable technology, namely to cable structures designed to supply electrical energy to electric motors of electric submersible centrifugal pumps for oil production, water lifting and pumping liquids from pits, reservoirs and reservoirs.

Уровень техникиState of the art

Известен кабель с армированной оболочкой для погружных нефтяных насосов (Патент RU 143415 опубл. 20.07.2014г.), который состоит из расположенных в одной плоскости трех медных токопроводящих жил, каждая из которых покрыта слоем электроизоляционной эмали и промежуточной защитной оболочкой. Все жилы заключены в общую эллипсовидную оболочку из полимерного материала, армированного повивами стальной проволоки, расположенной внутри оболочки. A cable with a reinforced sheath for submersible oil pumps is known (Patent RU 143415 publ. 20.07.2014), which consists of three copper conductors located in the same plane, each of which is covered with a layer of insulating enamel and an intermediate protective sheath. All cores are enclosed in a common elliptical sheath made of a polymer material reinforced with layers of steel wire located inside the sheath.

Недостатком технического решения является повышенная сложность разделки концов кабеля вследствие армирования общей оболочки расположенными по спирали стальными проволоками и обусловленная эллипсовидной формой необходимость принятия дополнительных мер по предотвращению закручивания кабеля вокруг своей оси при его креплении к внешней поверхности насосно-компрессорной трубы.The disadvantage of the technical solution is the increased complexity of cutting the ends of the cable due to the reinforcement of the common sheath with steel wires arranged in a spiral and due to the elliptical shape, the need to take additional measures to prevent the cable from twisting around its axis when it is attached to the outer surface of the tubing.

Известен также электрический кабель для установок погружных электронасосов (Патент RU № 192508 опубл. 18.09.2019г.), который содержит расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых имеет два основных изоляционных слоя, выполненных из композиции блоксополимера пропилена с этиленом. Поверх второго изоляционного слоя наложен защитный слой, который выполнен из экструдированного фторопласта, общей обмотки и брони. Also known is an electrical cable for installations of submersible electric pumps (Patent RU No. 192508 publ. 09/18/2019), which contains parallel conductors in the same plane, each of which has two main insulating layers made of a composition of a propylene block copolymer with ethylene. A protective layer is applied over the second insulating layer, which is made of extruded fluoroplastic, common winding and armor.

Недостатком технического решения является невысокая надежность кабеля, обусловленная недостаточной коррозионной стойкостью стальных лент в условиях агрессивной среды скважин, усугубляющаяся при нарушении защитного цинкового слоя в результате деформаций и задиров брони при спускоподъемных операциях. Также кабели с ленточной броней отличаются повышенной погонной массой и недостаточной сопротивляемостью осевым нагрузкам.The disadvantage of the technical solution is the low reliability of the cable, due to insufficient corrosion resistance of steel tapes in the aggressive environment of wells, aggravated by the violation of the protective zinc layer as a result of deformations and scoring of the armor during tripping operations. Also, cables with tape armor are characterized by increased linear weight and insufficient resistance to axial loads.

Задачей данной полезной модели является расширение арсенала технических средств за счет создания надежной конструкции кабеля с сохранением его механических характеристик, обеспечивающих увеличение срока эксплуатации кабеля.The objective of this utility model is to expand the arsenal of technical means by creating a reliable cable design while maintaining its mechanical characteristics, ensuring an increase in the service life of the cable.

Для решения указанной задачи и достижения упомянутого технического результата в кабеле электрическом для питания установок погружных электроприводных центробежных насосов, содержащем три расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых имеет два изоляционных слоя, заключенные в общую оболочку, согласно предложенному решению между токопроводящими жилами по всей длине кабеля, не менее чем с одной плоской стороны кабеля, в толще общей оболочки расположены металлические тросы, при этом продольные оси тросов совпадают с продольными осями дугообразных выступов, образованных с внешней стороны общей оболочки и имеющих одно общее целое с общей оболочкой. To solve this problem and achieve the mentioned technical result in an electrical cable for powering installations of electric submersible centrifugal pumps, containing three parallel conductors in the same plane, each of which has two insulating layers enclosed in a common sheath, according to the proposed solution between the conductors along the entire length of the cable, at least on one flat side of the cable, metal cables are located in the thickness of the common sheath, while the longitudinal axes of the cables coincide with the longitudinal axes of the arcuate protrusions formed on the outer side of the common sheath and having one common whole with the common sheath.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг.1 представлен общий вид кабеля, на фиг.2 - поперечный разрез кабеля, таблица примеров компонентов кабеля.Figure 1 shows a general view of the cable, figure 2 is a cross section of the cable, a table of examples of cable components.

Кабель содержит три изолированные токопроводящие жилы 1. Первый и второй слои изоляции 2 и 3 могут быть выполнены из сшитого полиэтилена или композиции блоксополимера. Поверх изолированных токопроводящих жил 1 наложена общая оболочка 4, выполненная из композиции блоксополимера. Между токопроводящими жилами 1 расположены тросы 5, проходящие в продольном направлении по всей длине кабеля. С одной или двух внешних сторон общей оболочки 4 по плоской стороне по всей длине кабеля расположены дугообразные выступы 6, имеющие одно общее целое с общей оболочкой 4. Продольные оси дугообразных выступов 6 совпадают с продольными осями тросов 5. Отношение диаметра тросов к диаметру жил составляет 0,25-0,50 и определяется фактическим соотношением диаметра жил по изоляции и толщины оболочки: чем больше номинальное напряжение кабеля и меньше номинальное сечение жил, тем ближе значение данного отношения к верхней границе указанного диапазона, и наоборот. Толщина общей оболочки составляет 2,0-4,0 мм. The cable contains three insulated conductive cores 1. The first and second insulation layers 2 and 3 can be made of cross-linked polyethylene or a block copolymer composition. On top of the insulated conductive wires 1, a common sheath 4 is applied, made of a block copolymer composition. Between the conductors 1 are cables 5, passing in the longitudinal direction along the entire length of the cable. On one or two outer sides of the common sheath 4 along the flat side along the entire length of the cable there are arcuate protrusions 6, having one common whole with the common sheath 4. The longitudinal axes of the arcuate protrusions 6 coincide with the longitudinal axes of the cables 5. The ratio of the diameter of the cables to the diameter of the cores is 0 ,25-0.50 and is determined by the actual ratio of the diameter of the cores in terms of insulation and the thickness of the sheath: the higher the rated voltage of the cable and the smaller the nominal cross section of the cores, the closer the value of this ratio to the upper limit of the specified range, and vice versa. The thickness of the overall shell is 2.0-4.0 mm.

Дугообразные выступы 6, направленные в сторону как обсадной трубы, так и НКТ, закрывают места прохождения тросов 5 и защищают их при спусках в криволинейных скважинах. На боковых ребрах кабеля по всей его длине общая оболочка имеет канавки, облегчающие разделку кабеля.Arcuate protrusions 6, directed towards both the casing pipe and the tubing, close the places where the cables 5 pass and protect them during descents in curved wells. On the side edges of the cable along its entire length, the common sheath has grooves that facilitate cable cutting.

По данным нефтедобывающих компаний средний срок службы кабелей до выхода из строя по причине разрушения брони из стальных оцинкованных лент в результате коррозии составляет 3,3 года, вместо требуемых по нормативной документации 5 лет. Отказ от брони из стальных оцинкованных лент и замена ее полимерной оболочкой, стойкой к агрессивной химической среде скважин, позволяет практически полностью исключить выход кабелей из строя по причине коррозии. Сохранение механических характеристик кабелей, в отсутствие стальной брони, в соответствии с предлагаемым решением обеспечивается размещением в толще наружной оболочки продольных металлических тросов, воспринимающих радиальные раздавливающие и осевые растягивающие нагрузки на кабель, возникающие при прохождении криволинейных участков скважин. Предложенное решение позволяет увеличить срок эксплуатации кабеля до 6-9 лет (в 2-3 раза). According to oil producing companies, the average service life of cables before failure due to the destruction of armor made of galvanized steel tapes as a result of corrosion is 3.3 years, instead of 5 years required by regulatory documents. Rejection of armor made of galvanized steel tapes and its replacement with a polymer sheath resistant to the aggressive chemical environment of wells makes it possible to almost completely eliminate cable failure due to corrosion. Preservation of the mechanical characteristics of the cables, in the absence of steel armor, in accordance with the proposed solution, is ensured by placing longitudinal metal cables in the thickness of the outer sheath, perceiving radial crushing and axial tensile loads on the cable that occur when passing curved sections of wells. The proposed solution allows to increase the service life of the cable up to 6-9 years (2-3 times).

Заявляемый электрический кабель соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку он может быть многократно произведен и использован по своему назначению с достижением указанного технического результата. Все используемые в конструкции кабеля материалы являются известными и промышленно выпускаемыми. Изготовление кабеля осуществляется на базе известного оборудования, материалов и технологий, существующих в кабельной промышленности и используемых в производстве электрических кабелей.The claimed electrical cable meets the criterion of "industrial applicability", since it can be repeatedly produced and used for its intended purpose with the achievement of the specified technical result. All materials used in cable construction are known and commercially available. Cable manufacturing is carried out on the basis of well-known equipment, materials and technologies that exist in the cable industry and are used in the production of electrical cables.

Claims

An electric cable for powering installations of electric submersible centrifugal pumps, containing three conductive conductors located in parallel in the same plane, each of which has two insulating layers enclosed in a common sheath, characterized in that between the conductive conductors along the entire length of the cable, at least one on the flat side of the cable, metal cables are located in the thickness of the common sheath, while the longitudinal axes of the cables coincide with the longitudinal axes of the arcuate protrusions formed on the outer side of the common sheath and having one common whole with the common sheath.