RU209771U1

RU209771U1 - ELECTRIC CABLE FOR ELECTRIC CENTRIFUGAL SUBMERSIBLE PUMPS

Info

Publication number: RU209771U1
Application number: RU2021132059U
Authority: RU
Inventors: Андрей Анатольевич Вахрушев; Сергей Викторович Демихов; Николай Александрович Белкин
Original assignee: Андрей Анатольевич Вахрушев; Сергей Викторович Демихов; Николай Александрович Белкин
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2022-03-23

Abstract

Полезная модель относится к конструкции многожильных электрических кабелей, предназначенных для питания погружных насосов, применяемых для извлечения нефти из скважин, водоподъема, поддержания пластового давления и перекачки жидкостей из шурфов, резервуаров и водоемов. Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности кабеля для установок электроприводных центробежных насосов за счет электрического кабеля для электроприводных центробежных насосов, содержащего уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией, при этом изолированные токопроводящие жилы покрыты подушкой из нетканого плотна и заключены в общую броню из металлической ленты, при этом изоляция каждой токопроводящей жилы выполнена в виде спеченной обмотки фторполимерной лентой, фторполимерная лента выполнена на основе сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, лента уложена в четыре слоя по спирали с перекрытием, а толщина ленты составляет, по меньшей мере, 0,15 мм.The utility model relates to the design of multi-core electrical cables designed to power submersible pumps used to extract oil from wells, lift water, maintain reservoir pressure and pump liquids from pits, reservoirs and reservoirs. The technical result of the claimed technical solution is to increase the reliability of the cable for installations of electric centrifugal pumps due to the electric cable for electric centrifugal pumps, containing parallel conductive conductors, each of which is covered with insulation, while the insulated conductive conductors are covered with a pad of non-woven fabric and enclosed in a common armor from a metal tape, while the insulation of each conductive core is made in the form of a sintered winding with a fluoropolymer tape, the fluoropolymer tape is made on the basis of copolymers of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene, the tape is laid in four layers in a spiral with overlap, and the thickness of the tape is at least 0.15 mm.

Description

Полезная модель относится к конструкции многожильных электрических кабелей, предназначенных для питания погружных насосов, применяемых для извлечения нефти из скважин, водоподъема, поддержания пластового давления, и перекачки жидкостей из шурфов, резервуаров и водоемов.The utility model relates to the design of multi-core electrical cables designed to power submersible pumps used to extract oil from wells, lift water, maintain reservoir pressure, and pump liquids from pits, reservoirs and reservoirs.

Эксплуатация электрических кабелей для установок электроприводных центробежных насосов осуществляется зачастую, в агрессивных средах и на значительной глубине, что определяет повышенные требования к их конструкции. В соответствии с нормативными требованиями на токопроводящую жилу кабеля должна быть наложена изоляция из лент на основе перфторалкоксидных полимеров, радиальной толщиной не менее 0,6 мм. Поверх трех жил кабелей должна быть наложена защитная подушка (из нетканого материала или стеклоленты или другого материала, не уступающим по качественным показателям). Кабель должен иметь броню из ленты, наложенной с перекрытием 40-50%, номинальной толщиной 0,5 мм.The operation of electric cables for installations of electric centrifugal pumps is often carried out in aggressive environments and at a considerable depth, which determines the increased requirements for their design. In accordance with regulatory requirements, the conductive core of the cable must be insulated from tapes based on perfluoroalkoxide polymers, with a radial thickness of at least 0.6 mm. A protective cushion (made of non-woven material or glass tape or other material that is not inferior in quality) should be applied over the three cores of the cables. The cable must be armored with tape applied with an overlap of 40-50%, with a nominal thickness of 0.5 mm.

Наиболее близким по технической сути является «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ ДЛЯ УСТАНОВОК ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ» по патенту на полезную модель №62478, опубликован 10.04.2007, МПК H01B 7/00, содержащий заключенные в общую броню из металлической ленты и уложенные параллельно, три токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией, которая состоит из термообработанных четырех слоев полимидно-фторопластовой пленки, наложенных непосредственно на токопроводящую жилу, поверх которых наложен слой из экструдируемого фторполимера.The closest in technical essence is "ELECTRIC CABLE FOR INSTALLATIONS OF SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMPS" according to the patent for utility model No. 62478, published on 10.04.2007, IPC H01B 7/00, containing enclosed in a common armor from a metal tape and laid in parallel, three conductive cores, each of which is covered with insulation, which consists of heat-treated four layers of polyimide-fluoroplastic film, superimposed directly on the conductive core, over which is superimposed a layer of extrudable fluoropolymer.

Для обеспечения необходимого уровня диэлектрических характеристик в известном кабеле используют дополнительный электроизоляционный слой, нанесенный посредством экструзии из фторопласта. Слои фторопласта, полученные посредством экструзии, обладают слабыми адгезионными характеристиками как по отношению к медной токопроводящей жиле, так и к полимидно-фторопластовой пленке. При эксплуатации кабеля зачастую возникает необходимость его изгиба. При изгибе токопроводящей жилы, покрытой несколькими несвязанными друг с другом изоляционными слоями, возникает риск относительного смещения упомянутых слоев, и, как следствие, их непропорционального растяжения и сжатия, что может привести к образованию значимых утонений электроизоляционного слоя, или, даже к нарушению его целостности.To ensure the required level of dielectric characteristics in the known cable, an additional electrical insulating layer is used, applied by extrusion from PTFE. The layers of PTFE obtained by extrusion have weak adhesive characteristics both in relation to the copper conductor and to the polymide-fluoroplastic film. During the operation of the cable, it often becomes necessary to bend it. When bending a conductive core covered with several unconnected insulating layers, there is a risk of relative displacement of the mentioned layers, and, as a result, their disproportionate stretching and compression, which can lead to the formation of significant thinning of the electrical insulating layer, or even to a violation of its integrity.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности электрического кабеля, предназначенного для питания погружных электроприводных центробежных насосов.The objective of the proposed technical solution is to improve the reliability of the electrical cable designed to power submersible electric centrifugal pumps.

Поставленная задача решена за счет электрического кабеля для электроприводных центробежных насосов, содержащего уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией, при этом изолированные токопроводящие жилы покрыты подушкой из нетканого полотна и заключены в общую броню из металлической ленты, при этом изоляция каждой токопроводящей жилы выполнена в виде спеченной обмотки фторполимерной лентой, фторполимерная лента выполнена на основе сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, лента уложена в четыре слоя по спирали с перекрытием, а толщина ленты составляет, по меньшей мере 0,15 мм.The problem was solved by means of an electric cable for electric centrifugal pumps, containing parallel conductive conductors, each of which is covered with insulation, while the insulated conductive conductors are covered with a pillow of non-woven fabric and enclosed in a common armor made of metal tape, while the insulation of each conductive conductor is made in the form of a sintered winding with a fluoropolymer tape, the fluoropolymer tape is made on the basis of copolymers of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene, the tape is laid in four layers in a spiral with overlap, and the thickness of the tape is at least 0.15 mm.

Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг. 1 - поперечный разрез электрического кабеля для установки погружных электронасосов.The essence of the technical solution is illustrated in the drawing, where in Fig. 1 - cross-section of the electrical cable for the installation of submersible electric pumps.

На фиг. 1 изображены: электрический кабель 1, медная токопроводящая жила 2, изоляция 3 из фторполимерной пленки, подушка 4 из нетканного полотна, броня 5 из стальной ленты.In FIG. 1 shows: electric cable 1, copper conductor 2, insulation 3 made of fluoropolymer film, pillow 4 made of non-woven fabric, armor 5 made of steel tape.

Электрический кабель для установки погружных электронасосов выполнен следующим образом.Electrical cable for installation of submersible electric pumps is made as follows.

Электрический кабель 1 для погружных электронасосов содержит три токопроводящих жилы 2. Токопроводящие жилы 2 выполнены из меди. Токопроводящие жилы 2 выполнены уложенными параллельно. Каждая токопроводящая жила 2 покрыта изоляцией 3. Изоляция 3 выполнена в виде спеченной обмотки из фторполимерной ленты. Указанная фторполимерная лента выполнена на основе сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Фторполимерная лента уложена в четыре слоя по спирали с 50% перекрытием площади предыдущего витка последующим витком. Толщина ленты составляет, по меньшей мере 0,15 мм. Укладка ленты толщиной от 0,15 мм в четыре слоя по спирали с 50% перекрытием позволяет получить общую радиальную толщину изоляции, по меньшей мере в 0,6 мм. Толщина изоляционного слоя менее 0,6 мм не обеспечивает должного уровня электрической изоляции токопроводящей жилы 2 и не соответствует нормативным требованиям. Изготовление изоляции 3 толщиной более 1 мм ведет к неоправданному увеличению массы устройства и его материалоемкости. Для обеспечения необходимого уровня электрической изоляции токопроводящей жилы 2 достаточно четырех слоев фторопластовой пленки из сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, толщиной 0,15 мм, наложенных на токопроводящую жилу 2 с взаимным перекрытием в 50%. Изоляция 3 выполнена термообработанной. Термообработку осуществляют размещением в нагревательных печах токопроводящих жил 2 с наложенным электроизоляционным слоем. Термообработка изоляции 3 позволяет спечь между собой слои фторопластовой пленки с образованием монолитной герметичной оболочки, надежно предохраняющей токопроводящую жилу 2 от контакта с внешней средой. Термообработка изоляции 3 позволяет обеспечить плотное прилегание изоляции 3 к медной жиле 2 с высокими адгезионными характеристиками. Изолированные токопроводящие жилы 2 покрыты общей подушкой 4 в виде оплетки нетканым полотном из полиэфирных волокон. Изолированные жилы 2, покрытые подушкой 4 заключены в общую броню 5 из стальной ленты с антикоррозионным покрытием. Использование брони 5 позволяет предохранить кабель 1 от механических повреждений во время проведения спуско-подъемных работ.Electric cable 1 for submersible electric pumps contains three conductive wires 2. Conductive wires 2 are made of copper. The current-carrying conductors 2 are made laid in parallel. Each conductor 2 is covered with insulation 3. Insulation 3 is made in the form of a sintered winding of fluoropolymer tape. The specified fluoropolymer tape is made on the basis of copolymers of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene. The fluoropolymer tape is laid in four layers in a spiral with 50% overlap of the area of the previous turn with the next turn. The thickness of the tape is at least 0.15 mm. Laying tape from 0.15 mm thick in four layers in a spiral with 50% overlap results in a total radial insulation thickness of at least 0.6 mm. The thickness of the insulating layer less than 0.6 mm does not provide the proper level of electrical insulation of the conductive core 2 and does not meet regulatory requirements. The manufacture of insulation 3 with a thickness of more than 1 mm leads to an unjustified increase in the mass of the device and its material consumption. To ensure the required level of electrical insulation of the conductive core 2, four layers of a fluoroplastic film made of a copolymer of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene, 0.15 mm thick, superimposed on the conductive core 2 with a mutual overlap of 50%, are sufficient. Insulation 3 is heat-treated. Heat treatment is carried out by placing in heating furnaces conductive wires 2 with a superimposed electrical insulating layer. Heat treatment of insulation 3 allows sintering between layers of fluoroplastic film with the formation of a monolithic hermetic shell, which reliably protects the conductive core 2 from contact with the external environment. The heat treatment of the insulation 3 makes it possible to ensure a snug fit of the insulation 3 to the copper core 2 with high adhesive characteristics. Insulated conductive wires 2 are covered with a common pad 4 in the form of a braid with a non-woven fabric made of polyester fibers. Insulated conductors 2, covered with a pillow 4, are enclosed in a common armor 5 made of steel tape with an anti-corrosion coating. The use of armor 5 allows you to protect the cable 1 from mechanical damage during round trips.

Выполнение изоляции 3 из сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом радиальной толщиной от 0,6 мм позволяет не использовать дополнительный электроизоляционный слой, полученный экструзивным способом из фторопласта. Выполнение изоляционного слоя из пленки на основе сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом с последующей термообработкой обеспечивает достаточную электрическую изоляцию токопроводящих жил 2 при высокой степени адгезии изоляционного слоя к токопроводящим жилам 2. Спекание слоев из фторопластовой пленки путем термообработки позволяет получить монолитную герметичную оболочку, надежно предохраняющей токопроводящую жилу 2 от контакта с внешней средой. Высокие адгезионные характеристики и монолитность изоляции 3 исключают возможность ее неравномерной деформации, и, как следствие, повышают надежность изоляционного слоя и устройства в целом. Также повышается технологичность устройства за счет уменьшения количества операций при его изготовлении.The implementation of insulation 3 from a copolymer of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene with a radial thickness of 0.6 mm makes it possible not to use an additional electrical insulating layer obtained by extrusion from fluoroplast. The implementation of the insulating layer from a film based on copolymers of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene with subsequent heat treatment provides sufficient electrical insulation of the conductive cores 2 with a high degree of adhesion of the insulating layer to the conductive cores 2. Sintering the layers of the fluoroplastic film by heat treatment makes it possible to obtain a monolithic hermetic shell that reliably protects the conductive core 2 from contact with the external environment. High adhesive characteristics and solidity of the insulation 3 exclude the possibility of its uneven deformation, and, as a result, increase the reliability of the insulating layer and the device as a whole. It also improves the manufacturability of the device by reducing the number of operations in its manufacture.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности кабеля для установок электроприводных центробежных насосов за счет электрического кабеля для электроприводных центробежных насосов, содержащего уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией, при этом изолированные токопроводящие жилы покрыты подушкой из нетканого плотна и заключены в общую броню из металлической ленты, при этом изоляция каждой токопроводящей жилы выполнена в виде спеченной обмотки фторполимерной лентой, фторполимерная лента выполнена на основе сополимеров тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, лента уложена в четыре слоя по спирали с перекрытием, а толщина ленты составляет, по меньшей мере, 0,15 мм.The technical result of the claimed technical solution is to increase the reliability of the cable for installations of electric centrifugal pumps due to the electric cable for electric centrifugal pumps containing parallel conductive conductors, each of which is covered with insulation, while the insulated conductive conductors are covered with a pad of non-woven fabric and enclosed in a common armor from a metal tape, while the insulation of each conductive core is made in the form of a sintered winding with a fluoropolymer tape, the fluoropolymer tape is made on the basis of copolymers of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene, the tape is laid in four layers in a spiral with overlap, and the thickness of the tape is at least 0.15 mm.

Claims

Electric cable for electric centrifugal submersible pumps, containing parallel conductors, each of which is covered with insulation, while insulated conductors are covered with a pillow of non-woven fabric and enclosed in a common armor made of metal tape, characterized in that the insulation of each conductor is made in the form sintered winding with a fluoropolymer tape, while the fluoropolymer tape is made on the basis of copolymers of tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene, the tape is laid in four layers in a spiral with overlap, and the thickness of the tape is at least 0.15 mm.