RU212084U1

RU212084U1 - Oil submersible cable

Info

Publication number: RU212084U1
Application number: RU2022112942U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Батуев; Егор Олегович Успенский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель"
Filing date: 2022-05-13
Publication date: 2022-07-06

Abstract

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а именно к конструкциям кабелей, предназначенных для подключения электрооборудования, используемого при добыче и перекачке нефти (электродвигатели, погружные нефтенасосы, нефтебуры). Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении надёжности и эксплуатационных характеристик нефтепогружного кабеля с длительно допустимой рабочей температурой до 230°С, а именно в повышении герметичности, а также номинального рабочего напряжения переменного тока без ухудшения массогабаритных характеристик. Техническим результатом, обеспечиваемым приведённой совокупностью признаков, является повышение герметичности и увеличение номинального рабочего напряжения переменного тока нефтепогружного кабеля до 5 кВ без ухудшения массогабаритных характеристик, что обеспечивается увеличением электрической прочности изоляции за счёт дополнительного подслоя в виде эмалевого покрытия токопроводящей жилы и закрепления на нём резиновой изоляции на основе этиленпропиленовых каучуков с помощью клеевого слоя, а также наличием свинцовой оболочки. The utility model relates to the cable branch of the electrical industry, namely, cable structures designed to connect electrical equipment used in the extraction and pumping of oil (electric motors, submersible oil pumps, oil drills). The task to be solved by the claimed technical solution is to increase the reliability and operational characteristics of the oil-submersible cable with a long-term permissible operating temperature of up to 230°C, namely, to increase the tightness, as well as the rated operating voltage of alternating current without compromising the weight and size characteristics. The technical result provided by the above set of features is to increase the tightness and increase the rated operating voltage of the alternating current of the oil submersible cable up to 5 kV without deteriorating the weight and size characteristics, which is ensured by increasing the electrical strength of the insulation due to an additional sublayer in the form of an enamel coating of the conductive core and fixing rubber insulation on it based on ethylene-propylene rubbers with an adhesive layer, as well as the presence of a lead sheath.

Description

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а именно к конструкциям кабелей, предназначенных для подключения электрооборудования, используемого при добыче и перекачке нефти (электродвигатели, погружные нефтенасосы, нефтебуры). The utility model relates to the cable branch of the electrical industry, namely, cable structures designed to connect electrical equipment used in the extraction and pumping of oil (electric motors, submersible oil pumps, oil drills).

Из предшествующего уровня техники известен электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержащий уложенные параллельно три изолированные токопроводящие жилы, защитную подушку, выполненную из синтетического нетканого материала, и металлическую броню, выполненную из коррозионно-стойкой стальной ленты, отличающийся тем, что каждая токопроводящая жила покрыта двухслойной изоляцией и слоем свинца поверх изоляции, при этом контактирующий с жилой первый слой изоляции выполнен из термореактивного полимера, а второй слой изоляции выполнен из термопластичного полимера (патент RU № 195703 «Электрический кабель для установок погружных электронасосов», М.кл. Н01В7/08, опубликованный 04.02.2020).From the prior art, an electrical cable for installations of submersible electric pumps is known, containing three insulated conductive cores laid in parallel, a protective cushion made of synthetic non-woven material, and metal armor made of corrosion-resistant steel tape, characterized in that each conductive core is covered with a two-layer insulation and a layer of lead over the insulation, while the first insulation layer in contact with the residential is made of a thermosetting polymer, and the second insulation layer is made of a thermoplastic polymer (patent RU No. 195703 "Electric cable for installations of submersible electric pumps", M. class. published on 04.02.2020).

Признаки известного кабеля, являющиеся общими с признаками заявляемой полезной модели, заключаются в том, что кабель содержит три уложенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы с комбинированной изоляцией, покрытые свинцовой оболочкой, а также содержит общую броню. The features of the known cable, which are common with the features of the claimed utility model, are that the cable contains three conductive conductors with combined insulation, laid in parallel in the same plane, covered with a lead sheath, and also contains a common armor.

Отличием и недостатком данной конструкции является материал изоляции, не обеспечивающий высокую термостойкость кабеля. Из описания полезной модели на прототип следует, что рабочая температура изолированной токопроводящей жилы не превышает 150°С. The difference and disadvantage of this design is the insulation material, which does not provide high temperature resistance of the cable. From the description of the utility model for the prototype, it follows that the operating temperature of the insulated conductive core does not exceed 150°C.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель, содержащий медные токопроводящие жилы, изоляцию из маслобензостойкой этиленпропиленовой резины, свинцовую оболочку, обмотку из лент нетканого полотна по свинцовым жилам, подушку из лент нетканого полотна и броню из стальной оцинкованной бронеленты (ООО «Камский кабель», www.kamkabel.ru, кабель КЭСБП-230, стандарт: ТТ ТО/07-36-2006 ГОСТ Р 51777).The closest analogue (prototype) is a cable containing copper conductors, insulation made of oil and petrol resistant ethylene propylene rubber, a lead sheath, a winding of tapes of non-woven fabric over lead cores, a pillow of tapes of non-woven fabric and armor of steel galvanized armor tape (LLC "Kamsky cable", www.kamkabel.ru, KESBP-230 cable, standard: TT TO/07-36-2006 GOST R 51777).

Признаки известного кабеля, являющиеся общими с признаками заявляемой полезной модели, заключаются в том, что кабель характеризуется длительно допустимой рабочей температурой 230°С, содержит три уложенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, покрытые свинцовой оболочкой, и содержит общую броню. The features of the known cable, which are common with the features of the claimed utility model, are that the cable is characterized by a long-term permissible operating temperature of 230°C, contains three lead-coated conductors laid in parallel in one plane, and contains a common armor.

Отличием и недостатком данной конструкции является материал изоляции, не обеспечивающий высокие эксплуатационные характеристики кабеля. Максимальное рабочее напряжение переменного тока известного кабеля ограничено значением 3,3 кВ. The difference and disadvantage of this design is the insulation material, which does not provide high performance characteristics of the cable. The maximum AC operating voltage of known cable is limited to 3.3 kV.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении надёжности и эксплуатационных характеристик нефтепогружного кабеля с длительно допустимой рабочей температурой до 230°С, а именно в повышении герметичности, а также номинального рабочего напряжения переменного тока без ухудшения массогабаритных характеристик. The task to be solved by the claimed technical solution is to increase the reliability and operational characteristics of the oil-submersible cable with a long-term permissible operating temperature of up to 230°C, namely, to increase the tightness, as well as the rated operating voltage of alternating current without compromising the weight and size characteristics.

Данная задача достигается за счёт того, что электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержащий токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта резиновой изоляцией на основе этиленпропиленовых каучуков, оболочкой из свинцового сплава и бандажом, уложенные параллельно в одной плоскости, поверх которых расположена подушка под броню и броня из металлических лент, дополнительно содержит подслой в виде эмали, а резиновая изоляция приклеена к эмалевому покрытию жилы.This task is achieved due to the fact that the electric cable for installations of submersible electric pumps, containing conductive cores, each of which is covered with rubber insulation based on ethylene-propylene rubbers, a lead alloy sheath and a bandage, laid parallel in one plane, on top of which there is an armor cushion and armor made of metal tapes, additionally contains a sublayer in the form of enamel, and rubber insulation is glued to the enamel coating of the core.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведённой совокупностью признаков, является повышение герметичности и увеличение номинального рабочего напряжения переменного тока нефтепогружного кабеля до 5 кВ без ухудшения массогабаритных характеристик, что обеспечивается увеличением электрической прочности изоляции за счёт дополнительного подслоя в виде эмалевого покрытия токопроводящей жилы и закрепления на нём резиновой изоляции на основе этиленпропиленовых каучуков с помощью клеевого слоя, а также наличием свинцовой оболочки.The technical result provided by the above set of features is to increase the tightness and increase the rated operating voltage of the alternating current of the oil submersible cable up to 5 kV without deteriorating the weight and size characteristics, which is ensured by increasing the electrical strength of the insulation due to an additional sublayer in the form of an enamel coating of the conductive core and fixing rubber insulation on it based on ethylene-propylene rubbers with an adhesive layer, as well as the presence of a lead sheath.

Заявляемая конструкция нефтепогружного кабеля предназначена для эксплуатации в качестве удлинителей и на основную длину кабельной линии в глубоких скважинах со сложными скважинными характеристиками: высокая температура окружающей рабочей жидкости, большое содержание воды, кислот, солей и других агрессивных веществ, повышенное внутрискважинное гидростатическое давление и высокий газовый фактор. The inventive design of the oil submersible cable is intended for operation as extensions and for the main length of the cable line in deep wells with complex downhole characteristics: high temperature of the surrounding working fluid, high content of water, acids, salts and other corrosive substances, increased downhole hydrostatic pressure and high gas factor .

Каждая токопроводящая жила кабеля выполнена из медной проволоки круглого сечения. Изоляция содержит слой из термостойкой эмали, нанесённой на токопроводящую жилу, клеевой слой, и слой резины на основе этиленпропиленовых каучуков. Такое сочетание обеспечивает высокую электрическую прочность и термостойкость изоляции, а также защиту от попадания в подизоляционный слой газа, который при подъёме кабеля из скважины может расширяться, разрушая изоляцию. Поверх изоляции расположена оболочка из свинцового сплава, которая дополнительно предохраняет кабель от воздействия химических соединений, проникновения жидкости и газа, изменения формы и физико-химических свойств изоляции. Изолированные и освинцованные жилы уложены параллельно и в одной плоскости, имеют индивидуальный бандаж в виде обмотки лентами нетканого полотна или лентами прорезиненной невулканизованной ткани. Уложенные жилы имеют общую подушку под броню в виде обмотки стеклолентами или лентами из нетканого полотна или прорезиненной невулканизованной ткани. Для предотвращения механических повреждений кабель оснащён бронёй в виде стальной оцинкованной или коррозионно-стойкой ленты с противозадирным профилем.Each conductor of the cable is made of copper wire of round cross section. The insulation contains a layer of heat-resistant enamel applied to the conductive core, an adhesive layer, and a rubber layer based on ethylene-propylene rubber. This combination provides high electrical strength and thermal stability of the insulation, as well as protection against gas entering the under-insulation layer, which, when the cable is lifted from the well, can expand, destroying the insulation. Over the insulation there is a lead alloy sheath, which additionally protects the cable from the effects of chemical compounds, liquid and gas penetration, changes in the shape and physical and chemical properties of the insulation. Insulated and lead-coated conductors are laid parallel and in the same plane, they have an individual bandage in the form of winding with non-woven fabric tapes or rubberized unvulcanized fabric tapes. The laid cores have a common cushion under the armor in the form of winding with glass tapes or tapes made of non-woven fabric or rubberized unvulcanized fabric. To prevent mechanical damage, the cable is armored in the form of galvanized steel or corrosion-resistant tape with an anti-seize profile.

Изготовление кабеля осуществляется на базе известного кабельного оборудования и стандартных технологий. Процесс изготовления включает такие операции, как волочение медной проволоки на волочильных машинах, нанесение методом погружения эмальлака со снятием излишков при помощи калибра с последующим запеканием. Клеевой слой наносится поверх эмали также методом погружения со снятием излишков при помощи калибра. На клеевой слой методом экструзии наносится слой резиновой изоляции с последующей термической обработкой. Оболочка из свинцового сплава наносится методом прессования. Бандаж и подушка под броню накладываются методом обмотки. Бронелента профилируется и накладывается на заготовку в противозадирный замок методом обмотки.Cable manufacturing is carried out on the basis of well-known cable equipment and standard technologies. The manufacturing process includes such operations as drawing copper wire on drawing machines, applying enamel lacquer by dipping with removal of excess using a gauge, followed by baking. The adhesive layer is also applied over the enamel by immersion with the removal of excess using a caliber. A layer of rubber insulation is applied to the adhesive layer by extrusion, followed by heat treatment. The lead alloy sheath is applied by pressing. The bandage and pad under the armor are applied by winding. The armored tape is profiled and superimposed on the workpiece in an anti-seize lock by winding.

Конструкция кабеля по заявляемой полезной модели успешно опробована и изготавливается на предприятии ООО «Камский кабель». The design of the cable according to the claimed utility model has been successfully tested and is being manufactured at the LLC "Kamsky cable" enterprise.

Claims

1. Electric cable for installations of submersible electric pumps for voltage up to 5 kV, with a long-term permissible operating temperature up to 230 ° C, containing conductive cores, each of which is covered with rubber insulation based on ethylene-propylene rubber, a lead alloy sheath and a bandage, laid in parallel in one planes, on top of which there is a pillow under the armor and armor made of metal tapes, characterized in that the insulation additionally contains a sublayer in the form of enamel, and the rubber insulation is glued to the enamel coating of the core.

2. The cable according to claim. 1, characterized in that the bandage is made in the form of a winding with ribbons of non-woven fabric or ribbons of rubberized unvulcanized fabric.

3. The cable according to claim 1, characterized in that the armor pad is made in the form of winding with glass tapes, or tapes made of non-woven fabric or rubberized unvulcanized fabric.

4. Cable according to claim 1, characterized in that the armor is made of profiled steel galvanized or corrosion-resistant tape.