RU2154319C2

RU2154319C2 - Armored power cable

Info

Publication number: RU2154319C2
Application number: RU98116853A
Authority: RU
Inventors: Е.Н. Сафонов; П.К. Васильев; В.Г. Акшенцев; Г.М. Люлинецкий
Original assignee: Акционерная нефтяная компания "Башнефть"
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2000-08-10

Abstract

FIELD: feeding drive motors of submersible pumps. SUBSTANCE: cable armor covers shielding cushion in a spaced relation to side surface of cable conductors. Such design provides for reliable operation of cable at high temperatures. EFFECT: improved reliability, reduced cost of cable. 1 dwg

Description

Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано преимущественно для питания электродвигателей погружных электронасосов. The invention relates to cable technology and can be used mainly for powering electric motors of submersible electric pumps.

Известны кабели с пластмассовой изоляцией для погружных электронасосов плоской и круглой форм (ТУ 16-505, 129-82). Known cables with plastic insulation for submersible electric pumps of flat and round shapes (TU 16-505, 129-82).

Токопроводящие жилы выполнены однопроволочными из медной проволоки. В качестве изоляции токопроводящих жил используется полиэтилен высокой плотности, сшитый полиэтилен, блок сополимера пропилена с этиленом или этиленпропиленовая резина, которые могут эксплуатироваться при температуре от -50^oC до +130^oC. На все три жилы намотана защитная подушка и броня.Conductors made of single-wire copper wire. High-density polyethylene, cross-linked polyethylene, a block of propylene-ethylene copolymer or ethylene-propylene rubber, which can be used at temperatures from -50 ^o C to +130 ^o C, are used as insulation for conductive conductors. A protective cushion and armor are wound around all three conductors.

Недостатком конструкции такого кабеля является большая вероятность деформации жил в процессе эксплуатации и преждевременного отказа кабеля. A drawback of the design of such a cable is a high probability of core deformation during operation and premature cable failure.

При изготовлении кабеля боковая сжимающая нагрузка составляет P = 166600 кПа. In the manufacture of the cable, the lateral compressive load is P = 166600 kPa.

В скважине при T = 70-100^oC напряжение внутри бронешланга дополнительно возрастает за счет разницы коэффициентов температурного расширения меди, стали и полиэтилена.In the well at T = 70-100 ^o C the voltage inside the armored hose additionally increases due to the difference in the coefficients of thermal expansion of copper, steel and polyethylene.

При достижении предела текучести полиэтилена при сжатии σ_тек.сж= 19221 кПа в оболочках жил кабеля образуются трещины, чаще это происходит на средней жиле вдоль линии контакта с крайними.Upon reaching the yield strength of polyethylene under compression, σ _tech.sr = 19221 kPa, cracks form in the sheaths of the cable cores, more often this occurs on the middle core along the contact line with the extreme ones.

В связи с уменьшением толщины изоляционного слоя жил и образованием трещин начинается утечка тока с последующим нагревом и расплавлением изоляции. Due to the decrease in the thickness of the insulating layer of the cores and the formation of cracks, a current leak begins, followed by heating and melting of the insulation.

Наиболее близким по достигаемому результату к нашему техническому решению является кабель (а.с. SU 1543461, кл. H 01 B 7/00. Бюл. N 6, 1990 г.). Наружные оболочки жил данного кабеля выполнены контактирующими между собой по плоскостям, параллельным продольной оси кабеля. The closest one to the achieved result to our technical solution is a cable (a.s. SU 1543461, class H 01 B 7/00. Bull. N 6, 1990). The outer shells of the cores of this cable are made in contact with each other along planes parallel to the longitudinal axis of the cable.

В рассматриваемом кабеле повышение надежности достигается за счет усложнения конструкции, технологии изготовления и удорожания стоимости кабеля. In this cable, an increase in reliability is achieved due to the complexity of the design, manufacturing technology and cost of the cable.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности кабеля при эксплуатации его в пластовой жидкости при повышенных температурах. The task of the invention is to increase the reliability of the cable when operating it in a reservoir fluid at elevated temperatures.

Поставленная задача достигается тем, что при изготовлении известного кабеля (ТУ 15-505.129-82) боковая сжимающая нагрузка при наложении брони уменьшена до P=127400 кПа. The problem is achieved in that in the manufacture of the known cable (TU 15-505.129-82), the lateral compressive load when applying armor is reduced to P = 127400 kPa.

За счет этого между жилами и броней образуется зазор обеспечивающий компенсацию напряжений возникающих при нагреве до 100-130^oC.Due to this, a gap is formed between the cores and the armor providing compensation for the stresses arising from heating to 100-130 ^o C.

На чертеже изображено поперечное сечение кабеля. The drawing shows a cross section of a cable.

На каждую из трех медных жил 1 наложен слой изоляции 2. Поверх жил с изоляцией намотана защитная подушка 3 и броня 4 из профилированной стальной ленты. Между броней 4 и защитной подушкой 3 по боковой поверхности жил 1 выполнен зазор S. An insulation layer 2 is applied to each of the three copper conductors 1. A protective pillow 3 and armor 4 of profiled steel tape are wound on top of the conductors with insulation. Between the armor 4 and the protective pillow 3 along the side surface of the cores 1, a clearance S.

Пример конкретного выполнения. Был изготовлен плоский трехжильный бронированный кабель с сечением токопроводящих жил 9-10 мм².An example of a specific implementation. A flat three-core armored cable with a cross section of conductive conductors of 9-10 mm ² was manufactured.

При изготовлении образца N 1 боковая сжимающая нагрузка составляла P₁ = 166600 кПа. При изготовлении образца N 2 боковая сжимающая нагрузка составляла P₂ = 127400 кПа. Образцы кабеля в течениe суток выдерживались при Т = 120^oC.In the manufacture of sample No. 1, the lateral compressive load was P ₁ = 166600 kPa. In the manufacture of sample N 2, the lateral compressive load was P ₂ = 127400 kPa. Cable samples during the day were kept at T = 120 ^o C.

Испытания показали явно выраженную сильную деформацию изоляции образца N 1 и отсутствие ее на образце N 2. Tests showed a pronounced strong deformation of the insulation of sample No. 1 and its absence on sample No. 2.

Заявленное техническое решение не требует никаких дополнительных затрат на изменение конструкции оборудования для изготовления кабеля, применения дополнительных материалов или изменения технологии изготовления, обеспечивающих защиту изоляции жил от сжатия при изготовлении и разрушения при эксплуатации в пластовой жидкости при повышенных температурах. The claimed technical solution does not require any additional costs for changing the design of equipment for cable manufacture, the use of additional materials or changing manufacturing methods to protect the insulation of the cores from compression during manufacture and destruction during operation in the formation fluid at elevated temperatures.

Claims

An armored electric cable, consisting of three insulated cores parallel to the same plane, a protective cushion and armor, characterized in that the armor is placed on the protective cushion with a gap on the side surface of the insulated cable cores.