RU219535U1 - Кабель нефтепогружной - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности. Технический результат заключается в обеспечении длительной работоспособности кабеля нефтепогружного с повышенной длительно допустимой температурой нагрева жил до 150°С в скважинах с высоким гидростатическим давлением и высоким газовым фактором. В кабеле нефтепогружном, содержащем уложенные в одной плоскости медные токопроводящие жилы с двухслойной изоляцией из полиэтилена силановой сшивки и блок-сополимера пропилена с этиленом, подушку под броню и бронепокров, каждая жила поверх двухслойной изоляции дополнительно содержит индивидуальную оболочку из свинцового сплава.

Description

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а именно, к конструкциям кабелей нефтепогружных, предназначенных преимущественно для подачи электрической энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти.

Из предшествующего уровня техники известен наиболее близкий аналог (прототип) – это электрический кабель для установок погружных электронасосов бронированный с подушкой под броню, состоящий из трёх медных, скрученных между собой или уложенных в одной плоскости изо-лированных токопроводящих жил, каждая из которых находится в двухслойной изоляции, причём первый слой изоляции выполнен из силанольно сшитого полиэтилена высокой плотности, отличающийся тем, что второй слой изоляции выполнен из блок-сополимера пропилена с этиленом, устойчивых к воздействию повышенных температур, а допустимая величина усилия обжатия для двухслойной изоляции не менее 0,2 кН (патент RU № 147379 «Нефтепогружной кабель», М.кл. H01B 7/08, опубликованный 10.11.2014).

Из описания патента, выбранного в качестве прототипа, следует, что защищаемая конструкция характеризуется стойкостью к повышенной температуре до длительно допустимой температуры нагрева жил (до 120°C). Однако существует необходимость в разработке кабелей нефтепогружных с повышенной длительно допустимой температурой нагрева жил и повышенной герметичностью, для скважин с более сложными условиями эксплуатации, в этом и заключается задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение.

Данная задача достигается за счёт того, что в кабеле нефтепогружном, содержащем уложенные в одной плоскости медные токопроводящие жилы с двухслойной изоляцией из полиэтилена силановой сшивки и блок-сополимера пропилена с этиленом, подушку под броню и бронепокров, каждая жила поверх двухслойной изоляции дополнительно содержит индивидуальную оболочку из свинцового сплава.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведённой совокупностью существенных признаков, является длительная работоспособность кабеля нефтепогружного с повышенной длительно допустимой температурой нагрева жил до 150°С в скважинах с высоким гидростатическим давлением и высоким газовым фактором.

Повышенные температура, давление и газовый фактор скважин являются сложными условиями эксплуатации для кабелей нефтепогружных, поскольку значительно повышают риск выхода их из строя. В случае отсутствия достаточной защиты, скважинная жидкость высокой температуры, насыщенная газовой фазой, под высоким давлением легко проникает внутрь конструкции нефтепогружного кабеля и приводит к набуханию изоляции и снижению её электрических свойств, вплоть до пробоя.

Для достижения указанного технического результата необходимо использовать комплексное решение, в котором защитные покровы способны выдерживать описанные условия эксплуатации, но при этом и сама изоляция должна обладать высокими эксплуатационными характеристиками для обеспечения длительной работоспособности кабеля нефтепогружного даже в случае механического повреждения, что часто случается при использовании кабельно-проводниковой продукции в нефтяных скважинах.

Длительная работоспособность заявляемого кабеля нефтепогружного в указанных условиях обеспечивается благодаря системе изоляционных и защитных покровов, при этом каждый её элемент влияет на достижение технического результата, обеспечиваемого совокупностью взаимосвязанных технических эффектов, а исключение любого из перечисленных ниже конструктивных элементов приводит к невозможности достижения указанного технического результата. Первый слой изоляции, покрывающий медные токопроводящие жилы, выполнен из устойчивого к старению полиэтилена силановой сшивки, который, благодаря сетчатой структуре, обладает высокой термостойкостью, устойчивостью к высокому давлению, электрической прочностью и стойкостью к воздействию ионов меди. Второй слой изоляции из блок-сополимера пропилена с этиленом также обладает высокой электрической прочностью и химической стойкостью при эксплуатации кабеля нефтепогружного в скважинах с высоким гидростатическим давлением, где возможно попадание в изоляционные слои скважинной жидкости в случае механического повреждения внешних защитных покровов. Таким образом, двухслойная изоляция обеспечивает длительную работоспособность кабеля в сложных условиях эксплуатации при повышенной до 150°С длительно допустимой температуре нагрева жил в скважинах с высоким гидростатическим давлением и высоким газовым фактором. Индивидуальные оболочки поверх каждой жилы служат дополнительным барьером для защиты от проникновения скважинной жидкости к изоляционному слою. При этом оболочки из свинцового сплава, например, марки 1/2 ССуМТ, обладают повышенной стойкостью к вибронагрузкам и не подвержены растрескиванию, в отличие от оболочек из свинца, что также положительно влияет на длительную работоспособность кабеля в скважинах с высоким гидростатическим давлением и высоким газовым фактором, поскольку препятствуют попаданию на изоляционный слой агрессивной скважинной жидкости. Уложенные в одной плоскости жилы имеют подушку под броню в виде обмотки каждой жилы и общей обмотки лентами из нетканого полотна или прорезиненной невулканизированной ткани, предотвращающую слипание оболочек друг с другом и защищающую оболочки из свинцового сплава от механических повреждений при наложении брони. Бронепокров выполнен из профилированных стальных оцинкованных или коррозионностойких лент и служит для защиты кабеля от механических повреждений и, соответственно, для сохранения длительной работоспособности в скважинах с высоким гидростатическим давлением и высоким газовым фактором. Таким образом, взаимосвязь технических эффектов, из которых состоит общий технический результат, заключается в следующем: двухслойная изоляция благодаря своим характеристикам обеспечивает длительную работоспособность кабеля нефтепогружного с повышенной длительно допустимой температурой нагрева жил до 150°С в скважинах с высоким гидростатическим давлением и высоким газовым фактором, оболочки из свинцового сплава способствуют сохранению свойств изоляции, а подушка под броню и бронепокров обеспечивают сохранение целостности оболочек, что приводит к указанному техническому результату.

Изготовление кабеля осуществляется на базе известного кабельного оборудования и стандартных технологий. Процесс изготовления включает такие операции, как волочение медной проволоки на волочильных машинах. Методом экструзии наносятся два слоя изоляции. Оболочка из свинцового сплава наносится посредством свинцового пресса. Подушка под броню накладывается методом обмотки. Бронелента профилируется и накладывается на заготовку в противозадирный замок методом обмотки.

Claims (1)

1. Кабель нефтепогружной, содержащий уложенные в одной плоскости медные токопроводящие жилы с двухслойной изоляцией из полиэтилена силановой сшивки и блок-сополимера пропилена с этиленом, подушку под броню и бронепокров, отличающийся тем, что каждая жила поверх двухслойной изоляции дополнительно содержит индивидуальную оболочку из свинцового сплава.