RU2302678C1 - Электрический кабель - Google Patents
Электрический кабель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2302678C1 RU2302678C1 RU2006113000/09A RU2006113000A RU2302678C1 RU 2302678 C1 RU2302678 C1 RU 2302678C1 RU 2006113000/09 A RU2006113000/09 A RU 2006113000/09A RU 2006113000 A RU2006113000 A RU 2006113000A RU 2302678 C1 RU2302678 C1 RU 2302678C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulation
- cable
- sheath
- armor
- submersible
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Электрический кабель относится к кабельной технике и может быть использован для питания погружных электрических систем, преимущественно электродвигателей погружных нефтяных насосов. Задачей предлагаемого технического решения является увеличение срока службы при эксплуатации кабеля на глубинах до 3000 метров с температурой пластовой жидкости от 140°С до 160°С, при газовом факторе свыше 300 м3/т. Поставленную задачу решают за счет того, что электрический кабель содержит токопроводящие жилы, изолированные адгезированными слоями радиационно-модифицированного полиэтилена, оболочку, подушку и броню, при этом общая дополнительная оболочка выполнена из термопласта толщиной 0,7-1,0 мм по плоской стороне, а по боковым сторонам - 1,0-1,5 мм, и расположена поверх трех изолированных жил, уложенных в одной плоскости продольно и плотно прижатых друг к другу изоляцией, предварительно обработанной плазмой. 1 ил.
Description
Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано для питания погружных электрических систем, преимущественно электродвигателей погружных нефтяных насосов.
На работоспособность кабелей электродвигателей погружных нефтяных насосов влияют скважинные и другие факторы:
- проникновение газа под давлением во внутренний объем изоляции, уменьшение плотности изоляции приводит к росту токов утечки - уменьшению диэлектрических свойств изоляции;
- подъем УЭЦН при присутствии газа в изоляции, уменьшение плотности изоляции, радиальные микроразрывы (микротрещины) изоляции при несоответствующих скоростях подъема УЭЦН приводят к росту токов утечки - уменьшению диэлектрических свойств изоляции;
- присутствие горячей воды более 80°С и внедрение ее в изоляцию приводит к соединению гидроксильной группы (ОН) с молекулярной структурой изоляции, приводит к уменьшению диэлектрических свойств изоляции - росту токов утечки;
- вымывание ингредиентов из изоляции (специальных добавок, увеличивающих срок эксплуатации кабеля) приводит к уменьшению диэлектрических свойств изоляции - росту токов утечки;
- внедрение маслянистых жидкостей не диэлектрического характера под давлением в изоляцию приводит к уменьшению плотности изоляционного материала, росту токов утечки;
- внедрение маслянистых жидкостей под давлением в изоляцию, в закрытом объеме под бронепокровом, приводит к сдавливанию средней жилы и утонению ее боковых стенок, результатом этого эффекта является появление продольных трещин по бокам средней жилы и росту токов утечки;
- внедрение химических веществ в объем изоляции, таких как NaCl, H2S и других, приводит к химическому соединению с молекулярной структурой изоляции и росту токов утечки;
- высокое давление отрицательно влияет на работу изоляции.
Известен кабель КПвПБ-120, по ТУ 16. К09-119-2002 (прил.1), "Кабели силовые для установок погружных электронасосов, теплостойкие" производства ОАО "Камкабель", где медные токопроводящие жилы, двухслойная изоляция из силаносшиваемого полиэтилена, подушка из иглопробивного нетканого технического полотна и бронепокров из стальной оцинкованной ленты.
Недостатком существующей конструкции является то, что на токопроводящих жилах, согласно ГОСТ Р 51777 "Кабели для установок погружных электронасосов", изолированные жилы кабелей должны быть продольно герметичны при перепаде давления скважинной жидкости 0,02 МПа на 5 м длины в течение полутора часов.
Общие технические условия при изготовлении погружных кабелей предписывают, что изоляция должна быть двухслойная и толщиной не менее 2,5 мм. При нанесении первого слоя силаносшиваемого полиэтилена, материал проходит через расплавленное состояние и при остывании его происходит пространственная молекулярная сшивка. При наложении второго слоя в момент касания, первый слой и второй имеют разные молекулярные строения и между ними нет адгезии.
При эксплуатации кабеля такой конструкции в скважинах с повышенным содержанием газового фактора или при работе на больших глубинах (более 2000 м) между слоями изоляции вдоль кабеля поднимается газ и скважинная жидкость, что приводит к разбуханию изоляции, уменьшению плотности, внедрению не диэлектрических материалов в изоляцию, электрическому пробою и, как следствие, к сокращению срока службы кабеля (см. график прил.2).
Наиболее близким техническим решением является кабель для питания установок электропогружных насосов КПсПБП-130, на рабочую температуру 130°С, по ТУ 16 К 13-012-2002 Подольского завода НП "Подольсккабель", содержащий медную токопроводящую жилу, комбинированную изоляцию из сшитого (модифицированного полиэтилена) и несшитого полиолефина (блоксополимер пропилена с этиленом), подушку из иглопробивного полотна и бронепокров из стальной оцинкованной ленты (прил.3).
Изоляция двух слоев выполнена из полиолефинов, они изменяют свою геометрию при температуре 80°С и выше, которая отрицательно влияет на стабильность диэлектрических свойств из-за внедрения маслянистых жидкостей скважинного пласта. Поэтому данный кабель нельзя применять при температурах выше 130°С.
У этого кабеля отсутствует адгезия между слоями, так как это два разных материала по молекулярному строению. Это приводит к продольной негерметичной конструкции кабеля и, как следствие, к сокращению срока службы из-за токов утечки и преждевременного электрического пробоя изоляции.
Процент разбухания изоляции при температуре -130°С составляет 12-14% (см. график прил.2).
Вышеуказанная конструкция не отвечает требованиям ГОСТ Р 51777 "Кабели для установок погружных электронасосов. Общие технические условия". Изолированные жилы кабелей должны быть продольно герметичны при перепаде давления скважинной жидкости 0,02 МПа на 5 м длины в течение полутора часов.
Кабель такой конструкции эксплуатируется в скважинах на глубинах до 1800-2000 м с небольшим газовым фактором.
На больших глубинах конструкция должна иметь надежную адгезию между изоляционными слоями и между верхним изоляционным слоем и оболочкой, защищающей изоляцию.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение срока службы при эксплуатации кабеля на глубинах до 3000 м с температурой пластовой жидкости от 140°С до 160°С, при газовом факторе свыше 300 м3/т.
Поставленную задачу решают за счет того, что электрический кабель содержит токопроводящие жилы, изолированные адгезированными слоями радиационно-модифицированного полиэтилена, оболочку, подушку и броню, при этом общая дополнительная оболочка выполнена из термоэластопласта толщиной 0,7-1,0 мм по плоской стороне, а по боковым сторонам - 1,0-1,5 мм, и расположена поверх трех изолированных жил, уложенных в одной плоскости продольно и плотно прижатых друг к другу изоляцией, предварительно обработанной плазмой.
Выполнение изоляции каждой из токопроводящих жил из слоев радиационно-модифицированного полиэтилена, с одинаковой молекулярной структурой, позволяет получить достаточную степень адгезии между слоями изоляции.
Размещение химически стойкой оболочки из термоэластоллана на поверхностном слое изоляции жил, предварительно обработанном плазмой по всей поверхности, приводит к тому, что адгезия между изоляцией и термоэластолланом достигает усилия отрыва друг от друга (при ширине полосы 2 см) до 480 кН, а при отсутствии обработки плазмой поверхности изоляции сцепление отсутствует полностью.
Такое надежное соединение двух разных по молекулярному строению материалов создает комфортные условия для работы изоляции жил кабеля, похожие на работу в сухой среде, и позволяет уверенно эксплуатировать кабель предлагаемой конструкции на глубинах до 3000 м с присутствием высокого содержания газового фактора, ближе к забою - в динамическом уровне скважинной жидкости.
Толщина оболочки по плоскости выбрана оптимальной, с толщиной в диапазоне 0,7-1,0 мм и достаточна для создания прочного монолита с клиньями и удерживанием их в нужном месте с учетом обжатия бронепокрова, выполненного путем обмотки поверх общей оболочки. По боковым сторонам оболочка имеет достаточную толщину 1,0-1,5 мм, также спасает основную изоляцию от наибольшего давления бронепокрова при технологической операции покрытия оболочки.
Такая конструкция кабеля при такой компоновке материалов и чередовании слоев приводит к техническому результату, заключающемуся в том, что увеличивается срок службы при эксплуатации кабеля на глубинах до 3000 м с температурой пластовой жидкости от 140°С до 210°С, при газовом факторе свыше 300 м3/т.
Электрический кабель изображен на чертеже, где медная токопроводящая жила 1, двухслойная изоляция 2 из радиационно модифицированного полиэтилена, общая защитная оболочка из термоэластопласта 3, подушка из термоскрепленного нетканого или иглопробивного технического полотна 4, броня из стальной оцинкованной или с мельхиоровым покрытием ленты 5.
Три токопроводящие жилы 1 покрыты изоляцией из двух или нескольких слоев полиэтилена 2. Слои изоляции 2 выполнены из одинакового пространственно модифицированного полиэтилена высокой плотности, и поверх трех, параллельно расположенных и прижатых плотно друг к другу и на поверхностном слое изоляции, предварительно обработанном плазмой для усиления адгезии между материалами разной молекулярной структуры, размещена дополнительным слоем общая оболочка 3, выполненная из термоэластопласта, например, эластоллана, толщиной по плоским сторонам в диапазоне 0,7-1,0 мм, а по боковым сторонам 1,0-1,5 мм. Кабель сверху защищен броней из стальной оцинкованной или с мельхиоровым покрытием ленты 5.
Толщина термоэластопласта мнее 0,7 мм приводит к ослаблению данной конструкции, а больше 1.5 мм приводит к завышенному расходу материала.
Claims (1)
- Электрический кабель, содержащий токопроводящие жилы, изолированные адгезированными слоями радиационно-модифицированного полиэтилена, оболочку, подушку и броню, отличающийся тем, что общая дополнительная оболочка выполнена из термоэластопласта толщиной 0,7-1,0 мм по плоской стороне, а по боковым сторонам - 1,0-1,5 мм, и расположена поверх трех изолированных жил, уложенных в одной плоскости продольно и плотно прижатых друг к другу изоляцией, предварительно обработанной плазмой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006113000/09A RU2302678C1 (ru) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Электрический кабель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006113000/09A RU2302678C1 (ru) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Электрический кабель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2302678C1 true RU2302678C1 (ru) | 2007-07-10 |
Family
ID=38316763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006113000/09A RU2302678C1 (ru) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Электрический кабель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2302678C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU189838U1 (ru) * | 2019-04-09 | 2019-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское предприятие "ЭЛКА-Кабель" | Электрический кабель для погружных нефтяных насосов |
RU204341U1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Кабель для установок погружных электронасосов |
RU204345U1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Нефтепогружной кабель |
RU205144U1 (ru) * | 2021-02-19 | 2021-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Кабель нефтепогружной |
RU205630U1 (ru) * | 2021-05-13 | 2021-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Кабель нефтепогружной |
RU206454U1 (ru) * | 2021-05-11 | 2021-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Нефтепогружной кабель |
RU214354U1 (ru) * | 2021-07-27 | 2022-10-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Сарансккабель" | Кабель для установок погружных электронасосов |
-
2006
- 2006-04-19 RU RU2006113000/09A patent/RU2302678C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU189838U1 (ru) * | 2019-04-09 | 2019-06-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Опытно-конструкторское предприятие "ЭЛКА-Кабель" | Электрический кабель для погружных нефтяных насосов |
RU204341U1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Кабель для установок погружных электронасосов |
RU204345U1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Нефтепогружной кабель |
RU205144U1 (ru) * | 2021-02-19 | 2021-06-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Кабель нефтепогружной |
RU206454U1 (ru) * | 2021-05-11 | 2021-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Нефтепогружной кабель |
RU205630U1 (ru) * | 2021-05-13 | 2021-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель" | Кабель нефтепогружной |
RU214354U1 (ru) * | 2021-07-27 | 2022-10-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Сарансккабель" | Кабель для установок погружных электронасосов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2302678C1 (ru) | Электрический кабель | |
US8113273B2 (en) | Power cable for high temperature environments | |
RU2303307C1 (ru) | Электрический кабель | |
US4449013A (en) | Oil well cable | |
US9455069B2 (en) | Power cable system | |
US10262768B2 (en) | Power cable for cable deployed electric submersible pumping system | |
RU60259U1 (ru) | Электрический кабель | |
US10763011B2 (en) | Power cable having multiple layers including foamed protective layer | |
RU147379U1 (ru) | Нефтепогружной кабель | |
RU2309474C1 (ru) | Электрический кабель | |
RU106431U1 (ru) | Электрический кабель для погружных электронасосов (варианты) | |
RU2302681C1 (ru) | Электрический кабель | |
US20200256160A1 (en) | Heating cable for extraction pipes of viscous hydrocarbons or paraffinic in conventional wells and type tight wells, vertical or directional, with flooded annular in casual or permanent form, suitable for use between low and high fluid pressures ranges | |
RU60261U1 (ru) | Электрический кабель | |
KR20180111459A (ko) | 전력 케이블용 중간접속함을 이용한 직류 전력케이블 중간접속 시스템 및 직류 전력케이블 접속 방법 | |
RU62283U1 (ru) | Электрический кабель для погружных электронасосов | |
WO2016148673A1 (en) | High-temperature power cable resistant to fluid incursion | |
RU60260U1 (ru) | Электрический кабель | |
RU2368025C1 (ru) | Кабель для погружных нефтяных насосов | |
RU168117U1 (ru) | Кабель одножильный для скважинной насосной установки | |
JP3429234B2 (ja) | 直流送電線路 | |
RU219515U1 (ru) | Нефтепогружной кабель | |
SU1742863A1 (ru) | Кабель дл погружных электронасосов | |
RU145516U1 (ru) | Нефтекабель | |
RU195100U1 (ru) | Кабель для установок погружных электронасосов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110420 |