SK8671Y1 - Hybridné prenosové vedenie pre plazmové zariadenie - Google Patents

Hybridné prenosové vedenie pre plazmové zariadenie Download PDF

Info

Publication number
SK8671Y1
SK8671Y1 SK50128-2018U SK501282018U SK8671Y1 SK 8671 Y1 SK8671 Y1 SK 8671Y1 SK 501282018 U SK501282018 U SK 501282018U SK 8671 Y1 SK8671 Y1 SK 8671Y1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
transmission line
insulation layer
electrical insulation
protective sheath
electrical
Prior art date
Application number
SK50128-2018U
Other languages
English (en)
Other versions
SK501282018U1 (sk
Inventor
Jan Sitar
Jan Halgos
Original Assignee
Ga Drilling As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ga Drilling As filed Critical Ga Drilling As
Priority to SK50128-2018U priority Critical patent/SK8671Y1/sk
Publication of SK501282018U1 publication Critical patent/SK501282018U1/sk
Priority to PCT/SK2019/050014 priority patent/WO2020117132A1/en
Publication of SK8671Y1 publication Critical patent/SK8671Y1/sk

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/22Multi-channel hoses
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/20Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables
    • E21B17/203Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables with plural fluid passages
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/20Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables
    • E21B17/206Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables with conductors, e.g. electrical, optical
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/22Handling reeled pipe or rod units, e.g. flexible drilling pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/088Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising a combination of one or more layers of a helically wound cord or wire with one or more braided layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/12Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting
    • F16L11/127Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting electrically conducting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Technické riešenie sa týka hybridného prenosového vedenia pre plazmové zariadenie, ktoré obsahuje v radiálnom smere, smerom von, nasledujúce vrstvy/komponenty v uvedenom poradí: rúrku (5) obalenú elektroizolačnou vrstvou (9), ktoré spolu tvoria hydraulické vedenie (21), doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10), aspoň jeden elektrický kábel (7), ktorý pozostáva v radiálnom smere smerom von z: elektrického vodiča (4a) vo forme opletu, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10), elektroizolačnej vrstvy (9); doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10); vnútorný nosný a ochranný plášť (3) zložený z nosných elementov (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg, vonkajší nosný a ochranný plášť (2) zložený z nosných elementov (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg, doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10), vonkajšiu elektro-izolačnú ochrannú vrstvu (1); kde prenosové vedenie ďalej obsahuje minimálne jedno optické dátové vedenie (8) a minimálne jeden ďalší elektrický kábel, pričom nosné elementy (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené v jednom smere; a nosné elementy (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené v opačnom smere, a kde doplnková elektroizolačná vrstva (10) má dielektrickú pevnosť viac ako 5 kV.

Description

Oblasť techniky
Technické riešenie sa týka vedenia na prenos energií a tekutín vo vrte.
Doterajší stav techniky
Na realizáciu procesu odstraňovania materiálu pomocou plazmového zariadenia v hĺbkach je potrebné preniesť dostatočné množstvo elektrickej energie, požadovaných typov tekutín a dátovú komunikáciu zo zemského povrchu priamo do plazmového zariadenia umiestneného v hĺbke pod povrchom Na tento účel slúži elektrohydraulické hybridné prenosové vedenie (ďalej len prenosové vedenie). Jeho účelom je nielen prenos dostatočného množstva elektrickej energie a hydraulických tekutín, ale aj prenos dátovej komunikácie medzi plazmovým zariadením a povrchom Počas prevádzky je zároveň celá hmotnosť plazmového zariadenia zavesená na prenosovom vedení, pričom naň pôsobia aj dynamické sily vznikajúce trením a prúdením tekutín vo vrte.
Trend prenosu elektrickej energie a hydraulických tekutín pre vrtné technológie postupuje v súčasnej dobe viacerými smermi.
Najznámejšie sú systémy využívané na prenos energií, tekutín a dátovej komunikácie pre podmorské zariadenia tzv. podmorské káble a umbilicals káble. Na prenos energn a tekutín možno použiť aj kombináciu podmorských káblov a systému „Coiled Tubing“, čo znamená, že podmorské káble sú uložené v ochrannej rúre.
Umbilicals káble sa pre rôzne aplikácie realizujú vo viacerých vyhotoveniach. Najznámejšie sú umbilicals prenosové vedenia s integrovanými oceľovými rúrkami, plastovými rúrkami, vysokonapäťovýmprenosom energie, optickou dátovou komunikáciou a pod. Každý typ má svoje špecifiká a je schopný obsiahnuť svoju oblasť, ale na úkor niečoho iného (napr. vysoké napätie vs. veľký priemer kábla).
Dĺžka prenosového vedenia používaného na napájanie plazmového zariadenia je limitovaná viacerými faktormi. Najvýznamnejším z nich je hmotnosť. V prípade prenosového vedenia je typ „Umbilicals“ výrazne ľahší ako verzia „Coiled Tubing“,ale zároveň je aj menej odolný vo vzťahu k opotrebovaniu a nemôže byť nasadený do vrtov pod uhlom
US patent č. US 5 902 958 odhaľuje usporiadanie komponentov umbilicals kábla, ktoiý obsahuje tri centrálne uložené hydraulické rúrky v špirálovom usporiadaní, ktoré sú obkolesené prstencomelektrických káblov a hydraulických rúrok. Toto usporiadanie zabezpečuje prietok požadovaného množstva prevádzkovej kvapaliny, pričom kábel si stále zachováva optimálny minimálny polomer ohybu.
US patentová prihláška č. US 2011/0075978 A1 odhaľuje káble na použitie vo zvislých vrtoch. Káble sú vybavené najmenej dvoma ochrannými vrstvami, aby chránili vnútornú štruktúru kábla, ktorá môže byť nepriaznivo ovplyvnenávystavenímkábla prostrediu vrtu.
Súčasná konštrukcia a výroba prenosových vedení je založená na sústredenom (koncentrickom) dizajne. Napríklad v patente US 7 798 234 B2 je použitý variant umbilicals prenosového vedenia vhodného na vzdialené ovládanie klapiek, ventilov a rôznych ďalších zariadení, pričom je možné pomocou uvedeného prenosového vedenia privádzať rôzne typy tekutín do podmorských zariadení. Zároveň je možné pomocou umbilicals prenosového vedeniaprenášať nielen rôzne signály, ale aj elektrickú energiu. Prenos tekutín je možné realizovať pomocou oceľových rúrok, pričom elektrické vedenia sa nachádzajú okolo alebo vnútri oceľových rúrok. Ako nosné elementy nie sú použité len oceľové rúrky, ktoré slúžia na transport média, ale aj doplnkové nosné oceľové elementy vo forme oceľových tyčí, ktoré sú vložené do vnútornej štruktúiy prenosového vedenia Tieto doplnkové nosné elementy nahradzujú plastové výplňové elementy. Toto riešenie nie je vhodné pre veľké hĺbky. Dôvodom je veľká hmotnosť umbilical prenosového vedenia. Zväčšenie hrúbky stien oceľových rúrok síce zvýši mechanickú pevnosť, ale zároveň aj hmotnosť prenosového vedenia. Rovnako to platí aj pre prípad doplnkových nosných oceľových elementov.
Okrem toho uvedený koncept umožňuje umiestniť potrubie, v ktorom prúdi tekutina v strede prenosového vedenia. Ak by teda bol potrebný návrh prenosového vedenia iba na prepravu jedného typu média, dizajn by bol relatívne jednoduchý, pretože by mohol byť založený na súčasných výrobných postupoch. Keďže však existuje potreba prepravy viacetých tekutín, zároveň s ďalšími obmedzujúcimi, či na pohľad nezlučiteľný mi požiadavkami, je potrebné nájsť nové riešenie.
Prenosové vedenie podľa tohto technického riešenia vychádza z prenosového vedenia uvedeného v stave techniky US 7 798 234 B2, ktoré má integrované oceľové rúrky (anglicky steel tube/pipe umbilicals systém) a je modifikované pre potreby technológie odstraňovania materiálu, ktorý vznikne pri procesoch s použitím plazmového zariadenia.
S K 8671 Υ1
Podstata technického riešenia
Predmetom tohto technického riešenia je hybridné prenosové vedenie (ďalej len prenosové vedenie) pre plazmové zariadenie, ktoré eliminuje uvedené nedostatky stavu techniky. Prenosové vedenie podľa technického riešenia zabezpečí všetky požiadavky naprenos elektrickej energie, hydraulických tekutín, ako aj prenos dátovej komunikácie medzi povrchoma plazmovým zariadením unúestnenýmv definovanej hĺbke, zároveň má požadovanú únosnosť (30 - 401) a čo najmenší vonkajší priemer.
Podľa výhodného uskutočnenia vonkajšípriemer prenosového vedenia neprekročí 73 mm
Prenosové vedenie podľa technického riešenia je určené na použitie vo vrtochs hĺbkou do 4 500 m.
Výhodou prenosového vedeniapodľatechnického riešenia oproti stavu techniky je zvýšená únosnosťprenosového vedenia. Pienosovévedeniepodľatechnického riešenia saod stavu techniky líši aj počtomprenosových potrubí rôznych tekutín, počtom a prierezom elektrických vodičov a transforom dát. Hlavným rozdielom je však relatívne malý vonkajšípriemer prenosového vedenia.
Navyše, pre aplikácie v oblasti ropného ťažobného priemyslu, je konštrukcia prenosového vedenia podľa technického riešenia v súlade so všetkými funkčnými požiadavkami na prenosové vedenia.
A tiež je prenosovévedeniepodľatechnického riešenia vhodné aj na použitie do vrtov pod uhlom
Toto technické riešenie integruje s ohľadom na prevádzkovú hĺbku do jedného prenosového vedenia prenos:
• jedného, dvoch alebo troch nezávislých, od seba navzájom izolovaných elektrických vedení s prenosom jednosmerného prúdu pre napájanie:
° plazmového zariadenia, ° generátora plazmotvomého média, ° riadiacej a komunikačnej techniky, • jednej až troch rôznych hydraulických tekutín:
° chladiace a výplachové médium s prietokom s pracovnýmtlakom 450 Bar, ° plazmotvomé médium s pracovnýmtlakom 450 Bar, • prenosomdát pomocou optickej (FO - Fibre Optic) dátovej komunikácie, použitý typ jednovidové optické vlákno (SM - Single Móde).
Nakoľko ide o prostredie vrtu, základným obmedzujúcim parametrom je vnútorný priemer čerpacej rúry, resp. vonkajšípriemer prenosového vedenia, ktoiý môže byť max 2 7/8“ (73 mm).
Pri návrhu technického riešenia boli uvažované nasledujúce aspekty:
• Chemická odolnosť (odolnosť proti H2O2 a rozpadnutému H2O2, proti O2, rôznym kyselinám a zlúčeninám) • Únosnosť prenosového vedenia (prenosové vedenie musí uniesť samo seba + hmotnosť zariadenia + + trenie o steny čerpacej rúry + trenie od centralizačný ch jednotiek) • Priestorové uloženie jednotlivých vedení • Elektrická izolačná pevnosť (dielektrická pevnosť izolácií) • Výrobiteľnosť (optimalizácia pre výrobu a prevediteľnosť) • Tepelná analýza prenosového vedenia, tepelná odolnosť a chladenie • Minimalizácia hydraulických tlakových strát na pienosovomvedení spoločne s optimalizáciou návrhu konceptu a prierezovej charakteristiky • Minimalizácia hmotnosti energetických vedení na dosiahnutie najväčšej možnej dĺžky • Integrácia nosných elementov do konštrukcie prenosového vedenia s cieľmi:
• zníženie hmotnosti existujúceho prenosového vedenia a zároveň zlepšenie jeho mechanických vlastností, • zníženie tepelných a výkonových strát existujúcich elektrických vedení, • vylepšenie účinnosti existujúceho hydraulického systému, • zvýšenie mechanickej pevnosti existujúceho prenosového vedenia.
Hybridné prenosovévedeniepodľatechnického riešenia má dvazákladné geometrické varianty: Typ A - sústredný systém,
Typ B - systéms trojicou hydraulických vedení.
Hybridné prenosovévedeniepodľatechnického riešenia typu A pre plazmové zariadenie obsahujev radiálnom smere smerom von nasledujúce vrstvy /komponenty v uvedenomporadí:
- rúrku obalenú elektro izolačnou vrstvou, ktoré spolu tvoria hydraulické vedenie,
- doplnkovú elektroizolačnú vrstvu,
- aspoň jeden elektrický kábel, ktoiý pozostáva v radiálnom smere smerom von z:
0 elektrického vodiča vo forme opletú, 0 doplnkovej elektroizolačnej vrstvy,
S K 8671 Υ1 ° elektroizolačnej vrstvy;
- doplnkovú elektroizolačnú vrstvu,
- vnútorný nosný a ochranný plášť zložený z nosných elementov vnútorného nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg,
- vonkajší nosný a ochranný plášť zložený z nosných elementov vonkajšieho nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg,
- doplnkovú elektroizolačnú vrstvu,
- vonkajšiu elektroizolačnú ochrannú vrstvu, kde prenosové vedenie ďalej obsahuje mmimálne jedno optické dátové vedenie (8) a mmimálne jeden ďalší elektrický kábel, pričom nosné elementy vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené v jednom smere; a nosné elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené v opačnom smere, a kde doplnková elektroizolačná vrstvamá dielektrickú pevnosť viac ako 5kV.
Hybridné prenosové vedenie podľa technického riešenia typu B pre plazmové zariadenie obsahuje v radiálnom smere smerom dnu v uvedenomporadí nasledujúce vrstvy/komponenty:
- vonkajšiu elektroizolačnú ochrannú vrstvu (1),
- doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10),
- vonkajší nosný a ochranný plášť (2), zložený z nosných elementov (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg,
- vnútorný nosný a ochranný plášť (3), zložený z nosných elementov (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg,
- doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10),
- elektroizolačnú vrstvu (9), ktorá vymedzuje vnútorný priestor prenosového vedenia kruhového prierezu;
kde vnútorný priestorprenosového vedeniaobsahuje:
- trojicou hydraulických (21) vedení pozostávajúcich z rúrky (5), ktorá je obalená elektroizolačnou (9) vrstvou;
- aspoňjeden elektrický kábel pozostávajúciv radiálnom smere smerom von z:
° elektrického vodiča (4a) vo forme opletú, ° doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10), ° elektroizolačnej vrstvy (9);
- aspoň jedno optické dátové vedenie (8),
- aspoňjeden ďalší elektrický kábel,
- výplňovúelektroizolačnú hmotu (11), ktorávyplňazvyšokvnútoméhopriestoruvedenia;
pričom hydraulické vedenia, elektro-hydraulické vedenia, elektrické káble, optické dátové vedenie a nosné elementy (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené v jednom smere; a nosné elementy (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené v opačnomsmere, a kde doplnková elektroizolačná vrstva (10) má dielektrickú pevnosťviac ako 5kV.
Pre oba typy vedení (A aj B) musí mať doplnková elektroizolačná vrstva dielektrickú pevnosťviac ako 5kV. Môže byť tvorená navinutou elektroizolačnou páskou (napr. papierová páska, kaptanová páska, MICA páska (kombinácia papiera a sľudy), sľudová páska) s hrúbkou 0,1 až 0,35 mm, so 40 - 60 % preložením vrstiev. Preložením vrstiev savytvorŕkompaktná doplnková elektroizolačná vrstva, ktorá zvýši elektroizolačnú kapacitu elektroizolačnej vrstvy.
Elektroizolačná vrstva je tvorená extrudovaným plastovým materiálom (termoplast, EPE PE, XLPE a pod.). Hrúbka extrudovanej vrstvy závisí od požadovanej hodnoty pracovného napätia a požadovanej elektroizolačnej pevnostielektrického kábla.
Pre oba typy vedení (A aj B) platí, že na prevádzku plazmového zariadenia je potrebná mmimálne jedna úroveň elektrickej energie, výhodne dve (napájanie pre generovanie plazmy, napájanie pre podporné sy stémy), alebo tri (k predchádzajúcim ešte pribudne napájanie pre generovanie plazmotvomého média). To znamená jedno, dve alebo tri samostatné elektrické vedenia.
Plazmové zariadenie je napájané jednosmerným prúdom (DC). Preto je potrebné pre každé z uvedených elektrických vedení použiť dva nezávislé navzájom izolované elektrické káble reprezentujúce kladný a záporný potenciál, takže sumárne sú potrebné dva, štyri alebo šesť elektrických káblov. V určitých prípadoch každá dvojica káblov môže prenášať prúd, v rozsahu od 50 A DC do 550 A DC a s minimálnou napäťovou stratou. Týmto sa zníži povrchové napätie a množstvo tepelnej energie vytvorenej vo vodičoch. Na dosiahnutie tejto požiadavky je použitá pomerne veľká prierezová plocha vodičov (20 - 1 050 mm2).
Elektrický kábel obsahuje elektrický vodič, obalený doplnkovou elektroizolačnou vrstvou a následne elektroizolačnou vrstvou.
Elektrické vodiče môžu byť vo forme:
• Opletú (pre typ A aj B), pričom oplet je umiestnený okolo iného prvku, napr. hydraulického vedenia a oddelený od neho doplnkovou elektroizolačnou vrstvou. Oplet môže byť uložený aj vo viacerých
S K 8671 Υ1 vrstvách na sebe, podľa požadovaného prierezu. Oplet môže byť tvorený medenými vláknami.
• Jadra (len pre typ B) - elektrického vodiča so zvýšenou dielektrickou pevnosťou. Jadro (výhodne medené) môže byť plné alebo zložené z niekoľkých segmentov alebo tenkých drôtov zvinutých do špirály.
Podľa výhodného uskutočnenia môže byť až 50 % medených vlákien opletú nahradených oceľovými vláknami. Výhodou tohto usporiadania je zvýšenie únosnostia mierne zníženie hmotnosti pri zachovaní el. vodivosti el. vodiča. Jedným z dôsledkov je aj zvýšenie mechanickej pevnostirúrok, na ktorých je oplet.
El. vodič vo forme opletú je lepšie využiteľný na prenos napätí s vyššími frekvenciami (skinefokt), ako el. vodič vo forme jadra.
Podľa výhodného uskutočnenia (typ A aj B) môže byť jeden elektrický kábel integrovaný do vnútorného nosného aochranného plášťa tak, že elektrický kábel je tvorený jedným alebo viacerými elektrickými vodičmi, (tzv. doplnkovými elektrickými vodičmi), pričom tieto vodiče nahrádzajú jednotlivé nosné elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa tak, aby bol dodržaný minimálny požadovaný prierez elektrického vedenia. Takto môže byť nahradených až 50 %všetkýchnosnýchelementovvnútoméhonosnéhoaochranného plášťa Pre homogénny povrch a čo najlepšie výsledky mechanickej pevnosti sú vodiče medené a ploché so štvoruholníkovým prierezom Výhodne môžu byť doplnkové elektrické vodiče rovnakých rozmerov, ako sú nosné elementy, ktoré nahrádzajú.
Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia môže prenosovévedenie(typB) vo vnútornom priestore obsahovať dva doplnkové elektrické káble s vodičom vo forme jadra. Tieto môžu slúžiť ako pomocné jednosmerné napájanie.
Prevažnú časť hmotnostiprenosového vedenia (typ A aj B) tvoria elektrické vedenia. Okrem toho podstatná časť hmotnosti pochádza tiež z výstužovej ochrany kábla (nosné elementy) a vedení na prenos rôznych typov hydraulických tekutín (hydraulických vedení).
Hlavnou nosnou časťou prenosového vedenia podľa technického riešenia (typ A aj B) je nosný a ochranný plášť, ktorý počas prevádzky nesie prevažnú časť hmotnosti prenosového vedenia.
Nosný a ochranný plášť pozostáva z oceľových nosných elementov vyrobených z vysoko ťažných materiálov s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106N-m/kg a výhodne povrchovo upravený ch (p o v lakovaných) galľanovou vrstvou tak, aby odolávali chemickým a tepelným vplyvom okolitého prostredia.
Nosný a ochranný plášť pozostávaz dvoch vrstiev:
• vonkajší nosný a ochranný plášť, je dimenzovaný len na ochrannú a nosnú funkciu, • vnútorný nosný aochranný plášť, okrem ochrannej a nosnejfúnkcie môže slúžiť aj na prenos elektrickej energie, ako užbolo spomenuté, nahradením niektorých elementov elektrickými vodičmi.
Počet elementov vnútorného aj vonkajšieho ochranného a nosného plášťa môže variovať od 10 do 108 a ich počet je od seba nezávislý.
Na zvýšenie elektrickej a hydraulickej izolácie proti vonkajšiemu prostrediu je vonkajší nosný aochranný plášť doplnený o vonkajšiu elektro izolačnú a hydroizolačnú vrstvu. Vonkajšia elektro izolačná ochranná vrstva zabezpečuje ochranu - prenosového vedeniapred kontaktom vodivých častí prenosového vedenia so stenami vrtu. Zároveň zabezpečuje ochranu prenosového vedenia pred vniknutím hydraulického média z prostredia vrtu.
Prevažná časť prenosového vedenia podľa technického riešenia (typ A aj B) je vyplnená zostavou hydraulických alebo elektro-hydraulických prenosových vedení. Na nej sa nachádza elektroizolačná vrstva oddeľujúca hydraulickú časť od elektrického vedenia.
Základ každého z hydraulických prenosovýchvedenípozostávazchemicky a mechanicky vysoko odolnej rúrky, ktorá môže byť zo zliatiny železa (ocele), teflonu s oceľovýmopletomalebo PTFE (poly tetrafluórety lén) rúrky s oceľovýmopletom.
Hrúbka stien jednotlivých hydraulických vedení závisí od použitého materiálu a aplikácie (teplota, tlak, prietok):
• Na použitie v nižších tlakoch je vhodné použiť plastové rúrky (teflon, XLPE a pod.) s kovovým opletom. Hrúbka stien je v rozsahu 1 mm až 3 mm.
• Na použitie vo vyšších tlakoch sú vhodnejšie kovové rúrky (inkonel, antikoro a pod.) s hrúbkou stien 1 mm a viac.
Priemery jednotlivých rúrok závisia od typu, objemu, a tlaku dodávanej tekutiny. Na ich správne určenie je dôležité definovať požadovanú tlakovú stratu pre celé prenosové vedenie. Vnašomprípade sa rozmery vnútorného priemeru rúrok pohybujú v rozsahu 8 mm až 50 mm.
Elektro-hydraulické vedenie pozostáva z hydraulického vedenia, na ktorom je axiálne uložený jeden alebo viac elektrických káblov s vodičmi vo forme opletú. Medzi hydraulickým vedením a elektrickým káblom, ako aj medzi jednotlivými elektrickými káblami sa nachádza doplnková elektroizolačná vrstva.
Podľa výhodného uskutočnenia (pre typ A) je v osi hydraulického vedenia uložené ďalšie (druhé) hydraulické vedenie s menším priemerom. Jeho polo ha je vymedzená pomocou vymedzovačov polohy. Priemer vnútornej rúrky sa môže pohybovaťv rozpätí 20 -75 %priemeru vonkajšej rúrky. Takéto usporiadanie umožňuje použitie až dvoch rôznych hydraulických tekutín, pričom vnútorné hydraulické vedenie je intenzívne chladené
S K 8671 Υ1 obtekajúcim hydraulickým médiom prúdiacim v hydraulickom vedení s väčším priemerom
Výmedzovač polohy je vyrobený z plastu (teflon, polyetylén, expandovaný polyetylén (EPE), zosieťovaný polyetylén (XLPE) a pod.) Nachádza sa okolo kovových rúrok (FO ochranný obal, kovová rúrka). Je vyrobený kontinuálne na vonkajšom povrchu pre celú dĺžku vnútornej časti vedenia.
V hybridnom prenosovomvedení podľa technického riešenia (typ A aj B) sa okrem elektrohydraulických (resp. hydraulických) vedení nachádza ešte optické dátové prenosové vedenie.
Optické dátovéprenosovévedenieobsahujedvealebo viac optickýchvlákien amôže byť uložené:
• vo forme samostatných optických vlákien integrovaných v elektrickom vodiči vo forme opletú (typ A aj B), • ako geometricky samostatné vedenie, kde medzi optickými vláknami sa nachádza gélová ochranná výplň zabezpečujúca ochranu optickýchvlákien pred poškodením vodíkom alebo kyslíkom Toto je vsadené do kovovej chráničky, ktorou môže byť napríklad inkonelová rúrka (oceľová rúrka z rodiny austenitických niklo-chrómových superzliatin s oxidačno-koróznou odolnosťou v extrémnom prostredí tlakov a tepla) alebo rúrka z nehrdzavejúcej ocele a pod.). Toto celé je ešte obalené v plastovej ochrannej vrstve, ktorá môže byť napr. z teflonu, XLPE, rôzne polyméry a pod, definované v rámci požadovaných tepelných nárokov, požadovaného riešenia a pod.
Geometricky samostatné optické dátové vedenie môže byť uložené v osi hydraulického vedenia pomocou vymedzovača polohy (typ A) alebo vo vnútornom priestore prenosového vedenia (typ B).
Na dĺžku prenosového vedenia nad 600 m je vhodnejšie použiť jednovidové optické vlákna. Pre dátový prenos je potrebné použiť dve a viac jednovidových optickýchvlákien.
Samostatne sajedno optické vlákno môže integrovať do opletú niektorých z elektrických vodičov, z dôvodu kontroly mechanických vlastnostív reálnom čase.
Priestor medzi jednotlivými vedeniami vovnútomompriestore hybridného prenosového vedenia typuB je vyplnený plastickou elektroizolačnou hmotou, ktorá dovoľuje (umožňuje) pohyb jednotlivých vedenípo sebe.
Z dôvodu zníženia mechanického namáhania prenosového vedenia typu A sú nosné elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa skrútené jedným smerom a nosné elementy vonkajšieho nosného a ochranného plášťa skrútené opačným smerom Podľa výhodného uskutočnenia sú nosné elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa (vrátane integrovaných elektrických vodičov) skrútené pod uhlom 5° - 10° v smere hodinových ručičiek, výhodne pod uhlom 7°. Nosné elementy vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 5° - 10° proti smeru hodinových ručičiek, výhodne pod uhlom 7°.
Z dôvodu zníženia mechanického namáhania vnútorných vedení prenosového vedenia typu B sú hydraulické vedenia, elektrohydraulické vedenia, elektrické káble, optické dátové vedenie a nosné elementy (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa skrútené v jednom smere; a nosné elementy (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené v opačnom smere. Podľa výhodného uskutočnenia sú všetky vnútorné energetické a dátové vedenia (hydraulické vedenia, elektro hydraulické vedenia, elektrické káble a optické dátové vedenie) skrútené pod uhlom 10° - 14°, výhodne pod uhlom 11°, v smere hodinových ručičiek. Nosné elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa (vrátane integrovaných elektrických vodičov) sú skrútené pod uhlom 5° - 10° proti smeru hodinových ručičiek (v opačnom smere ako vnútorné energetické a dátové vedenia), výhodne pod uhlom 7°. Nosné elementy vonkajšieho nosného aochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 5° až 10° v smere hodinových ručičiek, výhodne pod uhlom 7°.
Prenosové vedenie podľa technického riešenia je na povrchu napojené na infraštruktúru pomocou konektora. Na druhom konci je prenosové vedenie spojené s plazmovým zariadením prostredníctvom ďalšieho konektora.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obr. 1 je zobrazený rez elektricko hydraulický m hybridným prenosovýmvedením „typu A“ s jedným hydraulickým vedením, jedným energetickým vedením (dvojica elektrických káblov), optickým dátovýmvedením a nosnými elementmi.
Na obr. 2 je zobrazený rez elektrickohydrauhckým hybridným prenosovýmvedením „typu A“ s dvoma hydraulickými vedeniami, troma energetickými vedeniami (tri dvojice elektrických káblov), optickým dátovým vedením a nosnými elementmi.
Na obr. 3 je zobrazený rez elektricko hydraulický m hybridným prenosovýmvedením „typu B“ s jedným energetickým vedením (dvojica elektrických káblov), optickým dátovýmvedením a nosnými elementmi.
Na obr. 4 je zobrazený rez elektrickohydrauhckým hybridným prenosovýmvedením „typu B“ s dvoma energetickými vedeniami (dve dvojice elektrických káblov), optickým dátovýmvedením a nosnými elementmi.
Na obr. 5 je zobrazený rez elektrickohydrauhckým hybridnýmprenosovýmvedením„typuB“ s tromi energetickými vedeniami (tri dvojice elektrických káblov), optickým dátovýmvedením a nosnými elementmi.
S K 8671 Υ1
Na obr. 6a je zobrazený detail elektrického prenosového kábla s vodičom vo forme opletú.
Na obr. 6b je zobrazený detail elektrického prenosového kábla s vodičom vo forme jadra.
Na obr. 7 je zobrazený detail hydraulického vedenia.
Na obr. 8 je zobrazený detail elektrohydraulického prenosového vedenia.
Na obr. 9 je zobrazený detail optického dátového prenosového vedenia.
Na obr. 10a) je zobrazený detail nosného a ochranného plášťa s nosnými elementmi.
Na obr. 10b) je zobrazený detail nosnéhoaochrannéhoplášťasnosnýmielementmi a s doplnkovými elektrickými vodičmi nahrádzajúcimi niektoré nosné elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa.
Na obr. 11 je zobrazený perspektívny pohľad na elektro hydraulické hybridné prenosové vedenie ..typu B“.
Na obr. 12 je zobrazené uloženie prenosového vedenia vo vrte.
Príklady uskutočnenia
Príklad 1
Na obr. 1 je zobrazené hybridné prenosové vedenie 19 typu A,ktoré obsahuje rúrku 5 zPTFE s oceľovým opletom (nezobrazené), obalenú elektroizolačnou vrstvou 9. Rúrka 5 obalená elektroizolačnou vrstvou 9 spolu tvoria hydraulické vedenie (ako je zobrazené na obr. 7). Hydraulické vedenie je v radiálnom smere von obalené doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a následnejednýmelektrickým prenosovýmvedením, ktoré pozostáva z dvoch elektrických káblov oddelených doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10. Každý elektrický kábel je tvorený nasledujúcimi vrstvami: elektrickým vodičom 4a vo forme opletú, doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a elektroizolačnou vrstvou 9.
Tento celok spolu vytvára elektro hydraulické vedenie. Elektro hydraulické vedenie je ďalej obalené doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a ďalej vnútomýmnosnýma ochranný mplášťom 3, ktorý sa skladá zo 108 nosných elementov 22 vnútorného nosného a ochranného plášťa, na ktorom je v radiálnom smere uložený vonkajší nosný a ochranný plášť 2, ktorý sa skladá z 36 nosných elementov 24 vonkajšieho nosného a ochranného plášťa. Vonkajší nosný a ochranný plášť 2 je ďalej obalený doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a následne vonkajšou elektroizolačnou ochrannou vrstvou 1.
V osi hydraulického vedenia je, pomocou vymedzovača polohy 16, uložené optické dátové vedenie 8 ako samostatný geometrický celok. Optické dátové vedenie 8 obsahuje dve optické vlákna 13, uložené v gélovej ochrannej výplni 12 a obalené inkolenovou chráničkou 14 a následne ochrannou teflónovou vrstvou 15.
Doplnková elektroizolačná vrstva 10 je tvorená kaptanovou elektroizolačnou páskou hrúbky 0,35 mm s 40 % preložením vrstiev. Hrúbka doplnkovej elektroizolačnej vrstvy je 0,5 mm. Elektroizolačná vrstva 9 je zXLPE a jej hrúbka je 1,3 mm
Vnútorný priemer rúrky 5 je 46 mm, hrúbka steny 2 mm
Elektrický vodič 4a vo forme opletú má prierezovú plochu 240 mm2.
Celkový vonkajší prierez je 4 183,265 mm2 a priemer takéhoto hybridného prenosového vedenia je 73 mm
Príklad 2
Na obr. 2 je zobrazené hybridné prenosové vedenie 19 typu A, schopné preniesť jedno alebo dve rôzne médiá (2 x 60 1/min.) a 3 úrovne prenášanej elektrickej energie.
Hybridné prenosové vedenie 19 obsahuje rúrku 5 zo zliatiny železa, obalenú elektroizolačnou vrstvou 9. Rúrka 5 obalená elektroizolačnou vrstvou 9 spolu tvoria hydraulické vedenie. Hydraulické vedenie je v radiálnom smere von obalené doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a následne piatimi elektrickými káblami. Každý elektrický kábel je tvorený elektrickým vodičom 4a vo forme opletú, na ktorom sú uložené doplnková elektroizolačná vrstva 10 a následne elektricko-izolačná vrstva 9. Jednotlivé káble sú od seba navzájom ešte oddelené doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10.
Tento celok je ďalej obalený doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a následne vnútorným nosným a ochranný m plášťom 3, ktorý saskladáz 18 nosných elementov 22 vnútorného nosného a ochranného plášťa a 18 doplnkových elektrických vodičov 23, usporiadanými striedavo. Na vnútomomnosnomaochrannomplášti 3 je uložený vonkajší nosný a ochranný plášť 2, ktorý sa skladá z 36 nosných elementov 24 vonkajšieho nosného a ochranného plášťa. Vonkajší nosný a ochranný plášť 2 je ďalej obalený doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a následne vonkajšou elektroizolačnou ochrannou vrstvou 1.
Optické dátové vedenie je integrované do opletú piateho kábla (v radiálnom smere von) a je tvorené ôsmimi optickými vláknami 13 rozmiestnenými v pravidelných intervaloch v oplete.
V osi hydraulického vedenia je, pomocou vymedzovača polohy 16, uložené ďalšie hydraulické vedenie s menším priemerom tvorené rúrkou 5a z PTFE s oceľovým opletom obalenou elektroizolačnou vrstvou 9. Priemer vnútornej rúrky tvorí 25 % priemeru vonkajšej rúrky.
Doplnková elektroizolačná vrstva 10 je tvorená MICA lektor-izolačnou páskou hrúbky 0,25 mm s 50 %
S K 8671 Υ1 preložením vrstiev. Hrúbka doplnkovej elektroizolačnej vrstvy je 0,5 mm
Elektroizolačná vrstva9 zTPPE (thermo plastic polyetylene/termopastpolyetylén) je s hrúbkou 1,3 mm
Rúrka 5 má vnútorný priemer 30 mm a hrúbku steny 1,6 mm
Rúrka 5a má vnútorný priemer 10 mm a hrúbku steny 1,5 mm
Elektrický vodič 4a vo forme opletú má prierezovú plochu 200 mm2.
Celková prierezová plocha doplnkových elektrických vodičov 23 je 160 mm2.
Celkový vonkajší prierez je 4 183,265 mm2 a priemer takéhoto hybridného prenosového vedenia je 73 mm.
Príklad 3
Na obr. 3 je znázornené hybridné prenosové vedenie 25 typu B, systéms trojicou hydraulických vedení, schopný preniesťjedno až tri médiá (3 x 60 1/min.) a 1 úroveň prenášanej elektrickej energie.
Prenosové vedenie obsahuje v radiálnom smere smerom dnu vonkajšiu elektroizolačnú ochrannú vrstvu 1, pod ktorou sa nachádza doplnková elektroizolačná vrstva 10, ktorá je uložená na vonkajšom nosnoma ochrannom plášti 2 zloženom z 36 nosných elementov 24 vonkajšieho nosného a ochranného plášťa (nezobrazené), pod ktorým je umiestnený vnútorný nosný a ochranný plášť 3 zložený z 10 nosných elementov 22 vnútorného nosného a ochranného plášťa (nezobrazené), ktorý je odizolovaný od vnútorného priestoru prenosového vedenia kruhového prierezu doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a následne elektroizolačnou vrstvou 9.
Tento vnútorný priestor je vyplnený výplňovou elektroizolačnou hmotou 11, v ktorej je paralelne uložená trojica hydraulických vedení 21 pozostávajúcich z rúrky 5, ktorá je obalená elektroizolačnou vrstvou 9 (ako je zobrazené na obr. 7).
Dve z hydraulických vedení 21 sú ďalej obalené v doplnkovej elektroizolačnej vrstve 10, na každej z nich je axiálne uložený jeden elektrický kábel 7. Každý elektrický kábel obsahuje elektrický vodič vo forme opletú s prierezovou plochou 180 mm2, na ktorom je axiálne uložená doplnková elektroizolačná vrstva, na ktorej je axiálne uložená elektroizolačná vrstva s hrúbkou 1,3 mm (nezobrazené). Týmto sú vytvorené dve elektro hydraulické hybridné vedenia 6 (ako je zobrazené na obr. 8).
Vo vnútornom priestore prenosového vedenia sa nachádza tiež optické dátové vedenie 8. Optické dátové vedenie obsahuje v radiálnom smere dnu ochrannú teflónovú vrstvu 15 s priemerom 10 mm, pod ktorou je inkonelová chránička 14 s vonkajším priemerom 6 mm, hrúbkou steny 1 mm, obsahujúca gélovú ochrannú výplň 12, v ktorej sú uložené dve optické vlákna 13 (ako je zobrazené na obr. 9).
Hydraulické vedenie 21, elektro-hydraulické vedenia 6 a optické dátovévedenie 8 sú skrútené pod uhlom 14° v smere hodinových ručičiek, nosné elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 10° proti smeru hodinových ručičiek a nosné elementy vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 10° v smere hodinových ručičiek.
Všetky tri rúrky 5 sú z teflonu s oceľovým opletom Dve rúrky majú vnútorný priemer 19 mm, hrúbka steny 1,5 mm Tretia rúrka má vnútorný priemer 23 mm, hrúbku steny 1,5 mm
Doplnková elektroizolačná vrstva 10 je tvorená sľudovou elektroizolačnou páskou hrúbky 0,35 mm so 40 % preložením vrstiev. Hrúbka doplnkovej elektroizolačnej vrstvy je 0,7 mm Hrúbka vonkajšej elektroizolačnej ochrannej vrstvy 1 je 2,5 mm
Celkový vonkajší prierez je 4 183,265 mm2 apriemer takéhoto hybridného prenosového vedenia je 73 mm.
Príklad 4
Na obr. 4 je znázornené elektrohydraulické hybridné prenosové vedenie 25 typuB, systéms trojicou hydraulických vedení, schopný preniesťjedno ažtri médiá (3 x 60 1/min.) a 2 úrovne prenášanej elektrickej energie.
Prenosové vedenie obsahuje v radiálnom smere smerom dnu vonkajšiu elektroizolačnú ochrannú vrstvu 1, pod ktorou sa nachádza doplnková elektroizolačná vrstva 10, ktorá je uložená na vonkajšom nosnoma ochrannom plášti 2 zloženom z 36 nosných elementov 24 vonkajšieho nosného a ochranného plášťa (nezobrazené), pod ktorým je umiestnený vnútorný nosný a ochranný plášť 3 zložený z 88 nosných elementov 22 vnútorného nosného a ochranného plášťa a 20 doplnkových elektrických vodičov 24. Vnútorný nosný a ochranný plášť 3 je odizolovaný doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10 a následne elektroizolačnou vrstvou 9 od vnútorného priestoru prenosového vedenia kruhového prierezu.
Tento vnútorný priestor je vyplnený výplňovou elektroizolačnou hmotou 11, v ktorej je paralelne uložená trojica hydraulických vedení 21 s rovnakým priemerom pozostávajúcich z rúrky 5, ktorá je obalená elektroizolačnou vrstvou 9 (ako je zobrazené na obr. 7). Všetky tri hydraulické vedenia 21 sú ďalej obalené v doplnkovej elektroizolačnej vrstve 10, nakaždej z nich je axiálne uložený jeden elektrický kábel 7. Každý elektrický káble 7 obsahuje elektrický vodič vo forme opletú, na ktorom je axiálne uložená doplnková elektroizolačná vrstva, na ktorej je axiálne uložená elektroizolačná vrstva (nezobrazené). Týmto sú vy tvorené tri elektro hydraulické vedenia 6 (ako je zobrazené naobr. 8).
Vo vnútornom priestore prenosového vedenia sa nachádza tiež optické dátovévedenie 8. Optické dátové vedenie 8 obsahujev radiálnom smere dnu ochrannú teflónovú vrstvu 15, pod ktorou je inkonelová chránička 14 obsahujúca gélovú ochrannú výplň 12, v ktorej je uložených šesť optických vlákien 13 (ako je zobrazené
S K 8671 Υ1 na obr. 9)
Elektrohydraulické hybridné vedenia 6 a optické dátové vedenie 8 sú skrútené pod uhlom 10° v smere hodinových ručičiek, nosnéelementy 22 vnútorného nosné hoaochranného plášťa,ako ajdoplnkové elektrické vodiče sú skrútené pod uhlom 5° proti smeru hodinových ručičiek a nosné elementy vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 5° v smere hodinových ručičiek.
Všetky tri rúrky 5 sú z PTFE s oceľovým opletom Doplnková elektroizolačná vrstva 10 je tvorená kaplánovou elektro izolačnou páskou hrúbky 0,1 mm so 60 % preložením vrstiev.
Príklad 5
Na obr. 5 je znázornené elektrohydraulické hybridné prenosové vedenie 25 typuB, systéms trojicou hydraulických vedení, schopný preniesť jedno ažtri médiá (3 x 60 l/niin.) a 3 úrovne prenášanej elektrickej energie.
Prenosové vedenie obsahuje v radiálnom smere smerom dnu vonkajšiu elektroizolačnú ochrannú vrstvu 1, pod ktorou sa nachádza doplnková elektroizolačná vrstva 10, ktorá je uložená na vonkajšom nosnoma ochrannom plášti 2 zloženom z 36 nosných elementov 24 vonkajšieho nosného a ochranného plášťa, pod ktorým je umiestnený vnútorný nosný a ochranný plášť 3 zložený z 18 nosných elementov 22 vnútorného nosného a ochranného plášťa a 18 doplnkových elektrických vodičov 23 usporiadaných striedavo. Vnútorný nosný a ochranný plášť 3 je odizolovaný doplnkovou elektro izolačnou vrstvou 10 a následne elektro izolačnou vrstvou 9 od vnútorného priestoru prenosového vedenia kruhového prierezu.
Tento vnútorný priestor je vyplnený výplňovou elektro izolačnou hmotou 11, v ktorej je paralelne uložená trojica hydraulických vedení 21 s rovnakým priemerom pozostávajúcich z rúrky 5, ktorá je obalená elektroizo lačnou vrstvou 9 (ako je zobrazené na obr. 7). Všetky tri hydraulické vedenia sú ďalej obalené v doplnkovej elektroizolačnej vrstve 10, na ktorej je axiálne uložený elektrický kábel 7. Každý elektrický kábel 7 obsahuje elektrický vodič 4a navinutý vo forme opletú, na ktorom je axiálne uložená doplnková elektroizolačná vrstva 10, na ktorej je axiálne uložená elektroizolačná vrstva 9 (ako je zobrazené na obr. 6a). Týmto sú vytvorené tri elektrohydraulické hybridné vedenia 6 (ako je zobrazené na obr. 8).
Vo vnútornom priestore prenosového vedenia sa samostatne nachádzajú dva ďalšie elektrické káble 7 (ako je zobrazené na obr. 6b). Každý elektrický kábel 7 obsahuje elektrický vodič 4b vo forme medeného jadra s prierezovou plochou 50 mm2, na ktorom je axiálne uložená doplnková elektroizolačná vrstva 10 a následne elektroizolačná vrstva 9 s hrúbkou 2 mm
Vo vnútornom priestore prenosového vedenia sa nachádza tiež optické dátové vedenie 8. Optické dátové vedenie 8 obsahujev radiálnom smere dnu ochrannú teflónovú vrstvu 15, pod ktorou je inkonelová chránička 14 obsahujúca gélovú ochrannú výplň 12, v ktorej je uložených osem optický ch vlákien 13 (ako je zobrazené na obr. 9).
Elektro hydraulické hybridné vedenia 6, elektrické káble 7 a optické dátové vedenie 8 sú skrútené pod uhlom 11° v smere hodinových ručičiek, nosnéelementy 22 vnútorného nosného a ochranného plášťasú skrútené pod uhlom 7° proti smeru hodinových ručičiek a nosnéelementy vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 7° v smere hodinových ručičiek.
Všetky tri rúrky 5 sú zo zliatiny železa. Doplnková elektroizolačná vrstva 10 je tvorenáMICA elektroizolačnou páskou hrúbky 0,25 mm s 50 % preložením vrstiev.
Príklad 6a
Na obrázku 6a je znázornený detail elektrického kábla 7. Elektrický kábel 7 sa skladá z elektrického vodiča 4a vo forme opletú, na ktorom je axiálne uložená doplnková elektroizolačná vrstva 10 a následne elektroizolačná vrstva 9.
Príklad 6b
Na obrázku 6b je znázornený detail elektrického kábla 7. Elektrický kábel 7 sa skladá z elektrického vodiča 4b vo forme medeného jadra, na ktorom je axiálne uložená doplnková elektroizolačná vrstva 10 a následne elektroizolačná vrstva 9.
Príklad 7
Na obr. 7 je znázornené hydraulické vedenie 21, ktoré obsahuje rúrku 5 obalenú elektroizolačnou vrstvou
9.
Príklad 8
Na obr. 8 je znázornené elektrohydraulické vedenie 6. Toto vedenie obsahuje rúrku 5 obalenú elektroizolačnou vrstvou 9. Rúrka 5 s elektroizolačnou vrstvou 9 predstavuje hydraulické vedenie. Hydraulické vedenie je ďalej obalené doplnkovou elektroizolačnou vrstvou 10, na ktorej je axiálne uložený elektrický kábel. Elektrický kábel sa v radiálnom smere von skladá z elektrického vodiča 4 vo forme opletú, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy 10 a elektroizolačnej vrstvy 9.
S K 8671 Υ1
Príklad 9
Na obrázku 9 je znázornené optické dátové vedenie 8. Optické dátové vedenie 8 obsahuje osem optických vlákien 13, ktoré sú uložené v gélovej ochrannej výplni 12 a obalené antikorovou chráničkou 14 s vnútorným priemerom 4 mm, hrúbka steny 0,5 mm Celé je to obalené ešte v teflónovej vrstve 15 s hrúbkou steny 2,5 mm.
Príklad 10a
Na obrázku 10a je znázornených šesť vrchný ch vrstiev hybridného prenosového vedenia typu A aj B. V radiálnom smere smerom vonje usporiadanáelektroizolačná vrstva9, na ktorej sa nachádza doplnková elektroizolačná vrstva 10, na ktorej je usporiadaný nosný a ochranný plášť, ktorý pozostáva z vnútorného nosného a ochranného plášťa 3, na ktorom je usporiadaný vonkajší nosný a ochranný plášť 2. Vnútorný nosný a ochranný plášť 3 pozostáva z 36 nosných elementov 22 vnútorného nosného a ochranného plášťa, usporiadaných tesne, paralelne po obvode vedenia. Vonkajší nosný a ochranný plášť 2 pozostáva z 36 nosných elementov 24 vonkajšieho nosného a ochranného plášťa, usporiadaných tesne, paralelne po obvode vedenia. Na nosnoma ochrannompláštije usporiadaná doplnková elektroizolačná vrstva 10 a následne vonkajšia elektroizolačná vrstva 1.
Príklad 10b
Na obrázku 10b je znázornených šesť vrchných vrstiev hybridného prenosového vedenia typu A aj B, podobne ako na obrázku 10a, s tým rozdielom, že každý druhý nosný element 22 vnútorného nosného a ochranného plášťa je nahradený doplnkovýmelektrickým vodičom 23.
Príklad 11
Na obrázku 11 je znázornený prierez hybridného prenosového vedenia 25 typu B vperspektívnompohľade, z ktorého je vidieť skrútenie jednotlivých vrstiev (vodičov).
Príklad 12
Na obrázku 12 je znázornené hybridné prenosové vedenie 19 vo vrte. Hybridné prenosové vedenie 19 je uložené v čerpacej rúre 18 a spája nadzemnú infraštruktúru 17 s plazmovým zariadením 20 uloženým vo vrte.
Priemyselná využiteľnosť
Zariadenie na prenos tekutín a energií vo vrte podľa tohto technického riešenia sa uplatní v ťažobnom priemysle v oblasti ropného priemyslu pri vykonávaní operácií na vyradenie inštalácií z prevádzky a/alebo vo vrtnom priemysle, napr. v oblasti geotermálny ch vrtov.
S K 8671 Υ1
Zoznam vzťahových značiek:
- vonkajšia elektroizolačná ochranná vrstva
- vonkajší nosný a ochranný plášť
- vnútorný nosný a ochranný plášť
4a - elektrický vodič vo forme opletú
4b- elektrický vodič vo forme pevného jadra
- rúrka
5a- druhá rúrka
- elektrohydraulické vedenie
- elektrický kábel
- optické dátové vedenie
- elektroizolačná vrstva
- doplnková elektroizolačná vrstva
- výplňová elektroizolačná hmota
- gélová ochranná výplň
- optické vlákno
- kovová chránička
- ochrannáplastovávrstva
- vymedzovač polohy
- nadzemná infraštruktúra
- čerpacia rúra
19- hybridné prenosové vedenie typu A
- plazmové zariadenie
- hydraulické vedenie
- nosný element vnútorného nosného a ochranného plášťa
- doplnkový elektrický vodič
- nosný element vonkajšieho nosného a ochranného plášťa
- hybridnéprenosovévedenietypuB

Claims (20)

  1. NÁROKY NA OCHRANU
    1. Hybridné prenosové vedenie (19) typu A pre plazmové zariadenie, vyznačujúce sa tým, že obsahuje v radiálnom smere, smerom von, nasledujúce vrstvy/komponenty v uvedenom poradí: rúrku (5) obalenú elektroizolačnou vrstvou (9), ktoré spolu tvoria hydraulické vedenie (21), doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10), aspoňjeden elektrický kábel (7), ktorý pozostávav radiálnom smere smerom von z: elektrického vodiča (4a) vo forme opletú, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10), elektroizolačnej vrstvy (9); doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10), vnútorný nosný a ochranný plášť (3) zložený z nosných elementov (22) vnútorného nosného aochrannéhoplášťas mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg, vonkajší nosný a ochranný plášť (2) zložený z nosných elementov (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg, doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10), vonkajšiu elektroizolačnú ochrannú vrstvu (1); kde prenosové vedenie ďalej obsahuje mmimálne jedno optické dátové vedenie (8) a mmimálne jeden ďalší elektrický kábel, pričom nosné elementy (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené v jednom smere; a nosné elementy (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené v opačnom smere a kde doplnková elektroizolačná vrstva (10) má dielektrickú pevnosťviac ako 5 kV.
  2. 2. Prenosové vedenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že optické dátové vedenie (8) pozostáva najmenej z dvoch optických vlákien (13) integrovaných do opletú elektrického vodiča (4a).
  3. 3. Prenosové vedenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že optické dátové vedenie (8) obsahuje aspoň dve optické vlákna (13), uložené v gélovej ochrannej výplni(12) a obalené kovovou chráničkou (14) anásledne ochrannou plastovou vrstvou (15), kde optické dátovévedenie (8) je uložené v osihydraulického vedenia pomocou vymedzovača polohy (16).
  4. 4. Prenosové vedenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že v osi hydraulického vedenia (21) je, pomocou vymedzovačov polohy (16), uložené ďalšie hydraulické vedenie (21) tvorené druhou rúrkou (5a) obalenou elektroizolačnou vrstvou (9), pričom priemer druhej rúrky (5a) je 20 % - 75 % priemeru rúrky (5).
  5. 5. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že ďalší elektrický kábel je vo forme doplnkového elektrického vodiča (23), ktorý nahrádza 1 nosný element (22) až 50 % nosných elementov (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa (3).
  6. 6. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž4, vyznačujúce sa tým, že ďalší elektrický kábel je axiálne uložený na prvom elektrickom kábli, oddelený od neho doplnkovou elektroizolačnou vrstvou (10), apozostávav radiálnom smere smerom von z: elektrického vodiča (4a) vo forme opletú, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10) a elektroizolačnej vrstvy (9).
  7. 7. Prenosové vedenie podľa nároovu 5 alebo 6, vyznačujúce sa tým, že obsahuje druhú dvojicu elektrických káblov, usporiadanú axiálne na prvom elektrickom kábli, kde všetky axiálne usporiadané elektrické káble sú navzájom oddelené doplnkovou elektroizolačnou vrstvou (10), a kde všetky axiálne usporiadané elektrické káble pozostávajú v radiálnom smere smerom von z: elektrického vodiča (4a) vo forme opletú, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10) a elektroizolačnej vrstvy (9).
  8. 8. Prenosové vedenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že obsahuje tretiu dvojicu elektrických káblov usporiadaných rovnako ako druhá dvojica elektrických káblov.
  9. 9. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že elementy vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 5° - 10° v smere hodinových ručičiek, výhodne pod uhlom 7°; a nosné elementy vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené pod uhlom 5° - 10° proti smeru hodinových ručičiek, výhodne pod uhlom 7°.
  10. 10. Hybridné prenosové vedenie (25) typu B pre plazmové zariadenie, vyznačujúce sa tým, že v radiálnom smere smerom dnu obsahuje v uvedenom poradí nasledujúce vrstvy/komponenty: vonkajšiu elektroizolačnú ochrannú vrstvu (1), doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10), vonkajší nosný a ochranný plášť (2), zložený z nosných elementov (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg, vnútorný nosný a ochranný plášť (3), zložený z nosných elementov (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa s mechanickou pevnosťou viac ako 1,0 x 106 N-m/kg, doplnkovú elektroizolačnú vrstvu (10), elektroizolačnú vrstvu (9), ktorá vymedzuje vnútorný priestor prenosového vedenia kruhového prierezu; kde vnútorný priestor prenosového vedenia obsahuje: trojicou hydraulických (21) vedení, kde každé vedenie pozostávaz rúrky (5), ktorá je obalená elektroizolačnou (9) vrstvou; aspoň jeden elektrický kábel (7), uložený na hydraulickom vedení (21) a oddelený od neho doplnkovou elektroizolačnou vrstvou (10), kde elektrický kábel (7) pozostávav radiálnom smere smerom von z: elektrického vodiča (4a) vo forme opletú, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10), elektroizolačnej vrstvy (9); aspoň jedno optické dátovévedenie (8), aspoň jeden ďalší elektrický kábel, výplňovú elektroizolačnú hmotu (11), ktorá vypĺňa zvyšok vnútorného priestoru vedenia; pričom hydraulické vedenia, elektro-hydraulické vedenia, elektrické káble, optické dátovévedenie a nosnéelementy (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené v jednom smere; a nosné elementy (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútenév opačnomsmere a kde doplnková elektroizolačná vrstva(10) má dielektrickú pevnosťviac ako 5 kV.
    S K 8671 Υ1
  11. 11. Prenosové vedenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že optické dátové vedenie (8) pozostáva najmenej z dvoch optických vlákien (13) integrovaných do opletú elektrického vodiča (4a).
  12. 12. Prenosové vedenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že optické dátové vedenie (8) obsahuje aspoňdve optické vlákna (13), uložené v gélovej ochrannej výplni (12) a obalené kovovou chráničkou (14) a následne ochrannou plastovou vrstvou, a kde optické dátové vedenie (8) je samostatne uložené vo vnútornom priestore prenosového vedenia.
  13. 13. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 12, vyznačujúce sa tým, že ďalší elektrický kábel je vo forme doplnkového elektrického vodiča (23), ktorý nahrádza 1 nosný element (22) až 50 % nosných elementov (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa (3).
  14. 14. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 12, vyznačujúce sa tým, že ďalší elektrický kábel je axiálne uložený na hydraulickom vedení (21), oddelený od neho doplnkovou elektroizolačnou vrstvou (10) a pozostáva v radiálnom smere smerom von z: elektrického vodiča (4a) vo forme opletú, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10) a elektroizolačnej vrstvy (9).
  15. 15. Prenosové vedenie ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 14, vyz n ač u j ú c e sa tým, že obsahuje druhú dvojicu elektrických káblov uložených vo vnútomompriestore prenosového vedenia, kde každý z dvojice elektrických káblov pozostáva v radiálnom smere smerom von z: elektrického vodiča (4b) vo forme jadra, doplnkovej elektroizolačnej vrstvy (10) a elektroizolačnej vrstvy (9).
  16. 16. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 10 až 15, vyznačujúce sa tým, že hydraulické vedenia, elektrohydraulické vedenia, elektrické vedenia a optické dátové vedenie sú skrútené v smere hodinových ručičiek pod uhlom 10° až 14°, výhodne pod uhlom 11°; nosné elementy (22) vnútorného nosného a ochranného plášťa sú skrútené proti smeru hodinových ručičiek pod uhlom 5° až 10°, výhodne pod uhlom 7°; a nosné elementy (24) vonkajšieho nosného a ochranného plášťa sú skrútené v smere hodinových ručičiek pod uhlom 5° až 10°, výhodne pod uhlom 7°.
  17. 17. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1, 4 alebo 10, vyznačujúce sa tým, že rúrka (5) a druhá rúrka (5a) je každá nezávisle z materiálu vybraného zo skupiny obsahujúcej: zliatiny železa, teflon s oceľovým opletom alebo PTFE s oceľovým opletom
  18. 18. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že doplnkovou elektroizolačnou vrstvou (10) je páska hrúbky 0,1 mm - 0,35 mm, navinutá s 40 - 60 % preložením
  19. 19. Prenosové vedenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že počet elementov vnútorného (22) nosného a ochranného plášťa je 10 - 108.
  20. 20. Prenosovévedenie podľa nárokov 1 alebo 10, vyznačujúce sa tým, že elektrický vodič (4a) vo forme opletú pozostáva zo 100 % až 50 % medených vlákien aO % až 50 % oceľovýchvlákien.
SK50128-2018U 2018-12-04 2018-12-04 Hybridné prenosové vedenie pre plazmové zariadenie SK8671Y1 (sk)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50128-2018U SK8671Y1 (sk) 2018-12-04 2018-12-04 Hybridné prenosové vedenie pre plazmové zariadenie
PCT/SK2019/050014 WO2020117132A1 (en) 2018-12-04 2019-12-04 Hybrid transfer line for plasma equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50128-2018U SK8671Y1 (sk) 2018-12-04 2018-12-04 Hybridné prenosové vedenie pre plazmové zariadenie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK501282018U1 SK501282018U1 (sk) 2019-08-05
SK8671Y1 true SK8671Y1 (sk) 2020-02-04

Family

ID=67432621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50128-2018U SK8671Y1 (sk) 2018-12-04 2018-12-04 Hybridné prenosové vedenie pre plazmové zariadenie

Country Status (2)

Country Link
SK (1) SK8671Y1 (sk)
WO (1) WO2020117132A1 (sk)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1594702A (en) * 1977-09-06 1981-08-05 Standard Telephones Cables Ltd Armoured cables
US4476923A (en) * 1980-07-21 1984-10-16 Walling John B Flexible tubing production system for well installation
US7798234B2 (en) * 2005-11-18 2010-09-21 Shell Oil Company Umbilical assembly, subsea system, and methods of use
EP2454739A4 (en) * 2009-07-16 2015-09-16 3M Innovative Properties Co UNDERWATER CONNECTION CABLE AND METHOD THEREFOR
CN106356118A (zh) * 2016-11-09 2017-01-25 凌卫康 一种三网合一用供水管道
WO2018145736A1 (en) * 2017-02-08 2018-08-16 Prysmian S.P.A. Cable or flexible pipe with improved tensile elements

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020117132A1 (en) 2020-06-11
SK501282018U1 (sk) 2019-08-05
WO2020117132A4 (en) 2020-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3398195B1 (en) Downhole cable with reduced diameter
AU780741B2 (en) Dynamic umbilicals with with internal steel rods
US7324730B2 (en) Optical fiber cables for wellbore applications
US8113273B2 (en) Power cable for high temperature environments
EP3319091B1 (en) Deh piggyback cable
DK2382639T3 (en) Cable for undersea transmission of electrical power with cable reinforcement transition
US4665281A (en) Flexible tubing cable system
US7541543B2 (en) Cables
US11270812B2 (en) Power umbilical with impact protection
US7243716B2 (en) Heated windable rigid duct for transporting fluids, particularly hydrocarbons
US20030116212A1 (en) Fluid conduit
US10361012B2 (en) Downhole cable with integrated non-metallic tube
WO2020013860A1 (en) Power cables for electric submersible pump and systems and methods thereof
SK8671Y1 (sk) Hybridné prenosové vedenie pre plazmové zariadenie
EP3057107B1 (en) Coiled tubing power cable for deep wells
RU2748368C1 (ru) Электрический кабель для вертикальных применений
RU36740U1 (ru) Грузонесущий геофизический кабель
SK289223B6 (sk) Trojfázový napájací kábel vrtného čerpadla