RU219515U1

RU219515U1 - Oil submersible cable

Info

Publication number: RU219515U1
Application number: RU2023108010U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Батуев; Марина Александровна Кайгородова; Александр Александрович Азанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Камский кабель"
Filing date: 2023-03-31
Publication date: 2023-07-21

Abstract

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а именно к кабелям для установок погружных электронасосов, предназначенным для подачи электрической энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти. Номинальное рабочее напряжение переменного тока номинальной частоты 70 ГЦ - до 4 кВ. Кабели предназначены для эксплуатации в скважинной жидкости, содержащей нефть, воду и газ. Кабель для установок погружных электронасосов, содержащий токопроводящие жилы, двухслойную изоляцию каждой жилы, состоящую из химически сшиваемого полиэтилена и блоксополимера пропилена с этиленом, общую подушку и броню. Поверх двухслойной изоляции на каждую жилу наложена оболочка из фторопласта, а токопроводящие жилы, покрытые двухслойной изоляцией и оболочкой, расположены параллельно в одной плоскости. Технический результат: изготовление кабеля с изоляцией, стойкой к разрушению, и, как следствие, обладающего увеличенным рабочим ресурсом. 3 з.п. ф-лы.The utility model relates to the cable branch of the electrical industry, namely to cables for installations of submersible electric pumps designed to supply electrical energy to submersible electric motors of oil production installations. Rated operating voltage of alternating current with a rated frequency of 70 Hz - up to 4 kV. The cables are designed for operation in well fluid containing oil, water and gas. Cable for installations of submersible electric pumps, containing conductive cores, two-layer insulation of each core, consisting of chemically cross-linked polyethylene and propylene-ethylene block copolymer, a common cushion and armor. On top of the two-layer insulation, a PTFE sheath is applied to each core, and the conductive cores covered with two-layer insulation and sheath are located parallel in one plane. EFFECT: production of a cable with insulation resistant to destruction, and, as a result, having an increased working resource. 3 w.p. f-ly.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а именно к кабелям для установок погружных электронасосов, предназначенным для подачи электрической энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти. Номинальное рабочее напряжение переменного тока номинальной частоты 70 ГЦ - до 4 кВ. Кабели предназначены для эксплуатации в скважинной жидкости, содержащей нефть, воду и газ.The utility model relates to the cable branch of the electrical industry, namely to cables for installations of submersible electric pumps designed to supply electrical energy to submersible electric motors of oil production installations. Rated operating voltage of alternating current with a rated frequency of 70 Hz - up to 4 kV. The cables are designed for operation in well fluid containing oil, water and gas.

Уровень техникиState of the art

Из предшествующего уровня техники известны нефтепогружные кабели, например, кабель марки КПпБПТ-120, содержащий медные токопроводящие жилы, двухслойную изоляцию из композиции блоксополимера пропилена с этиленом, жилы которого уложены параллельно, содержащий броню (номенклатурный каталог ООО «Камский кабель» 2022, https://www.kamkabel.ru/netcat_files/userfiles/Kamkabel_obschiy_katalog_2022.pdf).Oil submersible cables are known from the prior art, for example, a cable of the KPpBPT-120 brand, containing copper conductors, two-layer insulation from the composition of a propylene block copolymer with ethylene, the conductors of which are laid in parallel, containing armor (nomenclature catalog of Kamsky cable LLC 2022, https:/ /www.kamkabel.ru/netcat_files/userfiles/Kamkabel_obschiy_katalog_2022.pdf).

Недостатком известного кабеля является материал изоляции, имеющий недостаточно высокую термостойкость, кабель обеспечивает длительно допустимую температуру нагрева жил - 120°С.The disadvantage of the known cable is the insulation material, which has insufficiently high heat resistance, the cable provides a long-term permissible heating temperature of the conductors - 120°C.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель марки КПвПпБП-130, содержащий медные жилы, двухслойную изоляцию: 1 слой из композиции химически сшитого полиэтилена, 2 слой из композиции блоксополимера пропилена с этиленом стойкого к воздействию ионов меди, подушку, броню из профилированной стальной оцинкованной ленты (ООО «Камский кабель», www.kamkabel.ru, кабель КПвПпБП-130, (номенклатурный каталог ООО «Камский кабель» 2022, https://www.kamkabel.ru/netcat_files/userfiles/Kamkabel_obschiy_katalog_2022.pdf).The closest analogue (prototype) is a cable brand KPvPpBP-130, containing copper conductors, two-layer insulation: 1 layer of a composition of chemically cross-linked polyethylene, 2 layer of a composition of a block copolymer of propylene with ethylene resistant to copper ions, a pillow, armor made of profiled galvanized steel tape (LLC "Kamsky cable", www.kamkabel.ru, cable KPvPpBP-130, (nomenclature catalog of LLC "Kamsky cable" 2022, https://www.kamkabel.ru/netcat_files/userfiles/Kamkabel_obschiy_katalog_2022.pdf).

Признаки известного кабеля, являющиеся общими с признаками заявляемой полезной модели, заключаются в том, что кабель содержит двухслойную изоляцию, подушку и броню.The features of the known cable, which are common with the features of the claimed utility model, are that the cable contains two-layer insulation, a pillow and armor.

Отличием и недостатком данной конструкции является отсутствие защитной оболочки. Известный кабель обеспечивает длительно допустимую температуру нагрева жил - 130°С.The difference and disadvantage of this design is the lack of a protective shell. Known cable provides a long-term permissible heating temperature of the conductors - 130°C.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении допустимой температуры нагрева жил, а также надежности и эксплуатационных характеристик нефтепогружного кабеля.The task to be solved by the claimed technical solution is to increase the allowable heating temperature of the conductors, as well as the reliability and performance characteristics of the oil submersible cable.

Данная задача достигается за счет того, что кабель для установок погружных электронасосов содержит токопроводящие жилы, двухслойную изоляцию каждой жилы, состоящую из химически сшиваемого полиэтилена и блоксополимера пропилена с этиленом, фторопластовую оболочку, общую подушку и броню.This task is achieved due to the fact that the cable for installations of submersible electric pumps contains conductive cores, a two-layer insulation of each core, consisting of chemically crosslinked polyethylene and a propylene-ethylene block copolymer, a fluoroplastic sheath, a common cushion and armor.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является изготовление кабеля с изоляцией, стойкой к разрушению, и как следствие, обладающего увеличенным рабочим ресурсом.The technical result provided by the given combination of features is the manufacture of a cable with insulation that is resistant to destruction, and as a result, having an increased working life.

Заявляемая конструкция нефтепогружного кабеля предназначена для эксплуатации в среде, содержащей нефть, воду, газ (пластовые жидкости) при одновременном воздействии температуры, гидростатического давления и газового фактора.The inventive design of the oil submersible cable is intended for operation in an environment containing oil, water, gas (reservoir fluids) while being exposed to temperature, hydrostatic pressure and gas factor.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model

Токопроводящие жилы кабеля выполнены из медных проволок или из медных луженых проволок. Применение медной луженой жилы защищает изоляцию от разрушения ионами меди при высоких температурах эксплуатации, что приводит к увеличению рабочего ресурса кабеля.The conductors of the cable are made of copper wires or tinned copper wires. The use of a tinned copper core protects the insulation from destruction by copper ions at high operating temperatures, which leads to an increase in the working life of the cable.

Изоляция кабеля состоит из двух слоев: химически сшиваемого полиэтилена и блоксополимера пропилена с этиленом. Благодаря сетчатой структуре химически сшитый полиэтилен устойчив к старению при повышенной температуре, обладает термоустойчивостью и устойчивостью к высокому давлению, высокой устойчивостью к воздействию химических веществ. Кроме того, сшитый полиэтилен устойчив к воздействию ионов меди, благодаря чему изоляция из силанольносшитого полиэтилена устойчива к процессу старения и изолирует контакт второго слоя изоляции с медной жилой. В то же время, изоляция из блоксополимера пропилена с этиленом более устойчива к воздействию нефтяной агрессивной среды и повышенной температуры, что позволяет использовать кабели в скважинных условиях, т.е. использование двухслойной изоляции в нефтепогружных кабелях с первым слоем из силанольносшитого полиэтилена, устойчивого к ионам меди и вторым слоем из блоксополимера пропилена с этиленом, устойчивого к действию повышенных температур, обеспечивает работу кабеля в необходимом температурном режиме, повышает эксплуатационную надежность и срок службы кабеля.Cable insulation consists of two layers: chemically crosslinked polyethylene and block copolymer of propylene with ethylene. Due to the network structure, chemically cross-linked polyethylene is resistant to aging at elevated temperatures, has thermal and high pressure resistance, and high resistance to chemicals. In addition, the cross-linked polyethylene is resistant to copper ions, so the silanol-cross-linked polyethylene insulation is resistant to the aging process and insulates the contact of the second layer of insulation with the copper core. At the same time, the insulation of the block copolymer of propylene with ethylene is more resistant to the effects of aggressive oil environment and elevated temperatures, which allows the cables to be used in downhole conditions, i.e. The use of two-layer insulation in oil submersible cables with the first layer of silanol-crosslinked polyethylene resistant to copper ions and the second layer of propylene-ethylene block copolymer resistant to elevated temperatures ensures the operation of the cable in the required temperature regime, increases the operational reliability and service life of the cable.

Поверх двухслойной изоляции расположена оболочка, выполненная из экструдируемого фторопласта. Оболочка служит дополнительной защитой изоляции от разрушения после контакта с нефтепродуктами, также увеличивает герметичность кабеля. Фторопласт стоек к воздействию нефтепродуктов и имеет практически нулевое набухание при воздействии агрессивных жидкостей, поэтому при эксплуатации кабеля снижается риск проникновения нефтепродуктов к слоям изоляции, снижается риск ее разрушения. Благодаря такой дополнительной защите увеличивается надежность кабеля и его рабочий ресурс.On top of the two-layer insulation is a shell made of extruded fluoroplast. The sheath serves as additional insulation protection against destruction after contact with oil products, and also increases the tightness of the cable. Fluoroplast is resistant to oil products and has practically zero swelling when exposed to aggressive liquids, therefore, during cable operation, the risk of oil products penetration to insulation layers is reduced, and the risk of its destruction is reduced. Thanks to this additional protection, the reliability of the cable and its working life are increased.

Изолированные жилы, покрытые двухслойной изоляцией и оболочкой, уложены параллельно и в одной плоскости. Уложенные жилы имеют общую подушку под броню в виде обмотки лентами из нетканого полотна и броню, выполненную из профилированных стальных оцинкованных или коррозионностойких лент. Подушка под броню может быть выполнена из двух и более лент нетканого полотна, что является дополнительной защитой оболочки кабеля от механических повреждений при наложении брони.Insulated conductors, covered with two-layer insulation and sheath, are laid parallel and in the same plane. The laid cores have a common cushion for armor in the form of wrapping with tapes of non-woven fabric and armor made of profiled galvanized steel or corrosion-resistant tapes. The armor cushion can be made of two or more non-woven fabric tapes, which is an additional protection of the cable sheath from mechanical damage when armor is applied.

Броня кабеля обеспечивает его защиту от механических повреждений, а как следствие, и защиту всех внутренних слоев кабеля от разрушения, что также увеличивает рабочий ресурс.The armor of the cable provides its protection from mechanical damage, and as a result, the protection of all internal layers of the cable from destruction, which also increases the working life.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

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, а также оболочка из фторопласта. 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 operations such as drawing copper wire on drawing machines. Two layers of insulation are applied by extrusion, as well as a PTFE sheath. The pillow under the armor is applied by winding. The armored tape is profiled and superimposed on the workpiece in an anti-seize lock by winding.

Claims

1. Cable for installations of submersible electric pumps, containing conductive cores, two-layer insulation of each core, consisting of chemically cross-linked polyethylene and propylene block copolymer with ethylene, a common pillow and armor, characterized in that a PTFE sheath is applied over the two-layer insulation on each core, and conductive cores covered with two-layer insulation and sheath are located parallel in one plane.

2. The cable according to claim 1, characterized in that the conductive core is made of tinned copper.

3. Cable according to claim 1, characterized in that the armor pad is made of at least two strips of non-woven fabric.

4. Cable according to claim 1, characterized in that the armor is made of galvanized steel tapes.