潛油泵電纜簡介
潛油泵電力電纜是潛油電(diàn)泵機(jī)組配套使(shǐ)用(yòng)的專用電纜,敷設於油井(jǐng)中(zhōng),電纜下端與引接電纜相連,上端與地麵控製櫃相連(lián)接。
潛油泵電纜是油田用於機(jī)械采油設備潛油泵機組的一種專業性很強的特(tè)殊電纜。
油井中工作條件惡劣,常處於高溫、高壓(yā)、,以及含油氣(qì)等腐蝕性很強的環(huán)境中。潛(qián)油泵電力電纜可(kě)分為(wéi)圓形和扁形兩種。受油井套管狹小空間的限製,通常潛油泵電力電纜以扁形為主(zhǔ)。由於扁形(xíng)電纜是非對稱結構,當電力傳輸時,因磁場的不(bú)平衡而產生的(de)電(diàn)磁(cí)感應會引起磁(cí)滯損耗,使電纜發熱。當油井套管尺(chǐ)寸(cùn)允許的情況下宜采用圓形電纜。結構對(duì)稱的圓(yuán)形電纜其產生的電磁場(chǎng)均勻(yún)分布,相互幹擾(rǎo)小,電磁兼容性好,在油井中敷設時也便於收、放線。
結(jié)構
1.導體
導體材料為無氧銅杆拉製而成的導線,由於銅與聚丙烯直接接觸會加速聚丙烯的老化,所以聚丙(bǐng)烯或(huò)改性聚丙烯為絕緣的電纜導線必須鍍錫,若采用三(sān)元乙丙橡膠為絕緣時,為防止油(yóu)井下的氣體滲入到導體與絕緣層間隙之間,導體外應(yīng)塗覆一層特殊粘接劑(jì),通過連續硫化之後(hòu)可使導線與絕緣層緊(jǐn)密地粘接。
2.絕緣層
(1)、聚丙烯絕緣:聚丙烯(PP)絕(jué)緣是熱塑性塑料,適用於-20-100℃的環境中使用,低溫時聚丙烯易脆,高溫時易老化(huà)變形。擠(jǐ)出溫度從擠塑機進料口到機頭一(yī)般為140-220℃,絕緣(yuán)擠出采用擠壓式模具(jù)。
(2)、三元乙(yǐ)丙橡膠絕緣:三元乙丙橡膠絕緣是目前使用較廣(guǎng)泛(fàn)的熱固樹脂材料,它具有良好的絕緣性能,可長(zhǎng)時間工(gōng)作於-40-180℃環境中,但乙丙橡膠耐油性差,可通過導體(tǐ)表麵(miàn)塗敷(fū)粘接劑及(jí)絕緣層外增加一層束緊層(céng)(如聚四氟乙烯薄膜和錦綸絲包帶)來有效地防止其在油井中(zhōng)受熱溶脹。因三元(yuán)乙丙橡膠的粘彈拉伸性小,因此宜采用擠(jǐ)壓式模具,擠橡機的擠出溫度從進料口到機頭一般為60-95℃。
(3)、聚酰亞(yà)胺/F46複合薄膜(mó)+三元乙丙橡膠(jiāo)組合絕緣。在導體外層包覆聚酰亞胺F46複合薄膜後燒結,並進過特(tè)殊結構設計,在薄膜燒結(jié)層外(wài)塗以特殊粘接(jiē)劑,然後(hòu)擠製三元乙丙橡膠。通過連續硫化後(hòu)複合薄膜與三元(yuán)乙(yǐ)丙橡膠能緊密粘接。
3.阻擋層
聚四氟乙烯(F40)薄膜帶具有很好的耐油、耐高溫性(xìng)能,用F40薄膜帶繞包(bāo)於絕緣層外,阻擋油(yóu)氣對乙(yǐ)丙(bǐng)橡膠侵入,延長電纜的(de)使用壽命。
4.護套層
護套采(cǎi)用機械性能良好,耐油性、耐化學腐蝕性強的丁腈橡皮,並要求表(biǎo)麵帶有花鍵式外楞,以防止鎧裝時護套受損,也可增(zēng)加與連鎖(suǒ)鋼帶鎧裝摩擦力,使連鎖鎧裝縱向受力均(jun1)衡。
(1)、鉛護套:鉛護套由純鉛或鉛合金製(zhì)成,鉛護(hù)套應(yīng)無砂眼、裂紋和雜質等缺陷。一般采用連(lián)續式擠鉛機,其連續擠出(chū)溫度為290-390℃。
(2)、丁腈護套(tào):丁腈橡膠護套生產采用擠橡(xiàng)機擠出,連續硫化(huà)管內充以飽和(hé)蒸汽,硫化溫度一般為170-190℃。因丁腈橡膠的粘彈拉伸(shēn)性(xìng)較小,宜采用擠壓式模具(jù)。擠橡(xiàng)機的(de)擠出(chū)溫度從進料口(kǒu)到機頭一(yī)般為50-75℃。
5.鎧(kǎi)裝層
連鎖(suǒ)的鋼帶鎧裝起(qǐ)著一個縱向受力作用,同(tóng)時對護套層起著關鍵的保護作用,若無鎧裝保護作用,一旦(dàn)電纜提升起出或(huò)壓力突變,護套(tào)會溶脹而(ér)破裂。鋼帶鎧裝重疊繞包,重(chóng)疊率>35%,鎧裝後電纜圓整度控製較難,尤其是鉛護套電纜(lǎn)鎧裝後易將鉛層變形。
特(tè)性
潛油泵電纜作為潛油電泵機(jī)組(zǔ)輸送電能的通(tōng)路部分,長期工作在高溫、高壓和具有腐蝕(shí)性氣體的環境中。為(wéi)使電泵機組(zǔ)長期(qī)正常運行,要(yào)求與之相(xiàng)配套的潛油泵電纜有較高的電氣性能:耐高溫、高壓和耐腐蝕性,因此潛油泵電纜與(yǔ)普通動力電纜相(xiàng)比,除具有相同的絕緣性能外,還具有適應油井井下運行(háng)的特殊性,主要(yào)表現在結構和絕緣材料與通用的動力電纜不同。
現狀
目前潛(qián)油泵電(diàn)纜消耗有四個方麵(miàn):一是每年油田新上電泵井;二是油田每年檢(jiǎn)泵周期內需要更新潛油電泵;三是各(gè)油(yóu)田因各種原因電纜電氣擊穿損壞,需要更新和修複電纜;四是(shì)過(guò)去的(de)老油田(tián)仍是目前主要的產油區,這些油田(tián)不斷的開采,自噴能(néng)力減弱,井中含油量較大的減少,為了(le)增加采油量,采用了(le)各種采油的方(fāng)法,用得(dé)最多(duō)的一種是(shì)抽油機(俗稱磕頭機),其(qí)抽油效率(lǜ)較低,而另(lìng)一種是電潛泵機組,它的抽油效(xiào)率較高。由於此類電(diàn)纜(lǎn)不允許(xǔ)接(jiē)頭,依據油井深度每段電纜的采購長度(dù)均在2800m以上,且電纜的使用壽命短,1~1.5年就需要更換。