一種潛油電纜的製作方法

2023-06-21 19:56:51

本發明屬於電纜產品領域，具體涉及一種潛油電纜。

背景技術：

潛油電纜或潛油泵電纜，是潛油電泵機組配套使用的專用電纜，敷設於油井中，電纜下端與引接電纜相連，上端與地面控制櫃相連接。油井中工作條件惡劣，常處於高溫、高壓以及含油氣等腐蝕性很強的環境中。潛油泵電力電纜可分為圓形和扁形兩種。受油井套管狹小空間的限制，通常潛油泵電力電纜以扁形為主。現有的潛油電纜通常為如下的結構：

1、導體，導體材料為無氧銅杆拉制而成的導線。

2、包裹導體的絕緣層，絕緣層通常採用的材料是聚丙烯絕緣層或者三元乙丙橡膠絕緣層。

3、阻擋層，阻擋層通常採用聚四氟乙烯(f40)薄膜。

4、護套層，護套層通常採用機械性能良好，耐油性、耐化學腐蝕性強的丁腈橡皮護套或者鉛護套，鉛護套由純鉛或鉛合金製成。

5、鎧裝層，鎧裝層起著一個縱向受力作用，同時對護套層起著關鍵的保護作用，若無鎧裝保護作用，一旦電纜提升起出或壓力突變，護套會溶脹而破裂。

但是現有技術存在一下問題：

1、聚丙烯(pp)絕緣層是熱塑性塑料，適用於-20-100℃的環境中使用，低溫時聚丙烯易脆，高溫時易老化變形。由於銅與聚丙烯直接接觸會加速聚丙烯的老化，所以聚丙烯或改性聚丙烯為絕緣的電纜導線必須鍍錫。

2、三元乙丙橡膠絕緣是目前使用較廣泛的熱固樹脂材料，它具有良好的絕緣性能，可長時間工作於-40-180℃環境中，但乙丙橡膠耐油性差。若採用三元乙丙橡膠為絕緣時，為防止油井下的氣體滲入到導體與絕緣層間隙之間，導體外必須塗覆一層特殊粘接劑，通過連續硫化之後才能使導線與絕緣層緊密地粘接

3、為了保護乙丙橡膠絕緣層，必須要施加一層聚四氟乙烯(f40)薄膜帶作為阻擋層，用聚四氟乙烯薄膜帶繞包於絕緣層外，以阻擋油氣對乙丙橡膠侵入，延長電纜的使用壽命。

因此，現有的潛油電纜結構複雜，特別是其絕緣層和護套層為有機物，不能耐受高溫，使用壽命短。更為關鍵的是，潛油電纜電阻過大，會產生大量的熱，而現有的潛油電纜不能耐受高溫，為了降低電阻，潛油電纜又必須做的很粗。但是受到油井空間非常狹小，潛油泵的電纜接入空間非常狹窄，在進入潛油泵之前必須減小橫截面，利用小橫截面的電纜才能和潛油泵連接，大橫截面的一截電纜被稱作大扁電纜，較小橫截面的一截電纜稱為小扁電纜。這又造成了兩個問題，一方面是小扁電纜截面積小，電阻增大，容易發熱。另一方面，必須做大扁電纜和小扁電纜之間設置一個轉換接頭。轉換接頭再次增大了電阻，導致電能損失，也增加了整個潛油泵系統的故障率。

技術實現要素：

本發明的目的在於：提供一種結構簡單，能夠耐高溫、耐高壓、耐油、耐腐蝕，能夠用較小截面積輸送大電能的潛油電纜。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種潛油電纜，包括三根輸電線和緊密包裹所述輸電線的鎧裝護套，所述輸電線包括輸電線護套、填充在所述輸電線護套內的填充層、設置在所述填充層中的導線；其中，所述輸電線護套為不鏽鋼護套、銅護套、鎳護套，鉛護套中的一種，所述填充層為氧化鎂粉末或二氧化矽粉末中的一種或上述兩種混合物。

進一步地，在本發明一種優選的實施方式中，所述鎧裝護套為緊密纏繞所述輸電線的不鏽鋼帶或不鏽鋼編織絲或鉛帶。

進一步地，在本發明一種優選的實施方式中，所述輸電線護套為不鏽鋼護套，所述不鏽鋼護套外壁有抗氧化層。

進一步地，在本發明一種優選的實施方式中，所述導線為銅、鋁、銀合金中的一種。

進一步地，在本發明一種優選的實施方式中，所述輸電線並排或呈等腰三角形排列。

進一步地，在本發明一種優選的實施方式中，所述輸電線的填充層為氧化鎂粉末或二氧化矽粉末中的一種或上述兩種混合物，所述氧化鎂粉末的粉末密度不小於2.6g/ml。

進一步地，在本發明一種優選的實施方式中，所述氧化鎂粉末的粉末密度為2.6-3g/ml。

本發明提供的潛油電纜，包括三根輸電線和緊密包裹輸電線的鎧裝護套，輸電線包括輸電線護套、填充在輸電線護套內的填充層、設置在填充層中的導線；其中，輸電線護套為不鏽鋼護套、銅護套、鎳護套，鉛護套中的一種，填充層為氧化鎂粉末或二氧化矽粉末中的一種或上述兩種混合物。相較於現有的潛油電纜，本發明具有較高的機械強度、較強的耐高溫能力和較強的耐腐蝕性能，其輸電線護套採用耐腐蝕的金屬材料製成，從根本上解決了老化問題。其結構也比現有的潛油電纜簡單，無須專用的聚四氟乙烯阻擋層。本發明能夠適用於額定電壓220v至5kv的潛油泵機組配套供電，特別是電纜本身具備耐油、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、高強度的優良電氣性能，非常適用於井下高溫區，長期工作溫度可以達到650℃。同比普通潛油電纜使用壽命可達到10倍以上，長期工作溫度比普通潛油電纜高出10倍以上。而且，由於本發明的產品能夠耐受高溫，所以可以使用較小的橫截面積傳輸大電能，能夠摒棄傳統潛油泵系統中的大扁電纜和小扁電纜及大扁電纜和小扁電纜接頭結構，直接使用橫截面較小的潛油電纜即可實現電能的輸送。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是為了更好地理解本發明，而不應該理解為對本發明的限制。對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一種優選實施方式的結構示意圖；

圖2是本發明一種優選實施方式的剖視圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。

現有的潛油電纜結構複雜，特別是其絕緣層和護套層為有機物，不能耐受高溫，使用壽命短。更為關鍵的是，潛油電纜電阻過大，會產生大量的熱，而現有的潛油電纜不能耐受高溫，為了降低電阻，潛油電纜又必須做的很粗。但是受到油井空間非常狹小，潛油泵的電纜接入空間非常狹窄，在進入潛油泵之前必須減小橫截面，利用小橫截面的電纜才能和潛油泵連接，大橫截面的一截電纜被稱作大扁電纜，較小橫截面的一截電纜稱為小扁電纜。這又造成了兩個問題，一方面是小扁電纜截面積小，電阻增大，容易發熱。另一方面，必須做大扁電纜和小扁電纜之間設置一個轉換接頭。轉換接頭再次增大了電阻，導致電能損失，也增加了整個潛油泵系統的故障率。

請參考圖1和圖2，本實施例提供的潛油電纜很好地解決的上述問題，其包括三根輸電線和緊密包裹輸電線的鎧裝護套4，輸電線包括輸電線護套3、填充在輸電線護套3內的填充層2、設置在填充層2中的導線1；其中，輸電線護套3為不鏽鋼護套、銅護套、鎳護套，鉛護套中的一種，填充層2為氧化鎂粉末或二氧化矽粉末中的一種或上述兩種混合物

相較於現有的潛油電纜，本發明的輸電線護套3採用耐腐蝕的金屬材料製成，從根本上解決了老化問題。氧化鎂粉末或二氧化矽粉末中的一種或上述兩種混合物的填充層為絕緣填充層2，在溫度高達兩千多攝氏度的時候仍然能夠保持穩定不變，比傳統的有機物絕緣套更具有優勢。其結構也比現有的潛油電纜簡單，無須專用的聚四氟乙烯阻擋層。本實施例的潛油電纜能夠適用於額定電壓220kv至5kv的潛油泵機組配套供電，特別是電纜本身具備耐油、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、高強度的優良電氣性能，非常適用於井下高溫區，長期工作溫度可以達到650℃。同比普通潛油電纜使用壽命可達到10倍以上，長期工作溫度比普通潛油電纜高出10倍以上。

由於本發明的產品能夠耐受高溫，所以可以使用較小的橫截面積傳輸大電能，在本發明的一種實施方式中，直接使用橫截面較小，甚至小於傳統的小扁電纜橫截面積的潛油電纜即可與潛油泵相連，實現電能的輸送。能夠完全摒棄傳統潛油泵系統中的大扁電纜和小扁電纜及大扁電纜和小扁電纜接頭結構，可以顯著降低潛油泵系統的故障率。

本實施例可以進行如下的優化：

鎧裝護套4優選緊密纏繞輸電線的不鏽鋼帶或不鏽鋼編織絲或鉛帶。

輸電線護套3優選不鏽鋼護套，不鏽鋼護套外壁有抗氧化層31。不鏽鋼護套和抗氧化層31具有極強的耐高溫和耐腐蝕性能。

導線1為銅、鋁、銀合金中的一種，優選為銅。

優選地，輸電線並排或呈等腰三角形排列。

優選地，輸電線的填充層2為氧化鎂粉末或二氧化矽粉末中的一種或上述兩種混合物，粉末密度不小於2.6g/ml。粉末的粉末密度越高，輸電線的強度越高，絕緣性能也越好。在本發明一種優選的實施方式中，氧化鎂粉末或二氧化矽粉末中的一種或上述兩種混合物。粉末的粉末密度為2.6-3g/ml。

以上所述僅僅是本申請的具體實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下所做出的無須創造性勞動的改進都視為本申請的保護範圍。