Силовой электрический кабель для питания электродвигателя погружного насоса

Полезная модель относится к электротехнической промышленности, а именно к конструкции электрического кабеля для питания погружных электрических устройств подземного оборудования нефтяных скважин,  преимущественно, нефтяных насосов.
Известен электрический кабель, предназначенный для питания электродвигателей погружных нефтяных насосов. Этот кабель содержит скрученные между собой или уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта двумя слоями изоляции, охватывающая все жилы подушку из стеклоленты под броню и броню из металлической ленты. Наружный слой изоляции выполнен из экструдированного полиэфирэфиркетона, а внутренний слой изоляции выполнен из экструдированного полифениленсульфида (RU 179392, кл. H01B 7/08, опубликовано 14.05.2018).
Наиболее близким к предложенному устройству является кабель электрический, содержащий три, расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта первым слоем изоляции, выполненным из полимидно-фторопластовой пленки, соединенной с токопроводящей жилой спеканием, вторым слоем изоляции и слоем оболочки, выполненными из фторсополимера и соединенными между собой и с первым слоем изоляции экструзионно, а также общие защитную подушку и бронепокров (RU 2302049, кл.H01B 7/08, опубликовано 27.06.2007).
Оба известных кабеля являются недостаточно прочными.
В настоящее время в электротехнической промышленности усилия разработчиков направлены на решение проблемы по созданию силового кабеля, в частности для нефтехимической и газовой промышленности, обладающего повышенной механической стойкостью.
В процессе выполнения спускоподъемных операций на месторождениях нефти и газа кабель испытывает сильные динамические механические нагрузки, часто приводящие к  выходу из строя кабеля. В случае, когда указанное повреждение выявляется после завершения спускоподъемных операций, это влечет за собой большие экономические и производственные потери и затраты на восстановление поврежденного кабеля.
Решение названной проблемы обеспечено техническим результатом, направленным на увеличение стойкости электрического кабеля к механическому разрушающему воздействию без увеличения его габаритных размеров.
Указанный технический результат достигнут в полезной модели посредством следующей совокупности признаков.
Силовой электрический кабель, предназначенный для питания электродвигателя погружного насоса, также как ближайший аналог, содержит три токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта первым слоем изоляции, выполненным из полимидно-фторопластовой пленки, соединенной с токопроводящей жилой спеканием, вторым слоем изоляции и оболочкой, выполненными из фторсополимера и соединенными между собой и с первым слоем изоляции экструзионно, а также общие защитную подушку и бронепокров.
Отличие предложенного кабеля от известного состоит в том, что он имеет дополнительную оболочку, выполненную из фторсополимера и соединенную с   первой оболочкой экструзионно.
Суммарная толщина пленки первого слоя изоляции составляет 0,20-0,30 мм.
Второй слой изоляции выполнен толщиной 0,35-0,55 мм, первая оболочка выполнен толщиной 0,60-0,80 мм, а дополнительная вторая оболочка  выполнена толщиной 0,70-0,85 мм.
Защитная подушка выполнена из стеклолент, преимущественно из двух стеклолент в четыре слоя, при этом указанные стеклоленты наложены на токопроводящие жилы и друг на друга с перекрытием 50%.
Бронепокров кабеля выполнен из металлической ленты, имеющей продольное ребро жесткости, и наложен на защитную подушку с перекрытием 50% таким образом, что указанное ребро жесткости расположено на открытой части ленты.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично изображено поперечное сечение силового электрического кабеля, на фиг.2 - профиль участка бронепокрова.
Изображенный на фиг.1 силовой электрический кабель состоит из трех токопроводящих жил 1, расположенных в одном ряду. Каждая жила снаружи покрыта сначала двумя слоями изоляции 2,3, а затем двумя оболочками 4,5. Поверх оболочки 5 расположена общая защитная подушка 6. Изолированные и покрытые защитной подушкой жилы имеют снаружи общий бронепокров 7. Токопроводящие жилы 1 изготовлены из меди или из идентичного ей по электротехническим и механическим свойствам металла или сплава. В данном устройстве использованы медные токопроводящие жилы марки ММ. Каждая из этих жил обмотана полимидно-фторопластовой пленкой в виде ленты, суммарной толщиной изоляции 0,20-0,30 мм, с последующим запеканием в печи. В данном устройстве использована пленка с полиимидной основой и нанесенной на нее суспензией из фторсополимера.  Поверх первого слоя 2 изоляции методом экструзии нанесен второй слой 3 изоляции из фторсополимера толщиной 0,35-0,55 мм. Затем на оболочку 4, толщиной 0,60-0,80 мм, методом экструзии нанесена дополнительная оболочка 5 также выполненная из фторсополимера, толщиной 0,70-0,85 мм.
В качестве фторсополимеров могут использоваться следующие: тетрафторэтилен с гексафторпропиленом, поливинилиденфторид, тетрафторэтилен с этиленом, тетрафторэтилен с перфторалкилперфторвиниловыми эфирами.
На все три, расположенные в один ряд и изолированные слоями 2,3 и спрятанные в оболочки 4,5 жилы 1, наложена общая защитная подушка 6, выполненная из стеклоленты. Защитная подушка 6 состоит из двух лент, одна из которых обмотана вокруг трех рядом уложенных изолированных жил с перекрытием 50%, а вторая лента наложена на первую ленту с перекрытием 50%. Поверх защитной подушки 6 расположен бронепокров 7, который изготовлен, например, из оцинкованной стальной ленты, шириной 15 мм, с коэффициентом перекрытия 50%. Эта лента имеет полученное штамповкой продольно расположенное противоударное ребро жесткости 8, работающее одновременно в качестве демпфера, при этом лента наложена на подушку 6 таким образом, чтобы указанное ребро жесткости было расположено на открытой ее части (фиг.2). Также для изготовления бронепокрова могут использоваться ленты из иных коррозийно-стойких металлов или сплавов.
Для увеличения механической прочности бронепокров 7 выполнен из металлической ленты, имеющей противозадирный  профиль в виде перевернутых U-образных ребер жесткости 8 (фиг.2), возвышающихся над плоскостью бронепокрова на 0,2 мм, который обеспечивает устройству одновременно демпфирующую функцию при поперечных и продольных ударах.
При сильных поперечных динамических нагрузках на кабель, может повреждаться оболочка 3, а дополнительная оболочка 4 при этом останется целой, поскольку многослойная оболочка имеет большую защищенность и стойкость к поперечным разрушающим механическим воздействиям. Этому способствует и усиленный демпфирующим ребром 8 бронепокров 7, при этом не ухудшается гибкость кабеля.
Прочностные характеристики предложенного нефтепогружного кабеля позволят использовать его в качестве подвесного оборудования, применимого на более глубоких скважинах с уменьшенным диаметром обсадных колонн, в частности в ходе проведения ремонтных работ с переходами обсадных колонн из вертикального в горизонтальное положение.