КАБЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ БРОНИРОВАННЫЙ ДЛЯ УСТАНОВОК ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям электрических кабелей, применяемых для подачи электрической энергии к электродвигателям установок добычи нефти на номинальное напряжение 3,3 и 4,0 кВ с диапазоном рабочих частот 35-200 Гц. Длительно допустимая температура нагрева жил кабеля 120°С.
Заявляется кабель электрический бронированный с тремя основными токопроводящими жилами из меди либо термокоррозионностойкого алюминиевого сплава, двуслойной изоляции из блок-сополимера пропилена и этилена, подушкой под броню из ленты нетканого полотна и броней из термостойкого алюминиевого сплава, соответствующий климатическому исполнению и обеспечивающий длительную эксплуатацию в агрессивной среде, стойкость к воздействию химреагентов и ингибиторов.
Ближайшим по технической сущности полезной модели является кабель электрический для установок погружных электронасосов согласно патенту на полезную модель RU №118789, МПК Н01В 7/08, публ. 27.07.2012, содержащий токопроводящие жилы, уложенные параллельно, изоляцию жил и защитную общую оболочку жил, а также общую подушку из нетканого полотна и броню.
К недостаткам прототипа относят большой вес кабеля, пониженную стойкость защитной брони к воздействию агрессивных веществ в скважной жидкости, а именно сероводорода, растворенного углекислого газа, которая снижает эксплуатационные характеристики и область применения электрических кабелей для нефтепогружных насосов.
Технической проблемой, не реализованной в известном устройстве, является невозможность обеспечения высокой технологичности кабеля из-за утяжеления массы кабеля за счет применения оцинкованной брони (сталь, покрытая цинком) в условиях повышенных температур, воздействия агрессивных сред, в том числе, включаемых сероводород и углекислый газ.
Технической задачей полезной модели является создание кабеля электрического бронированного с более высокими эксплуатационными характеристиками и более технологичного за счет снижения массы, со способностью работать в условиях повышенных температур, стойкостью к воздействию агрессивных сред, в том числе, включаемых сероводород и углекислый газ.
Техническая проблема решается за счет того, что в кабеле электрическом бронированном для установок погружных электронасосов, содержащем изолированные, однопроволочные токопроводящие жилы, уложенные параллельно, поверх которых наложена общая подушка под броню из нетканого полотна, и броню, согласно полезной модели, изоляция жил выполнена двуслойной из блок-сополимера пропилена и этилена, при этом броня выполнена повивом по периметру общей подушки под броню из термостойкого алюминиевого сплава, при следующем соотношении легирующих добавок элементов, мас. %: железо (Fe) - 0,26-0,32; кремний (Si) - 0,15-0,25; магний (Mg) - 0,07-0,08; медь (Cu) - 0,01-0,02; цинк (Zn) - 0,005-0,01; никель (Ni) - 0,02-0,04; бор (В) - 0,03-0,05; титан (Ti) - 0,05-0,01, ванадий (V) - 0,02-0,03; марганец (Mn) - 0,01-0,02; хром (Cr) - 0, 05-0,10.
Кроме того, согласно полезной модели, предельная температура нагрева кабеля составляет 120°С.
Как и прототип, кабель электрический для установок погружных электронасосов, содержит токопроводящие жилы, общую подушку под броню, и броню.
В отличие от прототипа, изоляция жил выполнена двуслойной, состоящей из блоксополимера пропилена с этиленом, при этом броня выполнена из термостойкого алюминиевого сплава, что позволяет создать кабель меньшей массы с более высокими эксплуатационными характеристиками, стойкостью к воздействию агрессивных сред, в том числе, включаемых сероводород, углекислый газ.
Использование в составе брони легирующих добавок элементов при следующем соотношении, мас. %: железа (Fe) - 0,26-0,32; кремния (Si) - 0,15-0,25; магния (Mg) - 0,07-0,08; меди (Cu) - 0,01-0,02; цинка (Zn) - 0,005-0,01; никеля (Ni) - 0,02-0,04; бора (В) - 0,03-0,05; титана (Ti) - 0,05-0,01; ванадия (V) - 0,02-0,03; марганца (Mn) - 0,01-0,02; хрома (Cr) - 0,05-0,10 позволяет повысить эксплуатационные характеристики и способность работать в условиях повышенных температур и стойкость к воздействию агрессивных сред.
Кроме того, предельная температура нагрева кабеля составляет 120°С.
На фиг. 1 представлен поперечный разрез кабеля электрического бронированного с изолированными жилами, уложенными параллельно.
На фиг. 2 представлен поперечный разрез кабеля электрического бронированного с изолированными жилами, скрученными между собой.
Устройство содержит однопроволочные токопроводящие жилы из меди либо термокоррозионностойкого алюминиевого сплава (1), двухслойную изоляцию из блок-сополимера пропилена с этиленом (2), подушку под броню из ленты нетканого полотна (3), броню (4) из термостойкого алюминиевого сплава.
Технология изготовления кабеля по полезной модели реализуется следующим образом. Поверх однопроволочной токопроводящей жилы (1) круглой формы из меди либо термокоррозионностойкого алюминиевого сплава методом экструзии наносится в два слоя изоляция (2). Изоляция плотно прилегает к жиле, чем обеспечивает надежную защиту токопроводящих жил. В изоляции не должно быть пор и инородных включений, а на ее поверхности - трещин, вмятин и утолщений, выводящих номинальные размеры изолированной жилы за предельные отклонения, починка изоляции при изготовлении не допускается, слои должны отличаться между собой по цвету. Слои изоляции должны иметь прочную адгезию и не расслаиваться на протяжении гарантийного срока эксплуатации.
Поверх изолированных жил, уложенных параллельно, как показано на фиг. 1, либо скрученных между собой, как показано на фиг. 2, накладывается подушка под броню (3) путем обмотки лентами из нетканого полотна, обеспечивающая защиту изоляции от механических повреждений. Подушка плотно накладывается на изолированные жилы кабеля и должна легко отделяться от них без повреждения.
Далее накладывается броня (4) с перекрытием 40-50% из лент термостойкого алюминиевого сплава, что позволяет снизить массу кабеля и повысить коррозионную стойкость кабеля. Броня должна быть профилирована, иметь ступенчатый противозадирный профиль. Не допускается расхождений, набеганий друг на друга витков брони. Наложенный профиль брони должен гарантировать противозадирное состояние в двух направлениях по длине кабеля.
Готовый кабель подвергается трем циклам испытания, выдерживается напряжением постоянного тока в течение 5 мин. Новый электрический кабель для установок погружных электронасосов прошел всесторонние испытания на кабельных заводах и нефтедобывающих компаниях РФ. Все испытания прошли успешно, достигнут положительный результат. Положительный технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности и технологичности кабеля, способностью работать в условиях повышенных температур, стойкостью к воздействию смены температур от минус 60°С до длительно допустимой температуры нагрева токопроводящей жилы до 120°С, стойкостью к воздействию агрессивных сред, в том числе, включаемых сероводород, углекислый газ, а также обеспечивается стойкость к изгибам и способность выдерживать раздавливающую нагрузку не менее 158 кН (16000 кгс). Планируется производство данных кабелей с поставкой продукции строительными длинами, состоящими из одного отрезка кабеля.
Предлагаемое техническое решение позволяет получить кабель меньшей массы с более высокими эксплуатационными характеристиками и более технологичный со способностью работать в условиях повышенных температур, стойкостью к воздействию агрессивных сред, в том числе, включаемых сероводород, углекислый газ.
Таким образом, заявленный электрический бронированный кабель для установок погружных электронасосов с вышеуказанными отличительными признаками в совокупности с известными признаками, является новым, промышленно применимым и подлежит правовой защите в качестве полезной модели.