Кабель нефтепогружной

Полезная модель относится к кабельной отрасли электротехнической промышленности, а именно к конструкциям кабелей, предназначенных для подключения электрооборудования, используемого при добыче и перекачке нефти (электродвигатели, погружные нефтенасосы, нефтебуры).
Из предшествующего уровня техники известен электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержащий уложенные параллельно три изолированные токопроводящие жилы, защитную подушку, выполненную из синтетического нетканого материала, и металлическую броню, выполненную из коррозионно-стойкой стальной ленты, отличающийся тем, что каждая токопроводящая жила покрыта двухслойной изоляцией и слоем свинца поверх изоляции, при этом контактирующий с жилой первый слой изоляции выполнен из термореактивного полимера, а второй слой изоляции выполнен из термопластичного полимера (патент RU № 195703 «Электрический кабель для установок погружных электронасосов», М.кл. Н01В7/08, опубликованный 04.02.2020).
Признаки известного кабеля, являющиеся общими с признаками заявляемой полезной модели, заключаются в том, что кабель содержит три уложенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы с комбинированной изоляцией, покрытые свинцовой оболочкой, а также содержит общую броню.
Отличием и недостатком данной конструкции является материал изоляции, не обеспечивающий высокую термостойкость кабеля. Из описания полезной модели на прототип следует, что рабочая температура изолированной токопроводящей жилы не превышает 150°С.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является кабель, содержащий медные токопроводящие жилы, изоляцию из маслобензостойкой этиленпропиленовой резины, свинцовую оболочку, обмотку из лент нетканого полотна по свинцовым жилам, подушку из лент нетканого полотна и броню из стальной оцинкованной бронеленты (ООО «Камский кабель», www.kamkabel.ru, кабель КЭСБП-230, стандарт: ТТ ТО/07-36-2006 ГОСТ Р 51777).
Признаки известного кабеля, являющиеся общими с признаками заявляемой полезной модели, заключаются в том, что кабель характеризуется длительно допустимой рабочей температурой 230°С, содержит три уложенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, покрытые свинцовой оболочкой, и содержит общую броню.
Отличием и недостатком данной конструкции является материал изоляции, не обеспечивающий высокие эксплуатационные характеристики кабеля. Максимальное рабочее напряжение переменного тока известного кабеля ограничено значением 3,3 кВ.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении надёжности и эксплуатационных характеристик нефтепогружного кабеля с длительно допустимой рабочей температурой до 230°С, а именно в повышении герметичности, а также номинального рабочего напряжения переменного тока без ухудшения массогабаритных характеристик.
Данная задача достигается за счёт того, что электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержащий токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта резиновой изоляцией на основе этиленпропиленовых каучуков, оболочкой из свинцового сплава и бандажом, уложенные параллельно в одной плоскости, поверх которых расположена подушка под броню и броня из металлических лент, дополнительно содержит подслой в виде эмали, а резиновая изоляция приклеена к эмалевому покрытию жилы.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведённой совокупностью признаков, является повышение герметичности и увеличение номинального рабочего напряжения переменного тока нефтепогружного кабеля до 5 кВ без ухудшения массогабаритных характеристик, что обеспечивается увеличением электрической прочности изоляции за счёт дополнительного подслоя в виде эмалевого покрытия токопроводящей жилы и закрепления на нём резиновой изоляции на основе этиленпропиленовых каучуков с помощью клеевого слоя, а также наличием свинцовой оболочки.
Заявляемая конструкция нефтепогружного кабеля предназначена для эксплуатации в качестве удлинителей и на основную длину кабельной линии в глубоких скважинах со сложными скважинными характеристиками: высокая температура окружающей рабочей жидкости, большое содержание воды, кислот, солей и других агрессивных веществ, повышенное внутрискважинное гидростатическое давление и высокий газовый фактор.
Каждая токопроводящая жила кабеля выполнена из медной проволоки круглого сечения. Изоляция содержит слой из термостойкой эмали, нанесённой на токопроводящую жилу, клеевой слой, и слой резины на основе этиленпропиленовых каучуков. Такое сочетание обеспечивает высокую электрическую прочность и термостойкость изоляции, а также защиту от попадания в подизоляционный слой газа, который при подъёме кабеля из скважины может расширяться, разрушая изоляцию. Поверх изоляции расположена оболочка из свинцового сплава, которая дополнительно предохраняет кабель от воздействия химических соединений, проникновения жидкости и газа, изменения формы и физико-химических свойств изоляции. Изолированные и освинцованные жилы уложены параллельно и в одной плоскости, имеют индивидуальный бандаж в виде обмотки лентами нетканого полотна или лентами прорезиненной невулканизованной ткани. Уложенные жилы имеют общую подушку под броню в виде обмотки стеклолентами или лентами из нетканого полотна или прорезиненной невулканизованной ткани. Для предотвращения механических повреждений кабель оснащён бронёй в виде стальной оцинкованной или коррозионно-стойкой ленты с противозадирным профилем.
Изготовление кабеля осуществляется на базе известного кабельного оборудования и стандартных технологий. Процесс изготовления включает такие операции, как волочение медной проволоки на волочильных машинах, нанесение методом погружения эмальлака со снятием излишков при помощи калибра с последующим запеканием. Клеевой слой наносится поверх эмали также методом погружения со снятием излишков при помощи калибра. На клеевой слой методом экструзии наносится слой резиновой изоляции с последующей термической обработкой. Оболочка из свинцового сплава наносится методом прессования. Бандаж и подушка под броню накладываются методом обмотки. Бронелента профилируется и накладывается на заготовку в противозадирный замок методом обмотки.
Конструкция кабеля по заявляемой полезной модели успешно опробована и изготавливается на предприятии ООО «Камский кабель».