Электрический кабель для установок погружных электронасосов

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к подземному оборудованию нефтяных скважин и может быть использована для питания двигателей нефтяных электронасосов, в т.ч. в условиях импульсных перегревов.
В процессе эксплуатации кабелей для установок погружных электронасосов возможны режимы значительного импульсного повышения температуры. Данные режимы возникают в случае возрастания нагрузки на электронасос. В режиме возрастания нагрузки на электронасос возрастает рабочий ток электродвигателя до значений превышающих номинальные, что при водит к нагреву электродвигателя, и далее кабеля за счёт внешнего теплового потока, так и собственного выделения тепла при прохождении по материалу токопроводящей жилы повышенного значения тока. Данные импульсные перегревы, как правило, возникают в зоне скважины прилегающей к электродвигателю и насосу.
Известен электрический кабель для установок погружных электронасосов - патент РФ на полезную модель NQ 31173, кл. НОIВ 7/00, 2003. Кабель содержит уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта двумя слоями изоляции и металлической оболочкой, заключенные в общую броню из коррозионностойкой металлической ленты, первый слой изоляции жил выполнен из фторопласта, второй слой - из этиленпропиленовой резины, а оболочки - из меди или стали, при этом оболочки имеют поперечные гофры.
Наиболее близким аналогом является электрический кабель для установок погружных электронасосов - патент рф на полезную модель NQ 62478, кл. НОIВ 7/00,2006. Кабель содержит уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией и заключенные в общую броню из металлической ленты, изоляция состоит из термообработанных четырех слоев полиамидно-фторопластовой пленки, наложенных непосредственно на токопроводящую жилу, поверх которых наложен слой из экструдируемого фторполимера.
Недостатком известных конструкций кабелей является, что изоляция токопроводящих жил выполнена из фторполимеров, обладающих слабой механической прочностью,
имеющих свойство деформации геометрических размеров под воздействием механической нагрузки (хладотекучесть), что снижает надёжность кабеля
Целью настоящей полезной модели является создание электрического кабеля для установок погружных электронасосов, который сохранил бы положительные качества известной конструкции кабеля, но в тоже время был бы более надежен и устойчив в экстремальных режимах эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что электрический кабель для установок погружных электронасосов содержит уложенные параллельно три изолированные токопроводящие жилы, защитную подушку, выполненную из синтетического нетканного материала, и металлическую броню, выполненную из коррозионностойкой стальной ленты, 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.
При этом первый слой изоляции выполнен из полимеров группы полиэфиримидов, или полиамидимидов, или их комбинации, и формируется методом нанесения полимера из раствора толщиной не более 0,08 мм. Толщина второго слоя изоляции составляет не более 0,8 мм, а толщина слоя свинца, нанесённого методом экструзии, составляет 0,6-0,8 мм.
Конкретный выбор материала термореактивного слоя производится в зависимости от условий эксплуатации. Применение термореактивного слоя в качестве первого слоя изоляции позволяет снизить толщину электроизоляционного слоя до радиального значения, не превышающего 0,08 мм; снизить массогабаритные характеристики кабеля; повысить рабочие температуры изолированной токопроводящей жилы до 150 ОС, кратковременно до 270 ОС; повысить надёжность кабеля при кратковременном воздействии повышенных температур и снизить вероятность короткого замыкания и возникновения пожара по этой причине.
Используемые в данной конструкции полимеры имеют более высокие значения электрического сопротивления в исходном состоянии. В данных полимерах снижение электрического сопротивления происходит при более высоких значениях температур. В данных полимерах отсутствует свойство хладотекучести, что сохраняет их высокие значения механической прочности на продавливание при высоких значениях температур.
Сочетание данных факторов обеспечивает более высокую надёжность кабелей в диапазоне рабочих температур и обеспечивает работоспособность кабеля в экстремальных режимах работы, при температурах превышающих рабочие значения кабеля.
На фиг. 1 показан в поперечном сечении электрический кабель для установок погружных электронасосов.
Кабель содержит уложенные параллельно три изолированные токопроводящие жилы 1, каждая из которых покрыта двухслойной изоляцией и слоем 2 свинца поверх изоляции. Первый контактирующий с жилой 1 слой изоляции 3 выполнен из термореактивного полимера, а второй слой изоляции 4 выполнен из термопластичного полимера. Поверх жил 1 наложены защитная подушка 5, выполненная из синтетического нетканного материала, и металлическая броня 6, выполненная из коррозионностойкой стальной ленты.
В данной конструкции термореактивный слой изоляции 3 обеспечивает необходимый уровень электрических характеристик, предотвращает возможность возникновения короткого замыкания между токопроводящими жилами в кабеле или конструкционными частями электротехнического изделия в экстремальных режимах эксплуатации, сопровождаемыми перегревами, превышающими эксплуатационные характеристики второго слоя изоляции 4. Благодаря высокому уровню электрических характеристик первого слоя изоляции 3 и устойчивости к температурным перегревам, деформация второго слоя изоляции 4 под воздействием температуры не приводит к потере эксплуатационных характеристик кабеля. Благодаря высокому уровню электрических характеристик первого слоя изоляции 3, появилась возможность снижения толщины второго слоя изоляции 4.
Предлагаемая конструкция кабеля имеет меньшие, в сравнении с известным аналогом габариты, более надежна в эксплуатации и устойчива к экстремальным режимам эксплуатации.