ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ ДЛЯ УСТАНОВОК ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к кабельной технике и может быть использована для питания погружных систем, работающих в условиях повышенных температур и агрессивных сред, а более конкретно - для подачи электрической энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти, водоподъема и перекачки жидкостей из шурфов, резервуаров и водоемов.
Уровень техники
Известен кабель электрический для установок погружных электронасосов (патент RU 61461, опубл. 27.02.2007), который содержит три скрученные между собой или уложенные параллельно токопроводящие жилы. Каждая жила покрыта двумя слоями изоляции из композиции блоксополимера (сополимера) пропилена с этиленом. Для защиты от непосредственного воздействия скважинной жидкости и газового фактора поверх второго основного слоя изоляции наложена дополнительная изоляция из лент полиэтилентерефталатной пленки. Сверху изолированных токопроводящих жил общая подушка и общая броня из профилированной стальной оцинкованной ленты.
Недостатком известного кабеля является возможность проникновения агрессивной жидкости к основному слою изоляции, так как защитные слои наложены методом обмотки лентами, что не позволяет получить сплошность покрытия, что снижает надежность конструкции.
Известен электрический кабель для погружных электронасосов (патент RU 106431, опубл. 10.07.2011), который содержит три скрученные между собой или расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, два основных слоя изоляции из силанольносшитого полиэтилена низкого давления и два защитных слоя изоляции, первый из которых выполнен из фторопластовой пленки, а второй - из полиэтилентерефталатной пленки. Токопроводящие изолированные жилы заключены в общую броню из стальной оцинкованной ленты, наложенную на общую подушку. В варианте исполнения непосредственно на каждую жилу нанесена дополнительная эмалево-пленочная или пленочная полиимидно-фторопластовая изоляция.
Наличие двух защитных слоев из прочных, термостойких и устойчивых к воздействию скважинной жидкости материалов повышает надежность и срок службы кабеля. Однако использование основной изоляции для токопроводящих жил из полиэтилена в кабеле ограничивает его работу при повышенной температуре в среде одновременного многофакторного влияния скважинной жидкости, содержащей нефть, воду, соли и газ.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является электрический кабель (патент RU 43995, опубл. 10.02.2005), который содержит три скрученные или расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых имеет два основных изоляционных слоя из композиции блоксополимера пропилена с этиленом и два защитных слоя. Первый защитный слой нанесен поверх второго основного изоляционного слоя и выполнен из фторопластовой пленки. Второй защитный слой предназначен для механической защиты первого защитного слоя и выполнен в виде подушки из поливинилхлоридного пластика. Поверх токопроводящих жил наложена общая обмотка из лент нетканого клееного полотна, а сверху обмотки - общая броня.
Надежность электрического кабеля обеспечена двумя защитными слоями, которые защищают основную изоляцию кабеля от воздействия агрессивных нефтегазосодержащих жидкостей, а также применением в качестве основной его изоляции такого материала, как блоксополимер пропилена с этиленом.
Недостатком известного технического решения являются сравнительно низкие показатели механической прочности, термостойкости и стойкости к химическим воздействиям второго защитного слоя, выполненного из поливинилхлоридного пластика с термостойкостью до +105°С.
Сущность полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является усовершенствование существующих конструкций электрического кабеля, обладающего повышенной термостойкостью, прочностью и стойкостью к химическим воздействиям защитного слоя кабеля.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленной полезной модели, заключается в повышении ее надежности и увеличении срока службы.
Технический результат достигается тем, что в электрическом кабеле для установок погружных электронасосов, содержащем три скрученные или расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых имеет два основных изоляционных слоя, выполненные из композиции блоксополимера пропилена с этиленом, и защитный слой, наложенный поверх второго основного изоляционного слоя, общую обмотку и общую броню, согласно предложенному решению, защитный слой для каждой токопроводящей жилы выполнен из экструдированного фторопласта.
Фторопласты имеет высокую термостойкость в пределах температур от плюс 140 до 250°С, высокие диэлектрические показатели в широком диапазоне температур и высокую химическую стойкость. Защитный слой, выполненный из фторопласта методом экструзии, обладает повышенной прочностью и долговечностью за счет своей сплошности покрытия в сравнении с защитным слоем, выполненным методом обмотки лентами из фторопласта и поливинилхлоридного пластиката.
Высокие показатели термостойкости и устойчивости к воздействию нефтяной агрессивной среды основной изоляции токопроводящих жил и защитного слоя в совокупности позволяют повысить рабочую температуру кабеля, его надежность и срок службы.
Заявителю не известны конструкции кабелей, представляющих совокупность существенных признаков, характеризующих указанную полезную модель, что говорит о соответствии заявляемого объекта критерию полезной модели «новизна».
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображено поперечное сечение кабеля с параллельным расположением токопроводящих жил, на фиг. 2 - поперечное сечение кабеля со скрученными токопроводящими жилами.
Осуществление полезной модели
Электрический кабель содержит три токопроводящие жилы 1. На каждую токопроводяшую жилу наложен первый изоляционный слой 2, поверх которого наложен второй изоляционный слой 3. Изоляционные слои 2 и 3 выполнены из блоксополимера пропилена с этиленом. Поверх второго изоляционного слоя 3 наложен защитный слой 4 из фторопласта методом экструзии. На токопроводящие изолированные жилы 1 наложена общая обмотка 5 из нетканого клееного полотна и общая броня 6.
Изготовление кабеля осуществляется на базе известного оборудования, материалов и технологий, существующих в кабельной промышленности и используемых в производстве электрических кабелей.
Параметры, характеристики, изготовление, требования к испытаниям и эксплуатации кабеля выбираются и выполняются в соответствии с ГОСТ Р 51777-2001 «Кабели для установок погружных электронасосов».
Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной проволоки. В зависимости от номинального сечения и диаметра жилы могут быть однопроволочные или многопроволочные. Изоляция должна плотно прилегать к токопроводящей жиле 1. Первый изоляционный слой 2 может быть выполнен из блоксополимера пропилена с этиленом марки 02-МК, второй изоляционный слой 3 из блоксополимера пропилена с этиленом - марки 0201 К. Первый и второй изоляционные слои предпочтительно выполнять разного цвета. После наложения изоляционных слоев 2 и 3 накладывают защитный слой 4 из фторопласта методом экструзии. Затем поверх скрученных или расположенных параллельно изолированных токопроводящих жил накладывают общую обмотку 5 из лент нетканого клееного полотна. Броню 6 выполняют из профилированной стальной оцинкованной ленты.
Во время эксплуатации кабеля спуско-подъемные и перемоточные операции производят при температуре воздуха не ниже минус 40°С. Спуск кабеля в скважину и подъем из нее производят плавно, а при креплении кабеля к насосно-компрессорным трубам и свинчивании труб не допускают закручивания кабеля вокруг труб и перекручивания плоского кабеля относительно собственной оси.
Проведенные испытания заявляемого электрического кабеля показали надежную его работу в условиях повышенных температур от 130 до 140°С в агрессивных нефтегазосодержащих жидкостях.
В таблице приведены характеристики заявляемого кабеля и прототипа
3
Данное техническое решение позволяет эксплуатировать кабель при газовом факторе среды более 500 м/т и давлении до 40 МПа, а также обеспечивает снижение набухания в агрессивной среде основного слоя изоляции. Высокие показатели термостойкости и устойчивости к воздействию нефтяной агрессивной среды основной изоляции токопроводящих жил и защитного слоя в совокупности позволяют повысить рабочую температуру кабеля, его надежность и срок службы.
Кабель соответствует критерию полезной модели «промышленная применимость», поскольку он может быть многократно произведен и использован по своему назначению и расширяет арсенал средств.