НЕФТЕПОГРУЖНОЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкциям кабелей, предназначенным для подачи электрической энергии к погружным электродвигателям установок добычи нефти, водоподъема и перекачки жидкостей из шурфов, резервуаров и водоемов.
Известен электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержащий три скрученные или расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых имеет два основных изоляционных слоя, выполненных из композиции блоксополимера пропилена с этиленом, и защитный слой, наложенный поверх второго основного изоляционного слоя, общую обмотку и общую броню, отличающийся тем, что защитный слой для каждой токопроводящей жилы выполнен из экструдированного фторопласта. (Патент RU 192508, опубликованный 18.09.2019, бюл. №26).
Признаки известного кабеля, являющиеся общими с признаками заявляемой полезной модели, заключаются в том, что кабель содержит три скрученные или уложенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта двумя слоями, выполненными из блоксополимера пропилена с этиленом и одним слоем, выполненным из экструдированного фторопласта, содержит обмотку под броню (подушку) и общую броню.
Отличием от прототипа является наложение индивидуальной обмотки по каждой токопроводящей жиле, что повышает надежность работы нефте-погружного кабеля при работе в агрессивных нефтегазосодержащих жидкостях при температурах близких к максимально допустимым, так как их воздействие приводит к набуханию изоляции, снижению ее электрического сопротивления и электрическому пробою.
Технической задачей заявляемой полезной модели является усовершенствование конструкции и повышение надежности работы нефтепогружного кабеля.
Технический результат достигается тем, что кабель для установок погружных электронасосов, содержащий три скрученные или расположенные параллельно в одной плоскости токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта тремя изоляционными слоями, из которых первые два слоя выполнены из композиции блоксополимера пропилена с этиленом, третий изоляционный слой выполнен из экструдированного фторопласта, обмотку, выполненную индивидуально по каждой токопроводящей жиле с перекрытием не менее 50% подушку под броню и общую броню. При этом токопроводящие жилы могут быть выполнены однопроволочными или многопроволочными, из меди или алюминия или алюминиевого сплава, броня из профилированной стальной оцинкованной или коррозионностойкой нержавеющей ленты, а обмотка и подушка под броню выполнены из нетканого полотна или ПВХ ленты или из любого другого равноценного материала и накладывается обмоткой с перекрытием не менее 50%.
Изоляция токопроводящих жил из блоксополимера пропилена с этиленом применяется как наиболее устойчивая к воздействию нефтяной агрессивной среды и воздействию повышенных температур, причем подбор разных марок блоксополимера пропилена с этиленом в двух слоях изоляции позволяет обеспечить наиболее полную защиту токопроводящих жил от воздействия агрессивных нефтегазосодержащих жидкостей и повышенной температуры.
Третий слой изоляции, выполненный из экструдированного фторопласта имеет высокую термостойкость в пределах температур от плюс 140°С до 250°С, высокие диэлектрические показатели в широком диапазоне температур и высокую химическую стойкость, поэтому дополнительный слой изоляции, выполненный из фторопласта методом экструзии, обладает повышенной прочностью и долговечностью за счет своей сплошности покрытия.
Высокие показатели термостойкости и устойчивости к воздействию нефтяной агрессивной среды всех слоев изоляции токопроводящих жил в совокупности позволяют повысить рабочую температуру кабеля, его надежность и срок службы.
Но при эксплуатации кабелей вследствие длительного воздействия скважинной жидкости происходит разбухание изоляции кабеля, т.к. броня образует закрытое пространство для изолированных жил, изоляция деформируется, заполняя свободное пространство. Изоляция крайних жил сдавливают среднюю жилу, и профиль последней приобретает квадратную форму, причем толщина изоляции в местах соприкосновения жил истирается и уменьшается. Это может привести к электрическому пробою изоляции и, как следствие к отказу установки.
То же, только в меньшей степени, происходит и без воздействия скважинной жидкости вследствие температурного расширения материалов изоляции при нагреве кабеля.
Для решения этой проблемы в предложенной конструкции кабеля применяется индивидуальная обмотка по фторопластовому слою изоляции каждой токопроводящей жилы, которая выполняет роль демпфера при разбухании или тепловом расширении материалов изоляции.
При набухании изоляции происходит деформация демпферного слоя, при этом профиль изоляции не теряет своей формы.
А наложение общей подушки под броню в виде обмотки по трем токопроводящим жилам, уменьшает воздействие ленточной брони, замок которой имеет выступы при ее наложении на токопроводящие жилы.
Таким образом, применение обмотки поверх изоляции жил кабеля для питания двигателей погружных электронасосов позволит повысить надежность эксплуатации кабеля, увеличить срок службы изоляции и кабеля в целом, увеличить межремонтный период скважин за счет снижения выходов из строя нефтепогружных кабелей.
Осуществляется предложенная полезная модель следующим образом.
Токопроводящие жилы нефтепогружного кабеля, выполняются однопроволочными или многопроволочными, из медных или алюминиевых (или из сплавов алюминия) проволок. Токопроводящие жилы скручиваются или располагаются параллельно в одной плоскости. На токопроводящие жилы накладывается трехслойная изоляция. Первые два слоя из блоксополимера пропилена с этиленом, а третий слой экструзией из фторопласта. Сверху на слой изоляции из фторопласта накладывается индивидуально на каждую токопроводящую жилу обмотка из нетканого полотна или другого равноценного материала с перекрытием не менее 50%. Затем поверх расположенных параллельно изолированных токопроводящих жил накладывается подушка под броню в виде обмотки из нетканого полотна, ПВХ лент или другого равноценного материала. Поверх подушки под броню накладывается броня из профилированной стальной оцинкованной или коррозионностойкой нержавеющей ленты.
Предложенная конструкция нефтепогружного кабеля успешно опробована в условиях производства.