潛油泵電纜簡(jiǎn)介
潛油泵電力電纜是潛油電泵機(jī)組配套使用的專用電纜,敷設(shè)于油井中,電纜下端與引接電纜相連,上端與地面控制柜相連接。
潛油泵電纜是油田用于機(jī)械采油設(shè)備潛油泵機(jī)組的一種專業(yè)性很強(qiáng)的特殊電纜。
油井中工作條件惡劣,常處于高溫、高壓、,以及含油氣等腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境中。潛油泵電力電纜可分為圓形和扁形兩種。受油井套管狹小空間的限制,通常潛油泵電力電纜以扁形為主。由于扁形電纜是非對(duì)稱結(jié)構(gòu),當(dāng)電力傳輸時(shí),因磁場(chǎng)的不平衡而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)會(huì)引起磁滯損耗,使電纜發(fā)熱。當(dāng)油井套管尺寸允許的情況下宜采用圓形電纜。結(jié)構(gòu)對(duì)稱的圓形電纜其產(chǎn)生的電磁場(chǎng)均勻分布,相互干擾小,電磁兼容性好,在油井中敷設(shè)時(shí)也便于收、放線。
結(jié)構(gòu)
1.導(dǎo)體
導(dǎo)體材料為無(wú)氧銅桿拉制而成的導(dǎo)線,由于銅與聚丙烯直接接觸會(huì)加速聚丙烯的老化,所以聚丙烯或改性聚丙烯為絕緣的電纜導(dǎo)線必須鍍錫,若采用三元乙丙橡膠為絕緣時(shí),為防止油井下的氣體滲入到導(dǎo)體與絕緣層間隙之間,導(dǎo)體外應(yīng)涂覆一層特殊粘接劑,通過(guò)連續(xù)硫化之后可使導(dǎo)線與絕緣層緊密地粘接。
2.絕緣層
(1)、聚丙烯絕緣:聚丙烯(PP)絕緣是熱塑性塑料,適用于-20-100℃的環(huán)境中使用,低溫時(shí)聚丙烯易脆,高溫時(shí)易老化變形。擠出溫度從擠塑機(jī)進(jìn)料口到機(jī)頭一般為140-220℃,絕緣擠出采用擠壓式模具。
(2)、三元乙丙橡膠絕緣:三元乙丙橡膠絕緣是目前使用較廣泛的熱固樹(shù)脂材料,它具有良好的絕緣性能,可長(zhǎng)時(shí)間工作于-40-180℃環(huán)境中,但乙丙橡膠耐油性差,可通過(guò)導(dǎo)體表面涂敷粘接劑及絕緣層外增加一層束緊層(如聚四氟乙烯薄膜和錦綸絲包帶)來(lái)有效地防止其在油井中受熱溶脹。因三元乙丙橡膠的粘彈拉伸性小,因此宜采用擠壓式模具,擠橡機(jī)的擠出溫度從進(jìn)料口到機(jī)頭一般為60-95℃。
(3)、聚酰亞胺/F46復(fù)合薄膜+三元乙丙橡膠組合絕緣。在導(dǎo)體外層包覆聚酰亞胺F46復(fù)合薄膜后燒結(jié),并進(jìn)過(guò)特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在薄膜燒結(jié)層外涂以特殊粘接劑,然后擠制三元乙丙橡膠。通過(guò)連續(xù)硫化后復(fù)合薄膜與三元乙丙橡膠能緊密粘接。
3.阻擋層
聚四氟乙烯(F40)薄膜帶具有很好的耐油、耐高溫性能,用F40薄膜帶繞包于絕緣層外,阻擋油氣對(duì)乙丙橡膠侵入,延長(zhǎng)電纜的使用壽命。
4.護(hù)套層
護(hù)套采用機(jī)械性能良好,耐油性、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的丁腈橡皮,并要求表面帶有花鍵式外楞,以防止鎧裝時(shí)護(hù)套受損,也可增加與連鎖鋼帶鎧裝摩擦力,使連鎖鎧裝縱向受力均衡。
(1)、鉛護(hù)套:鉛護(hù)套由純鉛或鉛合金制成,鉛護(hù)套應(yīng)無(wú)砂眼、裂紋和雜質(zhì)等缺陷。一般采用連續(xù)式擠鉛機(jī),其連續(xù)擠出溫度為290-390℃。
(2)、丁腈護(hù)套:丁腈橡膠護(hù)套生產(chǎn)采用擠橡機(jī)擠出,連續(xù)硫化管內(nèi)充以飽和蒸汽,硫化溫度一般為170-190℃。因丁腈橡膠的粘彈拉伸性較小,宜采用擠壓式模具。擠橡機(jī)的擠出溫度從進(jìn)料口到機(jī)頭一般為50-75℃。
5.鎧裝層
連鎖的鋼帶鎧裝起著一個(gè)縱向受力作用,同時(shí)對(duì)護(hù)套層起著關(guān)鍵的保護(hù)作用,若無(wú)鎧裝保護(hù)作用,一旦電纜提升起出或壓力突變,護(hù)套會(huì)溶脹而破裂。鋼帶鎧裝重疊繞包,重疊率>35%,鎧裝后電纜圓整度控制較難,尤其是鉛護(hù)套電纜鎧裝后易將鉛層變形。
特性
潛油泵電纜作為潛油電泵機(jī)組輸送電能的通路部分,長(zhǎng)期工作在高溫、高壓和具有腐蝕性氣體的環(huán)境中。為使電泵機(jī)組長(zhǎng)期正常運(yùn)行,要求與之相配套的潛油泵電纜有較高的電氣性能:耐高溫、高壓和耐腐蝕性,因此潛油泵電纜與普通動(dòng)力電纜相比,除具有相同的絕緣性能外,還具有適應(yīng)油井井下運(yùn)行的特殊性,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和絕緣材料與通用的動(dòng)力電纜不同。
現(xiàn)狀
目前潛油泵電纜消耗有四個(gè)方面:一是每年油田新上電泵井;二是油田每年檢泵周期內(nèi)需要更新潛油電泵;三是各油田因各種原因電纜電氣擊穿損壞,需要更新和修復(fù)電纜;四是過(guò)去的老油田仍是目前主要的產(chǎn)油區(qū),這些油田不斷的開(kāi)采,自噴能力減弱,井中含油量較大的減少,為了增加采油量,采用了各種采油的方法,用得最多的一種是抽油機(jī)(俗稱磕頭機(jī)),其抽油效率較低,而另一種是電潛泵機(jī)組,它的抽油效率較高。由于此類電纜不允許接頭,依據(jù)油井深度每段電纜的采購(gòu)長(zhǎng)度均在2800m以上,且電纜的使用壽命短,1~1.5年就需要更換。