Муфта для нефтепогружного кабеля

Применение и конструкция нефтепогружных кабелей

Подписка на рассылку

Рисунок 1 Нефтепогружной кабель используется для привода двигателей погружных насосов, которые применяются для того, чтобы откачивать нефть при бурении скважин (рис. 1). Вследствие специфики эксплуатации (а эти кабели работают погруженными в скважную жидкость, состоящую из смеси воды, газа и нефти), их приходится оснащать специальной полиэтиленовой изоляцией высокой плотности и броней из стальной ленты.

Материалы и особенности нефтепогружных кабелей

Такие кабели выпускаются зачастую в ПЭ-оболочке и с ПЭ-изоляцией. Их жилы параллельно уложены, скручены и зачастую обладают дополнительной защитой в виде стальных лент. Они не имеют какой бы то ни было грузонесущей способности, поэтому, чтобы избежать обрывов, которые могут возникнуть во время спуска в скважину, их соединяют специальными хомутами с насосно-компрессорной трубой.

Данный кабель имеет токоведущие жилы, выполненные из медной проволоки. Жилы также герметизируются продольно, однако разрешается изготавливать кабель нефтепогружной с жилами более 25 мм 2 без дополнительной герметизации.

Изоляция этих кабелей выполняется из полиэтилена, а поверх накладывается полиэтиленовая оболочка высокой прочности. Также возможна накладка подушки из лент прорезиненной ткани и брони на основе стальной оцинкованной ленты.

Нефтепогружной кабель и его рабочая температура

Температурный индекс кабеля может составлять от +90 до +120 градусов по Цельсию. Такая высокая устойчивость к продолжительному нагреву обуславливается применением металлической брони, предохраняющей поверхность самого кабеля от оплыва размягчившейся изоляции.

Особенности изоляции и применение нефтепогружных кабелей

Кабель в зависимости от сферы применения может иметь несколько слоев:

• броня из оцинкованной стали (все марки нефтепогружных кабелей);
• подушка, изготовленная с применением прорезиненной ткани (все марки нефтепогружных кабелей);
• оболочка из полиэтилена — защищающая изоляция жил кабеля (все марки нефтепогружных кабелей);
• изоляция из полиэтилена (КПБК, КПБП), из полипропиленовой композиции (КПБТ, КПБПТ, КЭПБТ, КЭПБПТ) или из слоя облученного полиэтилена и слоя полипропиленовой композиции (КППБКТ, КППБПТ), защищающая токоведущие жилы кабеля.

Токоведущие жилы выполняются медными или с эмалевым покрытием (КЭПБТ, КЭПБПТ).

Нефтепогружные кабели КПБП и КПБК

Существует несколько видов кабелей, применяющихся в нефтяной промышленности для питания электродвигателей скважин, КПБП (рис. 2) и КПБК (рис. 3) — самые распространенные из них.

КПБП — кабель с медными проводниками, изоляция которого выполнена из полиэтилена, обладающий плоской формой и имеющий броню из оцинкованных лент. Допускается эксплуатация при температуре до 90 градусов.

КПБК — кабель с медными проводниками круглой формы, бронированный, с изоляцией из полиэтилена и допустимой рабочей температурой до 90 градусов.

Такие виды кабелей имеют следующую конструкцию:

Сопротивление изоляции составляет не менее 2500 МОм/км, срок службы проводников — не менее 5 лет.

• в электродвигателях, применяющихся в установках для добычи нефти;
• механизмах водоподъема;
• агрегатах для перекачки жидкости из резервуаров, водоемов и шурфов.
  • токоведущие жилы изготовлены из меди;
  • применяется плотная полиэтиленовая изоляция жил;
  • применяется общая полиэтиленовая изоляция;
  • подушка из прорезиненной ткани;
  • броня из профилированной ленты.

Источник

Муфта для нефтепогружного кабеля

В процессе бурения нефтяных скважин и последующего подъема нефти на поверхность используется большое количество разнообразных электроинструментов высокой мощности (буры, погружные центробежные насосы и аналогичные им устройства), работающие непосредственно в скважине. Для подачи к ним напряжения питания необходимы специализированные кабели, учитывающие специфику типовой области эксплуатации.

Требования к кабелю для нефтяной промышленности

Характерная особенность кабелей, которые относятся к группе нефтепогружных, являются чрезвычайно жесткие условия эксплуатации, которые определяются сочетанием таких влияющих факторов как

• высокая температура;
• воздействие на оболочку т.н. скважной жидкости в виде смеси различных фракций нефти, воды, кислот, солей, сероводорода и прочих агрессивных составов;
• большое гидравлическое статическое давление;
• необходимость передачи переменных напряжений у моделей старших классов вплоть до 5000 В и частотой до 70 Гц.

Все это в комплексе приводит к необходимости применения при разработке специализированных полимерных составов, которые используются для формирования изоляции отдельных жил и как материал общих защитных оболочек.

Наряду с нефтяными скважинами возможно использование при водооткачке из шурфов, подъема воды из различных водоемов и т.д.

Все эти особенности учтены при разработке погружного кабеля.

Требования к кабелям для УЭЦН

Согласно ГОСТ Р 51777-2001 нагрузкой для рассматриваемых кабелей являются установки (У) погружных электрических (Э) центробежных (Ц) насосов (Н). При этом из-за специфических условий эксплуатации линия для подачи электроэнергии на насос выполняется составной и включает в себя:

1. основной питающий кабель
2. т.н. удлинитель, который крепится к основному через герметичную кабельную муфту, а также содержит на свободном конце герметичную вилку ввода в обслуживаемый насос.

Касательно специализированного кабеля указанный нормативных документ определяет наличие в сердечнике трех основных жил и задает перечень материалов, которые используются при формировании изоляции и оболочек. Отмечено, что предельная температура жил во время эксплуатации за счет применения фторопластовой или этиленпропиленовой каучуковой изоляции может достигать 200°С.

Основные жилы имеют сечение от 6 до 50 мм 2 , кабель конструктивно может выполняться как круглым с внешним диаметром до 44 мм, так и плоским с сечением 19,6 х 52,4 мм. Токопроводящие жилы однопроволочные или гибкие (максимальное сечение ограничено 22 мм 2 ) 7-проволочные, для улучшения параметров устойчивости к сжатию у гибких жил пустоты между проволоками заполняются герметиком. Коррозионная стойкость конструкции наращивается лужением жил оловянно-свинцовым припоем. Изоляция – двухслойная, может выполняться из различных материалов.

В пустоты сердечника между основными жилами допустимо вводить изолированные контрольные жилы с меньшим поперечным сечением.

Механическая прочность конструкции обеспечивается уложенной на подушку стальной ленточной броней, необходимая степень коррозионной стойкости ленты обеспечивается ее поверхностным цинкованием или использованием соответствующих легирующих добавок. На круглый кабель броня накладывается с фиксацией краев продольным кровельным швом, для плоского применяется перекрытие вплоть до 50%. Известно также предложение использования в качестве упрочняющего покрытия не металлизированного полимерного покрытия увеличенной толщины.

Качество готовой продукции вне зависимости от ее исполнения проверяется испытательным переменным напряжением 18 кВ.

Обзор погружных марок кабеля для УЭЦН

Серийно выпускается несколько десятков марок нефтепогружных кабелей. Все они имеют схожую конструкцию и, напряду с сечением жил, отличаются преимущественно составом изоляции и оболочек. Так, например, в основных кабелях КПБК и КПБП (круглый К и плоский П, соответственно) применяется полиэтиленовая изоляция с предельной рабочей температурой 90°С, тогда как переход на термопласт в КТЭБК и КТЭБ сдвигает верхнюю границу рабочего температурного диапазона на 110°С. КФСКБ и КФСБ с фторопластовой изоляцией штатно эксплуатируются уже при 160°С.

Числовой индекс, следующий за буквенной аббревиатурой марки, задает рабочее сечение и количество жил, наибольшую эксплуатационную температуру, а также рабочее напряжение.

В качестве основных наибольшее распространение на практике получили круглые КПБК, КТЭБК, КФСБК и плоские конструкции КПБП, КТЭБ, КФСБ. Удлинители чаще всего реализуются на таких марках как КПБП или КФСБ.

Для поставки доступна также серийная конструкция КПвПпБкК, имеющая близкое к треугольному поперечное сечение и объединяющая достоинства плоской и круглой структур.

Конструкция с неметаллической полимерной броней обозначается как КПв0ппП.

Посмотреть другие марки для нефтяной промышленности вы можете в нашем каталоге нефтепогружных кабелей

Считается, что основной кабель должен иметь круглое или треугольное сечение, тогда как для удлинителя предпочтительна плоская структура, которая позволяет уменьшить общий диаметр погружного агрегата.

Поставка барабанная, типовая строительная длина в зависимости от сечения меняется в пределах от 500 до 2500 м.

Особенности сростки кабеля для УЭЦН

Сращивание отдельных строительных длин кабеля применяется

• при необходимости получения заданной длины основного кабеля;
• при подключении концевого удлинителя.

Во втором случае процедура соединения может осуществляться как на заводе-изготовителе, так и непосредственно в полевых условиях. При ее выполнении на место соединения устанавливается прямая герметичная муфта. Увеличение диаметра формируемого сростка минимизируется линейным характером соединения сращиваемых компонентов конструкции.

Существующая технология позволяет соединять все типы кабелей. Считается, однако, что за счет большей пластичности полимера качество сростка в случае чисто полимерных конструкций увеличивается.

Проблема характерной усадки торцов изоляции в процессе сращивания решается предварительной термообработкой концевых участком соединяемых жил.

Источник

Кабель для нефтепогружных насосов

Подписка на рассылку

Кабель для нефтепогружных насосов предназначен для различных видов погружных электрических насосов. При помощи данного кабеля происходит подача электрической энергии к электрическим двигателям, которые установлены на установках по добыче нефтепродуктов. Номинальное напряжение таких двигателей должно быть 3,3 кВ, а частота работы до 70 Гц. Данный вид кабелей используется в скважинах с низкой температурой перекачиваемой жидкости, а также с малым содержанием веществ агрессивного типа. Стоит сказать, что жила данного вида кабеля может пропускать электрический ток при температуре до 90 градусов по Цельсию. Кабель для нефтепогружных насосов производятся в плоском или же круглом исполнении. При этом они имеют броню из оцинкованной стальной ленты или же из стальной ленты, которая имеет мельхиоровое покрытие. Также можно встретить кабеля с броней из нержавеющей ленты.

Особенности конструкции кабелей для нефтепогружных насосов.

Кабеля для насосов состоят из четырех составляющих. Во-первых, это медная однопроволочная жила, которая как уже отмечалось, способна пропускать электрический ток при температуре до 90 градусов по Цельсию. Второй составляющей является изоляция, которая имеет два слоя и производится из высокоплотного полиэтилена. Третьей составляющей кабелей, является подушка, которая производится из нетканого полотна ленты. Четвертая составляющая – это броня, как правило, из ленты, которая является стальной и оцинкованной.

Рис. 1 Кабель КПБП

Кабель КПБП – что и как?

Кабель погружной бронированный плоский (КПБП) (Рис. 1), является одним из самых распространённых видов кабелей, которые используются в нефтепогружных насосах. Стоит сказать, что кабель данного типа отличается превосходными техническими и эксплуатационными характеристиками. Одним из самых распространенных видов данных кабелей, является кабель КПБП 3х16.

Стоит сказать, что кабеля КПБП 3х16 предназначаются для электрического питания погружных электрических двигателей. При этом максимальное рабочее напряжение электрического переменного тока, в таких кабелях составляет 3300В. В свою очередь их частота равняется 50 Гц.

Область применения КПБП кабелей

КПБП кабеля предназначаются для использования на суши, в районах, которые имеют умеренный или же холодный микроклимат. Ток утечки, с напряжением в 18 кВ при этом составляет не более чем 1 х 10-5А. Если говорить про раздавливающее усилие кабелей данного типа, то оно составляет не менее чем 158 кН или же 16 тысяч кгс.

Стоит отметить, что изолированные жилы кабеля являются продольно герметичными в том случае, если перепад давления составляет не более чем 0,02 МПа на один метр длины кабеля. Нельзя не сказать и про то, что при осуществлении спуско-подъемных или же перемоточных работ, не допускается, чтобы кабель был закручен вдоль оси более чем на десять градусов при длине в пять метров.

Кабеля погружные бронированные плоские (КПБП) могут эксплуатироваться в среди так называемой скважинной жидкости. Скважинная жидкость представляет собой смесь воды, нефти и газа. Стоит сказать, что газовый фактор при этом должен составлять не более чем 0,5 м3/кг. В свою очередь гидростатическое давление должно быть не более чем 25 МПа. Если говорить про количество сероводорода в жидкости данного типа, то оно должно быть не более чем 0,01 г/л.

Как можно заметить, к кабелям для нефтепогружных насосов предъявляются жесткие эксплуатационные требования. В первую очередь это обусловлено высокой вероятностью возникновения пожара на нефтяных и газовых объектах, именно там где чаще всего кабеля данного типа и используются.

Источник

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ НЕФТЕПОГРУЖНОЙ КАБЕЛЬ (232ºС)
ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ УСТАНОВОК (ЭЦН)

Кабель предназначен для электропитания погружных двигателей с максимальным рабочим напряжением переменного тока до 5000В и частотой от 50 до 400 Гц. Широкая линейка габаритных размеров кабельных удлинителей позволяет использовать их в составе установок ЭЦН от 2А до 9 габарита.

Кабель может применяться в качестве удлинителя для основной кабельной линии в глубоких скважинах со сложными характеристиками: высокая температура окружающей рабочей жидкости, большое содержание воды, кислот, солей и других агрессивных веществ, повышенное внутрискважинное гидростатическое давление и высокий газовый фактор.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Составные элементы

• Медная луженая токопроводящая однопроволочная жила (класс 1, ГОСТ 22483-2012);
• Изоляция из этиленпропиленовой резины EPDM, обладающей высокой диэлектрической способностью;
• Свинцовая оболочка жил для максимальной защиты против газа и агрессивных жидкостей;
• Бандажная обмотка из лент нетканого полотна для обеспечения механической прочности;
• Броня кабеля в виде ленты из оцинкованной или коррозионностойкой стали, а также сплавов MONEL с противозадирным профилем;
• Капиллярная трубка из нержавеющей стали для подачи ингибитора солеотложений и коррозии в зону подвески УЭЦН.

Три вида брони для разных коррозионных сред

• Стальная оцинкованная лента базовой коррозионностойкости;
• Лента из стали повышенной коррозионностойкости;
• Лента из коррозионностойкой стали сплава типа Монель, стойкая к СКРН.

Изоляция из EPDM состава

EPDM – этилен пропиленовый сополимер обладает высокими диэлектрическими свойствами, позволяет работать в агрессивных условиях при температуре окружающей среды до 232°С.

Источник