Оболочка нефтепогружного кабеля состав

Кабели силовые для питания электроприводных центробежных насосов

Описание

Эксплуатация нефтяных скважин с помощью электропогружных центробежных насосов (ЭЦН) широко распространена на нефтяных промыслах Российской Федерации, и, особенно, в Западной Сибири. В этом регионе более 90 % всей добываемой нефти поднимается на поверхность земли с помощью УЭЦН. При больших отборах жидкости из скважины установки ЭЦН наиболее экономичны и наименее трудоемки при обслуживании, по сравнению с компрессорной добычей и подъемом жидкости насосами других типов.

В Российской Федерации установками ЭЦН оснащено более 35 % всех нефтяных скважин и добывается более 65 % всей нефти.

Разработка бесштанговых насосов в нашей стране началась еще в начале XX века, когда А.С. Арутюнов вместе с В.К. Долговым разработали скважинный агрегат, в котором центробежный насос приводился в действие погружным электродвигателем. Впоследствии А.С. Арутюнов создал всемирно известную фирму REDA — Русский электродвигатель Арутюнова.

Промышленные образцы центробежных насосов с электроприводом были разработаны в Советском Союзе Особым конструкторским бюро по бесштанговым насосам (ОКБ БН). В период активного внедрения (60-ые годы XX века) глубина подвески установок ЭЦН составляла от 300 до 1200 м. По мере совершенствования установок ЭЦН глубина их подвески постоянно увеличивалась, соответственно ухудшались и условия их работы. На текущий момент типовая подвеска УЭЦН в Западной Сибири составляет 2200-2800 метров. При этом производится форсированный отбор пластовой жидкости, что вызывает интенсивный вынос механических примесей и увеличенный выход попутного газа из нефтяного пласта. Все эти факторы являются осложняющими не только для установки, но и для питающего её силового кабеля. По данным ЗАО «НОВОМЕТ-Пермь», обычная температура УЭЦН при выводе на режим на месторождениях компании Газпромнефть-Хантос составляет 126 — 128 ºС. Эти условия являются критическими для обычных кабелей с изоляцией из сополимера пропилена.

Основными причинами выхода из строя кабеля являются:

• перегрев, что приводит к оплыванию изоляции и уменьшению ее радиальной толщины до величины менее критического уровня в 2 мм;
• проникновение попутного газа под изоляцию, с последующим ее разрывом при подъеме установки.

Технические характеристики

В настоящее время фирма REDA производит кабели с изоляцией из EPDM резины и оболочкой из свинца, которые способны работать в скважинах с температурой среды до 216 ºС и высоким газовым фактором. Однако учитывая их высокую стоимости они используются, в основном, только в качестве кабелей-удлинителей. Кабель располагается в конце погружной кабельной линии, в месте непосредственного соприкосновения с с установкой ЭНЦ (температура в этих местах доходит до 200 ºС). Применение их в качестве основной кабельной линии экономически невыгодно.

Учитывая вышеперечисленные факторы в 2008 г. ООО «Псковгеокабель» разработал геофизический грузонесущий кабель КПпАпБП-120 3×16 (подробнее о кабеле) предназначенный для работы в скважинах с повышенным газовым фактором и температурой скважинной среды 130 ºС. Конструктивной особенностью кабеля является наличие газонепроницаемой металлической оболочки, которая накладывается по второму слою изоляции токопроводящей жилы. Это обеспечивает дополнительную защиту от проникновения газа и воздействия скважинной среды. Также металлическая оболочка является своеобразным каркасом, который удерживает размягчившуюся от воздействия высокой температуры изоляцию, не давая ей оплывать.

На рис.1 показана конструкция нефтепогружного кабеля марки КПпАпБП-120 3х16 и приведены его технические характеристики.

Рис. 1 — Нефтепогружной кабель марки КПпАпБП-120 3×16

1 — токопроводящая жила силового проводника
2 — изоляция токопроводящей жилы
3 — защитное покрытие
4 — внутренняя оболочка
5 — броня

Источник

Оболочка нефтепогружного кабеля состав

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

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

Оболочка нефтепогружного кабеля состав

Нефтяная отрасль -это специфический пласт деятельности, требующий особого подхода к изготавливаемому оборудованию.Сегодня добыча происходит на большей глубине, чем ранее, что требует использования более прочного кабеля для нефтяной промышленности.

Эксплуатация кабеля для добычи нефти происходит в чрезвычайно суровых условиях: высокие температуры, воздействие высокого гидростатического давления, резкие перепады температуры и давления, попадание продуктов нефти, растягивающие нагрузки.

Приведем обзор марок нефтепогружных кабелей для электроцентробежных насосов в таблице ниже.

Нефтепогружной кабель — обзор марок

КПБП- плоский нефтепогружной кабель для насоса, используется в качестве удлинителя, т.е. подключается непосредственно к электродвигаетлю нефтенасоса. Допустимо использовать в среде с содержанием нефти, газа, сероводорода (концентрация не более 0,01 г/л), воды. Максимальное рабочее напряжение 3,3 кВ Гидростатическое давление не более 25 МПа Температурный диапазон эксплуатации: -60С до + 90 С Монтаж при температуре не менее — 35 С Изгибы при температуре не ниже — 40 С Газовый фактор — не более 500 м3/м3 Не допускается скручивание вокруг своей оси на угол более 10 градусов Срок службы — 5 лет Кабель соответствует ГОСТ Р 51777-2001

Заказать КПБП

КПБК-круглый нефтепогружной кабель для насоса. Чаще используется в качестве основного питающего кабеля.
Технические характеристики как у КПБП.
Устойчив к скручиванию.
Радиус изгиба при спуске кабеля не менее 380 мм.

Заказать КПБК

КППБП-120-плоский нефтепогружной кабель с изоляцией из полипропилена. Применяют как основной кабель для нефтенасоса, так и как удлинитель.
Стоек к изгибам.
Гидростатическое давление — 25 мПа
Газовый фактор — не более 500 м3/м3
Операции по спуску-подъему производить при температуре не холоднее — 30 С.
Максимальная температура нагрева жил + 120 С.
Также в производстве есть кабель КППБП-260 с изоляцией из полиэфирэфиркетона с максимальной рабочей температурой до +260 С.

Заказать КППБП

КЭСБП-200 (230)-высокотемпературный нефтепогружной кабель с изоляцией из этиленпропиленовой резины. Может использоваться как в качестве основного кабеля для питания насосов, так и в качестве удлинителя. Предназначен для эксплуатации в сложных условиях: наличие кислот, паров, щелочей, солей. Впервые разработан ОАО «ВНИИКП» в 2003-2006гг.
Форма исполнения — плоская
Максимальное рабочее напряжение — 3,3 кВ
Максимальная рабочая температура жил +200 (230) С
Газовый фактор — не более 500 м3/м3
Гидростатическое давление в пределах 25-30 МПа
Есть модификация кабеля с изоляцией из фторопластовой пленки (КИЭСПБ).Также есть марка кабеля с броней из коррозионностойкой нержавеющей стали КЭСБкП.
Недостатками этих кабелей считаются большой вес (примерно 1,5 кг/м), что увеличивает риск поврежедения при спуско-подъемных работах, а также текучесть фторопласта, что приводит к разгерметизации соединительных муфт.

Заказать КЭСБП

В таблице выше приведены наиболее распространенные марки кабеля, используемые в нефтяной промышленности, хотя существуют марки, изготовляемые по спецзаказам от нефтедобывающих компаний.

Замена устаревших марок КРБП и КРБК

В нашу компанию периодически поступают заявки на нетепогружные кабели КРБП и КРБК, однако на сегодняшний день они мало используются (вместо них КПБП и КПБК), так как марки имеют более слабые технические характеристики. Изоляция жил этих кабелей выполнена из резины, поэтому максимальная рабочая температура составляет до + 65 С. Кабели теряют гибкость при температуре ниже — 30 С. Рассчитаны на рабочее напряжение 1 кВ. Гидростатическое давление — не более 10 МПа. С увеличением глубины добычи нефти возникла потребность в увеличение рабочей температуры жил кабеля до 90 С, а рабочего напряжения до 2,3-3 кВ. В связи с этим, а также невозможностью ремонта после подъема кабели КРБП и КРБК практически не выпускаются.

Как заказать нефтепогружной кабель?

ООО «Кабельные системы» осуществляет поставку нефтепогружного кабеля требуемых марок и сечений таких производителей как Камкабель, Подольсккабель, Кавказкабель, Амурский кабельный завод и других кабельных заводов.

Источник