RU195703U1

RU195703U1 - Electric cable for submersible pump installations

Info

Publication number: RU195703U1
Application number: RU2019138251U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Гривцов; Юрий Андреевич Зеленецкий; Виктор Владимирович Савенко; Николай Васильевич Таран
Original assignee: Открытое акционерное общество «Завод «Микропровод»
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2020-02-04

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к подземному оборудованию нефтяных скважин и может быть использована для питания двигателей нефтяных электронасосов, в т.ч. в условиях импульсных перегревов. Кабель содержит уложенные параллельно три изолированные токопроводящие жилы 1, каждая из которых покрыта двухслойной изоляцией и слоем 2 свинца по верх изоляции. Первый контактирующий с жилой 1 слой изоляции 3 выполнен из термореактивного полимера, а второй слой изоляции 4 выполнен из термопластичного полимера. Поверх жил 1 наложены защитная подушка 5, выполненная из синтетического нетканного материала, и металлическая броня 6, выполненная из коррозионностойкой стальной ленты. 1 ил., 3 з.п. ф-лыThe utility model relates to electrical engineering, namely to the underground equipment of oil wells and can be used to power the engines of oil electric pumps, including in conditions of pulse overheating. The cable contains three insulated conductive conductors 1 laid in parallel, each of which is coated with a two-layer insulation and a layer of lead 2 on top of the insulation. The first insulation layer 3 in contact with the core 1 is made of a thermosetting polymer, and the second insulation layer 4 is made of a thermoplastic polymer. Above the cores 1, a protective cushion 5, made of synthetic non-woven material, and metal armor 6, made of corrosion-resistant steel tape, are imposed. 1 ill., 3 zp f-ly

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к подземному оборудованию нефтяных скважин и может быть использована для питания двигателей нефтяных электронасосов, в т.ч. в условиях импульсных перегревов. The utility model relates to electrical engineering, namely to the underground equipment of oil wells and can be used to power the engines of oil electric pumps, including in conditions of pulse overheating.

В процессе эксплуатации кабелей для установок погружных электронасосов возможны режимы значительного импульсного повышения температуры. Данные режимы возникают в случае возрастания нагрузки на электронасос. В режиме возрастания нагрузки на электронасос возрастает рабочий ток электродвигателя до значений превышающих номинальные, что при водит к нагреву электродвигателя, и далее кабеля за счёт внешнего теплового потока, так и собственного выделения тепла при прохождении по материалу токопроводящей жилы повышенного значения тока. Данные импульсные перегревы, как правило, возникают в зоне скважины прилегающей к электродвигателю и насосу. During the operation of cables for the installation of submersible electric pumps, modes of a significant pulse increase in temperature are possible. These modes occur when the load on the electric pump increases. In the mode of increasing the load on the electric pump, the operating current of the electric motor increases to values exceeding the nominal values, which leads to heating of the electric motor, and then the cable due to the external heat flux, as well as its own heat generation when an increased current value passes through the material of the conductive core. These impulse overheating, as a rule, occur in the zone of the well adjacent to the electric motor and pump.

Известен электрический кабель для установок погружных электронасосов - патент РФ на полезную модель NQ 31173, кл. НОIВ 7/00, 2003. Кабель содержит уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта двумя слоями изоляции и металлической оболочкой, заключенные в общую броню из коррозионностойкой металлической ленты, первый слой изоляции жил выполнен из фторопласта, второй слой - из этиленпропиленовой резины, а оболочки - из меди или стали, при этом оболочки имеют поперечные гофры. Known electric cable for installations of submersible electric pumps - RF patent for utility model NQ 31173, class. HOIV 7/00, 2003. The cable contains conductive conductors laid in parallel, each of which is coated with two layers of insulation and a metal sheath, enclosed in a common armor of corrosion-resistant metal tape, the first insulation layer of the conductors is made of fluoroplastic, the second layer is made of ethylene-propylene rubber, and the shells are made of copper or steel, while the shells have transverse corrugations.

Наиболее близким аналогом является электрический кабель для установок погружных электронасосов - патент рф на полезную модель NQ 62478, кл. НОIВ 7/00,2006. Кабель содержит уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией и заключенные в общую броню из металлической ленты, изоляция состоит из термообработанных четырех слоев полиамидно-фторопластовой пленки, наложенных непосредственно на токопроводящую жилу, поверх которых наложен слой из экструдируемого фторполимера. The closest analogue is the electric cable for the installation of submersible electric pumps - patent of the Russian Federation for utility model NQ 62478, class. HOIV 7 / 00.2006. The cable contains conductive conductors laid in parallel, each of which is coated with insulation and enclosed in a common armor of metal tape, the insulation consists of heat-treated four layers of a polyamide-fluoroplastic film directly applied to the conductive core, on top of which a layer of extrudable fluoropolymer is applied.

Недостатком известных конструкций кабелей является, что изоляция токопроводящих жил выполнена из фторполимеров, обладающих слабой механической прочностью, A disadvantage of the known cable designs is that the insulation of the conductive wires is made of fluoropolymers having low mechanical strength,

имеющих свойство деформации геометрических размеров под воздействием механиче
ской нагрузки (хладотекучесть), что снижает надёжность кабеля having the property of deformation of geometric dimensions under the influence of mechanical
load (cold flow), which reduces cable reliability

Целью настоящей полезной модели является создание электрического кабеля для установок погружных электронасосов, который сохранил бы положительные качества известной конструкции кабеля, но в тоже время был бы более надежен и устойчив в экстремальных режимах эксплуатации. The purpose of this utility model is to create an electric cable for the installation of submersible electric pumps, which would retain the positive qualities of the known cable design, but at the same time would be more reliable and stable in extreme operating conditions.

Указанный технический результат достигается тем, что электрический кабель для установок погружных электронасосов содержит уложенные параллельно три изолированные токопроводящие жилы, защитную подушку, выполненную из синтетического нетканного материала, и металлическую броню, выполненную из коррозионностойкой стальной ленты, каждая токопроводящая жила покрыта двухслойной изоляцией и слоем свинца поверх изоляции, при этом контактирующий с жилой первый слой изоляции выполнен из термореактивного полимера, а второй слой изоляции выполнен из термопластичного полимера. The specified technical result is achieved in that the electric cable for the installation of submersible electric pumps contains three insulated conductive conductors laid in parallel, a protective pillow made of synthetic non-woven material, and metal armor made of corrosion-resistant steel tape, each conductive core is coated with two-layer insulation and a layer of lead on top insulation, while the first insulation layer in contact with the core is made of thermosetting polymer, and the second insulation layer is made Nen of the thermoplastic polymer.

При этом первый слой изоляции выполнен из полимеров группы полиэфиримидов, или полиамидимидов, или их комбинации, и формируется методом нанесения полимера из раствора толщиной не более 0,08 мм. Толщина второго слоя изоляции составляет не более 0,8 мм, а толщина слоя свинца, нанесённого методом экструзии, составляет 0,6-0,8 мм. In this case, the first insulation layer is made of polymers of the group of polyetherimides, or polyamidimides, or a combination thereof, and is formed by applying the polymer from a solution with a thickness of not more than 0.08 mm. The thickness of the second insulation layer is not more than 0.8 mm, and the thickness of the layer of lead deposited by extrusion is 0.6-0.8 mm.

Конкретный выбор материала термореактивного слоя производится в зависимости от условий эксплуатации. Применение термореактивного слоя в качестве первого слоя изоляции позволяет снизить толщину электроизоляционного слоя до радиального значения, не превышающего 0,08 мм; снизить массогабаритные характеристики кабеля; повысить рабочие температуры изолированной токопроводящей жилы до 150 ОС, кратковременно до 270 ОС; повысить надёжность кабеля при кратковременном воздействии повышенных температур и снизить вероятность короткого замыкания и возникновения пожара по этой причине. A specific choice of material for the thermosetting layer is made depending on the operating conditions. The use of a thermosetting layer as the first insulation layer allows to reduce the thickness of the insulating layer to a radial value not exceeding 0.08 mm; reduce the overall dimensions of the cable; to increase the operating temperature of an insulated conductive core to 150 ° C, briefly to 270 ° C; increase the reliability of the cable during short-term exposure to elevated temperatures and reduce the likelihood of a short circuit and fire for this reason.

Используемые в данной конструкции полимеры имеют более высокие значения электрического сопротивления в исходном состоянии. В данных полимерах снижение электрического сопротивления происходит при более высоких значениях температур. В данных полимерах отсутствует свойство хладотекучести, что сохраняет их высокие значения механической прочности на продавливание при высоких значениях температур. The polymers used in this design have higher values of electrical resistance in the initial state. In these polymers, a decrease in electrical resistance occurs at higher temperatures. In these polymers there is no cold flow property, which preserves their high values of mechanical bursting strength at high temperatures.

Сочетание данных факторов обеспечивает более высокую надёжность кабелей в диапазоне рабочих температур и обеспечивает работоспособность кабеля в экстремальных режимах работы, при температурах превышающих рабочие значения кабеля. The combination of these factors provides higher reliability of cables in the range of operating temperatures and ensures the operability of the cable in extreme operating conditions, at temperatures exceeding the operating values of the cable.

На фиг. 1 показан в поперечном сечении электрический кабель для установок погружных электронасосов. In FIG. 1 shows in cross section an electric cable for installing submersible electric pumps.

Кабель содержит уложенные параллельно три изолированные токопроводящие жилы 1, каждая из которых покрыта двухслойной изоляцией и слоем 2 свинца поверх изоляции. Первый контактирующий с жилой 1 слой изоляции 3 выполнен из термореактивного полимера, а второй слой изоляции 4 выполнен из термопластичного полимера. Поверх жил 1 наложены защитная подушка 5, выполненная из синтетического нетканного материала, и металлическая броня 6, выполненная из коррозионностойкой стальной ленты. The cable contains three insulated conductive conductors 1 laid in parallel, each of which is coated with a two-layer insulation and a layer of lead 2 on top of the insulation. The first insulation layer 3 in contact with the core 1 is made of thermosetting polymer, and the second insulation layer 4 is made of thermoplastic polymer. Above the cores 1, a protective cushion 5, made of synthetic non-woven material, and metal armor 6, made of corrosion-resistant steel tape, are imposed.

В данной конструкции термореактивный слой изоляции 3 обеспечивает необходимый уровень электрических характеристик, предотвращает возможность возникновения короткого замыкания между токопроводящими жилами в кабеле или конструкционными частями электротехнического изделия в экстремальных режимах эксплуатации, сопровождаемыми перегревами, превышающими эксплуатационные характеристики второго слоя изоляции 4. Благодаря высокому уровню электрических характеристик первого слоя изоляции 3 и устойчивости к температурным перегревам, деформация второго слоя изоляции 4 под воздействием температуры не приводит к потере эксплуатационных характеристик кабеля. Благодаря высокому уровню электрических характеристик первого слоя изоляции 3, появилась возможность снижения толщины второго слоя изоляции 4. In this design, the thermosetting insulation layer 3 provides the necessary level of electrical characteristics, prevents the possibility of a short circuit between conductive wires in the cable or structural parts of an electrical product in extreme operating conditions, accompanied by overheating exceeding the operating characteristics of the second insulation layer 4. Due to the high level of electrical characteristics of the first insulation layer 3 and resistance to temperature overheating, def The formation of the second insulation layer 4 under the influence of temperature does not lead to a loss of cable performance. Due to the high level of electrical characteristics of the first insulation layer 3, it became possible to reduce the thickness of the second insulation layer 4.

Предлагаемая конструкция кабеля имеет меньшие, в сравнении с известным аналогом габариты, более надежна в эксплуатации и устойчива к экстремальным режимам эксплуатации. The proposed cable design has smaller, in comparison with the known analogue dimensions, more reliable in operation and is resistant to extreme operating conditions.

Claims

1. An electric cable for submersible electric pump installations, comprising three insulated conductive conductors laid in parallel, a protective pillow made of synthetic non-woven material, and metal armor made of corrosion-resistant steel tape, characterized in that each conductive core is coated with two-layer insulation and a layer of lead on top insulation, while the first insulation layer in contact with the core is made of thermosetting polymer, and the second insulation layer is made of thermoplastic floor Imera.

2. The cable according to claim 1, characterized in that the first insulation layer is made of polymers of the polyetherimides, or polyamidimides, or combinations thereof, and is formed by applying polymer from a solution with a thickness of not more than 0.08 mm.

3. The cable according to claim 1, characterized in that the thickness of the second insulation layer is not more than 0.8 mm.

4. The cable according to claim 1, characterized in that the thickness of the lead layer deposited by extrusion is 0.6-0.8 mm.