潛油泵電纜

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。

潛油泵電纜制造工藝不同于普通電纜。由于它用于井下高溫、高壓和高腐蝕特殊環(huán)境中，以及下井安裝并穿越井口封隔器時(shí)要求密封。因此，對(duì)電纜的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求及每道制造工序的外徑控制要求很高，下面是工藝生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序進(jìn)行的工藝創(chuàng)新點(diǎn)，具體如下:

1、導(dǎo)體

導(dǎo)體是潛油泵電力電纜的第一道需控制的尺寸，為了保證其性能指標(biāo)穩(wěn)定均勻，除了使用設(shè)備和銅桿材料選取好的外，最重要是拉絲過(guò)程，對(duì)各區(qū)角度的確定保證了最小摩擦力，保證了產(chǎn)品直徑均勻穩(wěn)定，從而保證了其三相直流電阻不平衡率不大于2%。

2、導(dǎo)體繞包

在導(dǎo)體外繞包聚酰亞胺-F46復(fù)合薄膜作為電纜內(nèi)絕緣，在實(shí)際生產(chǎn)繞包中出現(xiàn)有打皺的情況，影響后道工序的外徑尺寸，為了解決此問(wèn)題，特制做了一繞包平整裝置，通過(guò)使用及不斷改進(jìn)解決了此問(wèn)題。

3、絕緣配方設(shè)計(jì)

絕緣擠出厚度及性能指標(biāo)與擠出機(jī)溫度控制范圍、牽引速度的穩(wěn)定、線芯在硫化管內(nèi)懸垂位置的穩(wěn)定以及橡皮在擠出機(jī)內(nèi)壓力的穩(wěn)定等因素有關(guān)。

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。

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