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在石油工业生产中使用哪种电缆,都有何特点

  石油是人们生活必不可少的资源,是社会车辆运行的动力之源,我国是一个石油大国,拥有大量的石油开发工程,在这些工程中,所使用的电缆并不是普通的电缆,而是经过特殊处理的特种电缆,今天华东电缆小编就为大家详细描述一下石油工业中所使用的电缆。
 
  目前国内生产石油工业专用电缆的厂家并不多,大量生产的产品有中深井测井电缆、潜油泵电缆等。曾经试制过的有超深井测井电缆、高温油泵电缆、潜卤泵电缆、小直径测井电缆、综合测井电缆、射孔电缆、加热电缆、电极系(也称马笼头)电缆及超声波采油电缆等,有可能获得大批量生产的将是超声波采油电缆、射孔电缆和加热电缆。
 
  本文将对这三种电缆加以简要的叙述,故称谓特种电缆。
 
  一、石油工业用特种电缆的使用
 
  特种电缆的使用条件基本上和测井电缆相同,大部分属于短期使用的产品,但根据油田的地区不同,使用要求也不一样,其主要的因素也是:地温梯度、井底压力和井中介质。这些电缆共同特点是:
 
  1.使用条件苛刻,损坏量大,更换周期短;
 
  2.使用环境是高温、高压甚至有H2S存在;
 
  3.在油田勘探、开采、输送各时期都要使用。
 
  因此,这类电缆需用量是很大的,是值得大力开发的产品。
 
  二、射孔电缆
 
  顾名思义是通过油管用射孔枪,在一定的部位上射孔。原始射孔是用旧的测井电缆压井后才能射孔,用新电缆可以在井口设备都安装完毕之后,不需压井即可在需要的部位上射孔,是一种安全、高速的射孔方法,特别是对老油井的查层补孔更是一种有效的方法。国内各油田正在推广应用。
 
  射孔电缆的使用环境:温度范围-30℃——+150℃,井下压力为600kg/cm2,井中介质为油、氢和水,电缆属短期使用。射孔电缆的结构为单芯,绝缘后用双钢丝铠装,电缆外径为8.1mm,制造长度为5500?000m。
 
  国产电缆的性能裕度都很大,在使用环境下绝缘电阻都大于500MΩ,电容一般在0.17μF/km,拉断力大于3800kg。关键的质量问题是双钢丝铠装的质量不好,造成松套,起灯笼罩,使电缆损伤,特别是在射孔时产生剧烈的抖动,更容易产生松套或打结,因此,对小直径双钢丝铠装,应选择好钢丝,搭配好二层的绞合节距,使内应力尽量减少。参照测井电缆对铠装质量采用的办法,提高铠装质量。这种电缆的需求量约几千根。
 
  三、加热电缆
 
  加热电缆是用于含腊高的油井。开始大庆油田有些地区的油井由于含腊高而堵住不出油,而采用加热的办法,后期在高粘度的油井中,为了改善油的流动性也使用加热电缆。
 
  早期加热电缆是铝芯铝护套,聚酯薄膜作绝缘,在1000m长度上铝护套容易产生针孔,造成绝缘破坏,目前使用的加热电缆也是双钢丝铠装的型式。
 
  在80年代未期的一个冬季,天气非常冷,大庆油田有多口油井被腊堵死不能出油。为应急而设计了聚丙烯绝缘,双钢丝铠装加热电缆,在井场使用后效果很好,于是这一结构便推广开了。该电缆为三芯,其目的是使供电 路三相平衡,截面为6mm2,电压为0.6/1kV,电缆长期工作温度为90℃,环境压力不大于250kg/cm2,制造长度为800?500m,电缆外径不大于16.0mm。随着加热电缆的应用,吉林生产的磕头机中心抽油杆改为空心管,将加热电缆固定在磕头机抽油杆中,方便了加热电缆的使用。加热电缆在油田的使用方兴未艾,由三芯又发展到单芯,由90℃又发展到120?30℃。这是一种很有发展前途的品种,如果每台磕头机都装上加热电缆,其数量是很可观的。该电缆与测井电缆结构相似,只是截面大一些,也可用于射孔,注意不能在盘上作试验。
 
  四、声波采油电缆
 
  声波的利用在几千年前已被发现,从乐器到仪器的研究已经很多。作为工业上的应用却是近几十年的事。在石油科学研究中采用声波始于美苏等国。70年代后期苏联在这方面取得了一些成绩,获得了显著的经济效果。
 
  石油工业采油工艺主要是处理油、气、水的流动和地层的关系。目前一直采用加热和化学的方法进行处理,投资大,工艺复杂,其效果不够理想。声波比电磁波有更强的穿透性,声波很容易进入电磁波无法穿透的油、水和地层等物质,声波会明显地影响液体的物性和流态,改善井底的流通条件和渗透性,从而增加油井的产量,这在国外已被证实。因此,声波油井增产、水井增注、声波解堵诱喷、超声波防蜡、防垢等已在大量应用。
 
  80年代后期沈阳电缆厂应中国科学院成都分院的要求,为石油工业声波仪器设计了动力电缆,该电缆与声波采油车在大庆、华北、玉门等油田试验近140口油井,总液量增加88.8%,油量增加129.7%,含水量下降5%,效果是非常明显的,电缆是适用的。
 
  设计该电缆应先了解声波发生器的技术参数,其主要参数为:
 
  1 .频定输出功率:10kW
 
  2.发生器效率:80%
 
  3.频率范围:10?0kHz
 
  4.外型尺寸:1×0.7×1.5m3,(系统重350kg)
 
  5.额定电压:1.5kV
 
  电缆特点:功率大(比测井电缆),具有测井电缆的半移动(卷绕)性,还要与声波发生器的波阻抗相匹配,在匹配的情况下电能损失是最小的,使发生器的效率不低于80%。
 
  在实际使用中,该电缆随小直径的声波发生器从防喷管口下入(像测井电缆),不用压井,不用取下油管,而且可以边处理边开井诱喷,处理完毕可将仪器与电缆从防喷管中提出,现场操作非常方便。
 
  根据发生器的技术参数和使用要求,对该电缆的要求:
 
  1. 电缆传输功率:10kW(连续波)
 
  2. 电缆的工作电压:1?.5kV(电流大于10A)
 
  3. 电缆工作频率:10?0kHz
 
  4. 电缆特性阻抗:50Ω
 
  5. 环境工作温度:≤120℃
 
  6. 环境工作压力:≤250kg/cm2
 
  7. 悬挂仪器重量:≤150kg
 
  8. 下井深度:1500?000m
 
  9. 电缆使用寿命:每次作业连续10h,累计不少于1年(8760h)。
 
  根据这些要求电缆设计为单芯10mm2,改性聚丙烯绝缘,尼龙带垫层,双钢丝铠装。电缆外径为16.73mm,制造长度3000m,电缆外径大是为了适应波阻抗的要求,由于外径大,铠装钢丝每层都在40根以上。
 
  此项目随声波采油车获得国家科学技术委员会90年新产品证书。
 
  五、电缆用的主要材料
 
  这三类电缆共同的特点是:铜导电线芯,聚丙烯绝缘,加垫层后双钢丝铠装,其工艺流程和测井电缆相同,便用材料也基本上一样。

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点击次数:  更新时间:2018-10-12  【打印此页】  【关闭
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