浅谈潜油电缆的结构与性能

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1、浅谈潜油电缆的结构与性能摘要：本文就围绕着潜油电缆的结构、性能等问题进行分析，探讨如何提供其工艺性能。关键词：潜油电缆结构性能工艺分析石油开采工艺中，潜油泵的工作环境异常恶劣，处于高压、高温，高腐蚀的状态之下。那么为潜油泵提供动力的电缆一定要做到能够适应上述严酷条件，才能保证安全生产。所以，电缆的性能优劣直接关系到潜油泵的正常工作，不容小视。一、潜油电缆的使用概况分析从半前潜油电缆的使用情况和现状来看，潜油电缆的消耗主要包含以下四个方面：一个方面是油田新装备的电泵井上使用；二方面是每年屮油田都会进行检泵，耍检泵的周期内，就

2、需耍更新潜油电泵，从而使用消耗电缆；三一方面是每个油叩由于石油开釆过种中出现的电缆电气击穿损坏，需要更新和修复电缆；四一个方面是一些老的油田，老的油井，因自喷能力下降，含油量下降，为提升采油产量，助其自喷，从而提高抽油效率。现在一般采用电潜泵机组，这类机组所使用的电缆就是潜油电缆，因为该电缆不能有接头。一般根据油井的深度每块电缆的长度要在二千八百米Z±o鉴于环境恶劣，使用寿命就比较短暂，一般一年或一年半的时间就要更换，从而消耗潜油电缆。二、潜油电缆的结构分析1.导体潜油电缆的导体材料一般是无氧铜杆拉制而成的导线。如果绝缘采

3、用聚丙烯，因为铜和聚丙烯之间是直接接触，这样就容易导致聚丙烯老化过快，因此聚丙烯和改性聚内烯被当作绝缘的电缆导线就一定要镀锡，如果采用三元乙丙橡胶作为绝缘材料的时候，为了避免油井下面的气体流到导体和绝缘层之间的缝隙内，导体的外面一定要涂上一层专门的粘接剂加以覆盖，通过连续硫化之后能够让导线和绝缘层紧密粘接在一起。2.绝缘层2.1聚丙烯绝缘层：聚丙烯（PP）绝缘是热塑性塑料，适用于零下二十摄氏度至一百摄氏度的环境中使用，低温条件下，聚丙烯的特点是太脆,而高温时又会出现老化和变形。挤出温度从挤塑机进料口到机头一般为一百四十至二

4、百二十摄氏度的高漫，绝缘挤出采用挤压式模具。通过这种方式挤出的頰料层结构紧密，外表平整，挤出外径均匀，热收缩性能好。2.2三元乙丙橡胶绝缘：三元乙丙橡胶绝缘是目前使用较广泛的热固性树脂材料，它具有良好的绝缘性能，可长时间工作于零下四十摄氏度至一百八十摄氏度的环境中，但乙丙橡胶耐油性差，可通过导体表面涂敷粘接剂及绝缘层外增加一层束紧层（如聚四氟乙烯薄膜和锦纶丝包带）来有效地防止其在油井屮受热溶胀。或者加入适宜的防老剂可提高其使用温度。该绝缘材料具有耐老化性、耐腐蚀性、耐水蒸气、耐过热水性能、弹性。尤其具有优异的电绝缘性能和耐

5、电晕性，电性能优于或接近丁苯橡胶等。在低温下具有卓越的动态特性、较好的化学稳定性以及良好的颜色稳定性，通过配方改良，可大幅度提高其耐温性。2.3聚酰亚胺/F46复合薄膜和三元乙丙橡胶组合绝缘。在导体外层包覆聚酰亚胺F46复合薄膜后烧结，并经过特殊结构设计，在薄膜烧结层外涂以特殊粘接剂，然后挤制三元乙丙橡胶，通过连续硫化后复合薄膜与三元乙丙橡胶能紧密粘接。聚酰亚胺薄膜绝缘材料具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性以及很高的抗辐射性能、耐高温和耐低温性能（-269°C至+400°C）。这种复合绝缘大大提高了电缆的绝缘性能以及耐

6、性等级。3.护套层常用的护套层冇：3.1铅护套：此材料料主要是含有铜、銘、锡的合金铅，采用连续无缝包覆在绝缘外表。合金铅耐腐蚀性能好，能抗碱、酸、氨、氢氟酸以及一些有机化合物的腐蚀；熔点低口柔软；作为电缆的护套，其密封性好，且不透潮、不透气。这种无缝连续的铅护套为绝缘层提供了一种极好的保护屏障，能够最有效的隔离油井屮的腐蚀性气体。在制造中，铅护套应无砂眼、裂纹和杂质等缺陷。一般采用连续式挤铅机，其连续挤出温度为二方九十摄氏度至三百九十摄氏度的高温。3.2丁睛护套：NBR为浅黄色略带香味的橡胶，为非结晶性橡胶。纯胶硫化胶强度

7、为3〜4.5MP&,炭黑补强后拉伸强度为25~30MPao抗静电性在通用橡胶屮是独一无二的，但其弹性、耐寒性差。丁膳橡胶因其具冇良好的机械性能，耐油性、耐化学腐蚀性而常常用作潜油电缆护套材料。因丁膳橡胶的粘弹拉伸性较小，宜采用挤压式模具。生产采用挤橡机挤出,连续硫化管内充以饱和蒸汽，硫化温度一般为一百七十摄氏度至一百九十摄氏度的高温。挤橡机的挤出温度从进料口到机头一般为五十摄氏度至七十摄氏度。4・铠装层连锁的钢带铠装起着一个纵向受力作用，防止化学腐蚀、防潮及抗外界电磁干扰的屏蔽作用，同时对护套层起着关键的保护作用。若无铠装

8、保护作用，一旦电缆提升起出或压力突变，护套会溶胀而破裂。钢带铠装搭接率控制在40〜45%,铠装后电缆圆整度控制较难，尤其是铅护套电缆铠装后易将铅层变形。常用电缆铠装材料有镀锌钢带、不锈钢钢带以及蒙乃尔钢带。大多数油井环境一般釆用镀锌钢带铠装。不锈钢钢带适用于具有高腐蚀性的油井中。蒙乃尔钢带一般用于最恶劣