كمنتج داعم كهربائي لوحدة المضخة الغاطسة الكهربائية، يجب أن يتمتع كابل الزيت الغاطس بمقاومة جيدة لدرجة الحرارة، ومقاومة للماء، ومقاومة قوية للتآكل وخصائص عزل كهربائي ممتازة بسبب الطبيعة الخاصة لبيئة العمل. من أجل تحسين جودة المنتج، وتلبية احتياجات إنتاج آبار النفط في ظل ظروف الآبار المعقدة مثل البحرية والأرضية، وتعزيز قدرة المؤسسات على المشاركة في المنافسة في السوق الدولية، من المهم أن نفهم بالتفصيل هيكل كابلات النفط المغمورة وعناصر العملية ذات الصلة.
1 هيكل الكابلات النفطية المغمورة
1. 1 موصل
مادة الموصل لقضبان النحاس الخالية من الأكسجين المأخوذة من الموصل، بسبب الاتصال المباشر بين النحاس والبولي بروبيلين سوف تسرع من شيخوخة مادة البولي بروبيلين، لذلك يجب تعليب مادة البولي بروبيلين أو مادة البولي بروبيلين المعدلة لعزل موصل الكابل، في حالة استخدام مطاط EPDM للعزل، من أجل منع تسرب الغاز تحت بئر النفط إلى الموصل والطبقة العازلة بين الفجوة، يجب طلاء الموصل بمادة لاصقة خاصة، من خلال الفلكنة المستمرة للموصل وطبقة العزل يمكن أن يكون الموصل أن تكون مغلفة بعامل ربط خاص.
1. 2 طبقات عازلة
(1) عزل البولي بروبيلين: عازل البولي بروبيلين (PP) عبارة عن لدن بالحرارة، مناسب للاستخدام في البيئات من -20 إلى 100 درجة مئوية. وهو هش في درجات الحرارة المنخفضة ويتشوه بسهولة بسبب الشيخوخة في درجات الحرارة المرتفعة. درجة حرارة البثق من مدخل الطارد إلى الرأس بشكل عام هي 140-220 درجة مئوية. يتم بثق العزل باستخدام قالب البثق.
(2) العزل المطاطي EPDM: العزل المطاطي EPDM عبارة عن مادة راتنجية بالحرارة تستخدم على نطاق واسع، ولها خصائص عزل جيدة، ويمكن أن تعمل لفترة طويلة في بيئة -40-180 درجة مئوية، ولكن مقاومة الزيت الضعيفة لمطاط الإيثيلين البروبيلين، يمكن أن تعمل تكون مغلفة بطبقة لاصقة وعازلة لسطح الموصل خارج طبقة الطبقة الرابطة (مثل فيلم بولي تترافلوروإيثيلين وتغليف حرير النايلون) لمنع ذوبان وتورم بئر الزيت بشكل فعال. درجة حرارة البثق للطارد بشكل عام هي 60-95 درجة مئوية من المدخل إلى رأس الآلة.
(3) فيلم مركب بوليميد / F46 + عزل مركب EPDM. الطبقة الخارجية للموصل مغطاة بغشاء مركب بوليميد F46 ثم ملبدة، وتم تصميم هيكل خاص لتغليف الطبقة الملبدة من الفيلم بمادة لاصقة خاصة، يليها بثق مطاط EPDM. بعد الفلكنة المستمرة، يتم ربط الفيلم الرقائقي بمطاط EPDM.
1. 3 طبقة حاجزة
يتمتع شريط الفيلم PTFE (F40) بمقاومة جيدة للزيت ودرجات الحرارة المرتفعة. يتم لف شريط الفيلم F40 حول الطبقة العازلة لمنع تسرب النفط والغاز إلى مطاط EPDM وإطالة عمر خدمة الكابل.
1. 4 طبقة تغليف
الغلاف مصنوع من مطاط النتريل ذو خواص ميكانيكية جيدة ومقاومة قوية للزيت والمواد الكيميائية، ويجب أن يكون السطح مزودًا بمزمار خارجي من النوع المخدد لمنع تلف الغلاف أثناء التدريع، وكذلك لزيادة الاحتكاك مع الحزام الفولاذي المتشابك التدريع، بحيث يمكن موازنة التدريع المتشابك في القوة الطولية.
(1) غمد الرصاص: غمد الرصاص مصنوع من الرصاص النقي أو سبائك الرصاص، ويجب أن يكون غمد الرصاص خاليًا من العيوب مثل ثقوب الرمل والشقوق والشوائب. يجب أن يكون غلاف الرصاص خاليًا من الفريت والشقوق والشوائب. يتم استخدام آلة البثق المستمر بشكل عام، مع درجة حرارة البثق المستمر من 290 إلى 390 درجة مئوية.
(2) غلاف النتريل: يتم إنتاج غلاف مطاط النتريل بواسطة آلات بثق المطاط، ويتم تعبئة أنبوب الفلكنة المستمر بالبخار المشبع، وتكون درجة حرارة الفلكنة بشكل عام 170-190 درجة مئوية. بسبب خصائص التمدد اللزج المرنة الصغيرة لـ NBR، فمن المستحسن استخدام قوالب البثق. درجة حرارة البثق للطارد عادة ما تكون 50-75 درجة مئوية من منفذ التغذية إلى الرأس.
1. 5 طبقات تصفيح
يلعب درع الحزام الفولاذي المتشابك دورًا طوليًا في الضغط وفي نفس الوقت يلعب دورًا رئيسيًا في حماية طبقة التغليف، والتي بدونها سينكسر الغلاف إذا تم رفع الكابل أو إذا حدث تغير مفاجئ في الضغط. درع الحزام الفولاذي متداخل وملفوف.
معدل التداخل > 35%، ومن الصعب التحكم في استدارة الكابل بعد التصفيح، خاصة أن كابل غلاف الرصاص من السهل تشويه طبقة الرصاص بعد التصفيح.
2 الوضع الحالي للكابلات النفطية المغمورة
ظروف العمل في آبار النفط قاسية، وغالبًا ما تكون في درجات حرارة عالية وضغوط عالية وفي البيئات المسببة للتآكل مثل النفط والغاز. يمكن تقسيم كابلات الطاقة لمضخة الزيت الغاطسة إلى نوعين: مستديرة ومسطحة. ونظرًا لقيود المساحة الصغيرة في غلاف بئر النفط، عادةً ما يتم استخدام كابلات طاقة المضخة الغاطسة
مسطحة بشكل رئيسي. بسبب الهيكل غير المتماثل للكابل المسطح، عند نقل الطاقة
تحدث خسائر التباطؤ بسبب الحث الكهرومغناطيسي بسبب المجالات المغناطيسية غير المتوازنة، مما يتسبب في تسخين الكابل. ويفضل استخدام الكابلات المستديرة عندما يسمح حجم غلاف البئر بذلك. تنتج الكابلات المستديرة ذات البنية المتماثلة مجالًا كهرومغناطيسيًا موزعًا بالتساوي، مع القليل من التداخل المتبادل والتوافق الكهربائي والمغناطيسي الجيد.
كما أنها سهلة الاستلام والتفريغ عند وضعها في البئر. في الوقت الحاضر، هناك أربعة جوانب لاستهلاك كابلات النفط المغمورة: الأول هو آبار المضخات الكهربائية الجديدة في حقول النفط؛ اثنان هي دورة الضخ السنوية في حقل النفط التي تحتاج إلى تحديث مضخة الزيت الكهربائية المغمورة؛ ثلاثة هي حقول النفط المختلفة لأسباب مختلفة تلف الكابلات الكهربائية، والحاجة إلى تحديث وإصلاح الكابل؛ أربعة هو أن حقل النفط القديم لا يزال مناطق إنتاج النفط الرئيسية، وتستمر هذه الحقول في الاستغلال، وتضعف القدرة على النفث الذاتي، ويتم تخفيض محتوى النفط في البئر بشكل أكبر، من أجل زيادة استخلاص النفط، من أجل زيادة كمية استخراج النفط. من أجل زيادة استخلاص النفط، تم استخدام طرق مختلفة لاستخراج النفط، من أكثرها استخدامًا وحدة الضخ (المعروفة باسم knapper)، والتي تتميز بكفاءة ضخ منخفضة، والأخرى هي وحدة الضخ الغاطسة الكهربائية، والتي لديها كفاءة ضخ عالية. حيث أن هذه الكابلات لا تسمح بوجود وصلات حسب عمق البئر
يتم شراء كل قسم من الكابلات بأطوال تزيد عن 2800 متر ولها عمر خدمة قصير يتراوح من 1 إلى 1.5 سنة.
يجب استبدالها خلال سنة إلى 1.5 سنة.
3 النقاط الرئيسية في التحكم في عملية كابلات الزيت الغاطسة
تختلف عملية تصنيع كابلات مضخة الزيت الغاطسة عن تلك الخاصة بالكابلات العادية. يتم استخدامه في قاع البئر في درجات الحرارة العالية والضغط العالي والبيئات شديدة التآكل، ويتم إغلاقه عند تركيبه في قاع البئر ومن خلال جهاز تعبئة رأس البئر. ولذلك، فإن متطلبات كل مؤشر أداء والتحكم في القطر الخارجي لكل عملية تصنيع عالية جدًا، وفيما يلي ابتكارات العملية الرئيسية في عملية الإنتاج، على النحو التالي.
3. 1 موصل
الموصل هو البعد الأول الذي يجب التحكم فيه في كابل الطاقة لمضخة الزيت الغاطسة. ومن أجل التأكد من أن مؤشرات أدائها مستقرة وموحدة، بالإضافة إلى استخدام المعدات واختيار مواد قضبان النحاس الجيدة، والأهم هو عملية الرسم، وتحديد زاوية كل منطقة لضمان الحد الأدنى من الاحتكاك ، للتأكد من أن قطر المنتج موحد ومستقر، وبالتالي ضمان أن معدل عدم توازن مقاومة التيار المستمر ثلاثي الطور لا يزيد عن 2%.
3. 2 لف موصل
إن لف طبقة بوليميد-F46 حول الموصل كعزل داخلي للكابل قد تسبب في تجعد في الإنتاج الفعلي لللف، مما يؤثر على القطر الخارجي للعملية اللاحقة.
تم حل المشكلة عن طريق استخدام هذا الجهاز والتحسين المستمر له.
3. 3 تصميم تركيبة العزل
يعتمد سمك وأداء العزل على نطاق التحكم في درجة الحرارة للطارد، واستقرار سرعة السحب، واستقرار موضع اللف للقلب في أنبوب المعالجة واستقرار ضغط المطاط في الطارد.