Jako elektryczny produkt pomocniczy dla elektrycznego zespołu pompy głębinowej, podwodny kabel olejowy musi charakteryzować się dobrą odpornością na temperaturę, wodoodpornością, dużą odpornością na korozję i doskonałymi właściwościami izolacji elektrycznej ze względu na szczególny charakter jego środowiska pracy. Aby poprawić jakość produktu, zaspokoić potrzeby produkcji odwiertów naftowych w złożonych warunkach, takich jak odwierty morskie i lądowe, a także zwiększyć zdolność przedsiębiorstw do uczestniczenia w międzynarodowej konkurencji na rynku, ważne jest szczegółowe zrozumienie struktury zanurzonych kabli naftowych i powiązane elementy procesu.
1 Konstrukcja zanurzonych kabli naftowych
1. 1 dyrygent
Materiał przewodnika na pręt z miedzi beztlenowej wyciągany z przewodnika, ze względu na bezpośredni kontakt miedzi z polipropylenem, przyspieszy starzenie się polipropylenu, dlatego polipropylen lub modyfikowany polipropylen do izolacji żyły kabla musi być cynowany, jeśli stosuje się gumę EPDM w przypadku izolacji, aby zapobiec przedostawaniu się gazu pod szybem naftowym do przewodu i warstwy izolacyjnej pomiędzy szczeliną, przewód powinien być pokryty specjalnym klejem, poprzez ciągłą wulkanizację przewodu i warstwy izolacyjnej. Przewód powinien należy pokryć specjalnym środkiem wiążącym.
1. 2 warstwy izolacji
(1) Izolacja polipropylenowa: Izolacja polipropylenowa (PP) to tworzywo termoplastyczne, odpowiednie do stosowania w środowiskach o temperaturze od -20 do 100°C. Jest kruchy w niskich temperaturach i łatwo odkształca się w wyniku starzenia w wysokich temperaturach. Temperatura wytłaczania od wlotu wytłaczarki do głowicy wynosi zazwyczaj 140-220°C. Izolacja jest wytłaczana przy użyciu matrycy wytłaczającej.
(2) Izolacja z gumy EPDM: Izolacja z gumy EPDM jest szeroko stosowanym materiałem z żywicy termoutwardzalnej, ma dobre właściwości izolacyjne, może pracować przez długi czas w środowisku -40-180 ℃, ale słaba odporność na olej kauczuku etylenowo-propylenowego może być pokryty klejem powierzchniowym przewodnika i warstwą izolacyjną na zewnątrz warstwy warstwy wiążącej (takiej jak folia politetrafluoroetylenowa i nylonowe owinięcie jedwabiem), aby skutecznie zapobiegać jego nagrzewaniu w odwiercie naftowym. Topi się i pęcznieje. Temperatura wytłaczania w wytłaczarce wynosi zazwyczaj 60–95°C od wlotu do głowicy maszyny.
(3) Folia kompozytowa poliimid/F46 + izolacja z połączenia EPDM. Zewnętrzna warstwa przewodnika pokryta jest folią kompozytową poliimidową F46, a następnie spiekana, a specjalna konstrukcja przeznaczona jest do powlekania spiekanej warstwy folii specjalnym klejem, a następnie wytłaczania gumy EPDM. Po ciągłej wulkanizacji folia laminatu jest łączona z gumą EPDM.
1. 3 Warstwa barierowa
Taśma foliowa PTFE (F40) charakteryzuje się dobrą odpornością na olej i wysokie temperatury. Taśma foliowa F40 jest owinięta wokół warstwy izolacyjnej, aby zablokować przedostawanie się oleju i gazu do gumy EPDM i przedłużyć żywotność kabla.
1. 4 Warstwa poszycia
Osłona wykonana jest z kauczuku nitrylowego o dobrych właściwościach mechanicznych i dużej odporności na oleje i chemikalia, a powierzchnia musi mieć rowek zewnętrzny typu wielowypustowego, aby zapobiec uszkodzeniu osłony podczas zbrojenia, a także zwiększyć tarcie zazębiającego się stalowego pasa pancerz tak, że pancerz blokujący może być zrównoważony siłą wzdłużną.
(1) Osłona ołowiana: Osłona ołowiana wykonana jest z czystego ołowiu lub stopu ołowiu, a osłona ołowiana powinna być wolna od wad, takich jak dziury po piasku, pęknięcia i zanieczyszczenia. Powłoka ołowiana powinna być wolna od fryty, pęknięć i zanieczyszczeń. Zwykle stosuje się maszynę do ciągłego wytłaczania, w której temperatura ciągłego wytłaczania wynosi 290-390°C.
(2) Płaszcz nitrylowy: Płaszcz z kauczuku nitrylowego jest wytwarzany przez maszyny do wytłaczania gumy, a rura do ciągłej wulkanizacji jest wypełniona parą nasyconą, a temperatura wulkanizacji wynosi zazwyczaj 170-190°C. Ze względu na niewielkie właściwości NBR w zakresie rozciągania lepkosprężystego, zaleca się stosowanie form do wytłaczania. Temperatura wytłaczania w wytłaczarce wynosi zazwyczaj 50-75°C od otworu zasilającego do głowicy.
1. 5 Warstwa pancerna
Pancerz pasa stalowego blokującego pełni wzdłużną rolę w naprężeniach, a jednocześnie odgrywa kluczową rolę w ochronie warstwy osłonowej, bez której osłona pęknie w przypadku uniesienia liny lub nagłej zmiany ciśnienia. Pancerz pasa stalowego zachodzi na siebie i jest owinięty.
Stopień nakładania się wynosi > 35%, trudno jest kontrolować okrągłość kabla po pancerzu, zwłaszcza kabel z ołowianą osłoną łatwo odkształca warstwę ołowiu po pancerzu.
2 Obecna sytuacja zanurzonych kabli naftowych
Warunki pracy w odwiertach naftowych są trudne, często w wysokich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem oraz w środowiskach korozyjnych, takich jak ropa i gaz. Kable zasilające pompy olejowe zatapialne można podzielić na dwa typy: okrągłe i płaskie. Ze względu na ograniczoną przestrzeń w obudowie odwiertu naftowego zwykle stosuje się kable zasilające pompy głębinowe
są głównie płaskie. Ze względu na asymetryczną budowę płaskiego kabla podczas przenoszenia mocy
Straty histerezy są spowodowane indukcją elektromagnetyczną spowodowaną niezrównoważonymi polami magnetycznymi, co powoduje nagrzewanie się kabla. Jeśli pozwala na to rozmiar obudowy studni, preferowane są kable okrągłe. Okrągłe kable o symetrycznej budowie wytwarzają równomiernie rozłożone pole elektromagnetyczne, z niewielką ilością wzajemnych zakłóceń i dobrą kompatybilnością elektryczną i magnetyczną.
Można je także łatwo przyjmować i rozładowywać po ułożeniu w studni. Obecnie istnieją cztery aspekty zużycia zanurzonych kabli naftowych: jeden to coroczne odwierty nowych pomp elektrycznych na polach naftowych; dwa to roczny cykl pompowania na polu naftowym, wymagający aktualizacji zanurzonej pompy elektrycznej oleju; trzy to różne pola naftowe z różnych powodów, uszkodzenia kabli elektrycznych, konieczność aktualizacji i naprawy kabla; czwarte to stare pole naftowe, które nadal jest głównym obszarem wydobycia ropy, pola te są w dalszym ciągu eksploatowane, zdolność do samodzielnego odrzutowca jest osłabiona, zawartość ropy w odwiercie jest znacznie zmniejszona, aby zwiększyć wydobycie ropy, aby zwiększyć wydobycie ilość odzyskanego oleju. W celu zwiększenia odzysku ropy naftowej stosowano różne metody ekstrakcji ropy naftowej, z których jedną z najczęściej stosowanych jest agregat pompowy (powszechnie zwany knapperem), który ma niską wydajność pompowania, a drugim jest elektryczna pompa głębinowa, który charakteryzuje się wysoką wydajnością pompowania. Ponieważ te kable nie pozwalają na połączenia, w zależności od głębokości studni
Każdy odcinek kabla kupowany jest w długościach powyżej 2800m i ma krótki okres użytkowania od 1 do 1,5 roku.
Należy je wymienić za 1–1,5 roku.
3 Kluczowe punkty kontroli procesu podwodnych kabli olejowych
Proces produkcji kabli do zanurzalnych pomp olejowych różni się od procesu produkcji zwykłych kabli. Stosuje się go w odwiercie w warunkach wysokiej temperatury, wysokiego ciśnienia i środowiska silnie korozyjnego, a po zainstalowaniu w odwiercie i przez paker głowicy odwiertu jest uszczelniany. Dlatego wymagania dotyczące każdego wskaźnika wydajności i kontroli średnicy zewnętrznej każdego procesu produkcyjnego są bardzo wysokie, a poniżej przedstawiono kluczowe innowacje procesowe w procesie produkcyjnym.
3. 1 dyrygent
Przewodnik jest pierwszym wymiarem, który należy kontrolować w kablu zasilającym zanurzeniową pompę olejową. Aby zapewnić stabilne i jednolite wskaźniki wydajności, oprócz użycia sprzętu i doboru dobrych materiałów z prętów miedzianych, najważniejszy jest proces ciągnienia, określenie kąta każdej strefy w celu zapewnienia minimalnego tarcia , aby zapewnić jednolitą i stabilną średnicę produktu, zapewniając w ten sposób, że współczynnik asymetrii rezystancji trójfazowego prądu stałego nie jest większy niż 2%.
3. 2 Uzwojenie przewodu
Nawinięcie folii poliimidowo-F46 wokół przewodnika jako wewnętrznej izolacji kabla spowodowało powstawanie fałd w procesie rzeczywistej produkcji uzwojenia, co miało wpływ na średnicę zewnętrzną w późniejszym procesie.
Problem został rozwiązany poprzez użytkowanie i ciągłe doskonalenie tego urządzenia.
3.3 Projekt formuły izolacji
Grubość i wydajność izolacji zależy od zakresu kontroli temperatury wytłaczarki, stabilności prędkości odciągania, stabilności położenia rdzenia w rurze utwardzającej oraz stabilności ciśnienia gumy w wytłaczarka.