Нагревательный кабель

Предлагаемая полезная модель относится к резистивным нагревательным кабелям и системам регулирования температуры кабеля. Кабель, предлагаемый в соответствии с данной полезной моделью, может быть включен в оборудование нефтяных скважин для предупреждения образования парафиногидратных пробок и для путевого подогрева нефтепроводов.

Целью данной полезной модели является повышение надежности и долговечности нагревательного кабеля.

Отличительной особенностью предлагаемого кабеля является то, что контрольные жилы изготавливаются однопроволочными и скручиваются в сердечник вокруг корделя. На каждую отдельную проволоку контрольных и нагревательных жил наложена изоляция из полимерного материала.

Предлагаемая полезная модель относится к резистивным нагревательным кабелям и системам регулирования температуры кабеля. Кабель, предлагаемый в соответствии с данной полезной моделью, может быть включен в оборудование нефтяных скважин для предупреждения образования парафиногидратных пробок и для путевого подогрева нефтепроводов.

Известен нагревательный кабель по патенту РФ 73536. Этот кабель выбран в качестве прототипа, как наиболее близкий по совокупности существенных признаков к заявляемому кабелю. Прототип включает нагревательные и контрольные жилы с датчиками температуры, поверх которых наложена броня и наружная оболочка, при этом каждая контрольная жила состоит, по меньшей мере, из трех скрученных изолированных медных проволок, помещенных в оболочку контрольных жил, все контрольные жилы скручены в сердечник и помещены в промежуточную оболочку, поверх которой одним повивом наложены изолированные нагревательные жилы, которые электрически разделены корделем, проложенным вдоль длины кабеля, и помещены в изоляцию нагревательных жил. Недостатком конструкции данного кабеля является недостаточная его надежность и долговечность, поскольку возможные нарушения целостности наружных и промежуточных оболочек приводят к замыканиям на землю, а высокая температура нагревательных жил при эксплуатации приводит к быстрому износу изолирующих оболочек.

Целью данной полезной модели является повышение надежности и долговечности нагревательного кабеля.

Конструкция предлагаемого кабеля содержит выполненные из медных проволок контрольные жилы с датчиками температуры, поверх которых наложена сначала промежуточная оболочка, затем, одним повивом, нагревательные жилы, выполненные из алюминиевых или медных проволок, которые электрически разделены корделем и помещены в изоляцию нагревательных жил, поверх которой наложена броня и наружная оболочка.

Отличительной особенностью предлагаемого кабеля является то, что контрольные жилы изготавливаются однопроволочными и скручиваются в сердечник вокруг корделя. На каждую отдельную проволоку контрольных и нагревательных жил наложена изоляция из полимерного материала.

Кабель может содержать 2 или 3 нагревательные жилы.

Дополнительными отличиями предлагаемого нагревательного кабеля является следующее:

- наружная и промежуточная оболочки изготавливаются из полимерного материала,

- для ускорения процесса изготовления кабеля изоляция и оболочка контрольных жил могут быть выполнены за один технологический цикл и представлять собой монолитную структуру,

- для увеличения прочности конструкции часть проволок нагревательных жил может быть заменена стальными изолированными проволоками,

- каждая отдельная проволока нагревательных жил дополнительно может быть обмотана фторопластовой или полиамидно-фторопластовой пленкой и поверх обмотки покрыта полимерным материалом,

- каждая отдельная проволока нагревательных жил дополнительно может быть покрыта теплостойким лаком и сверху покрыта полимерным материалом.

На фиг.1 изображен в разрезе первый вариант нагревательного кабеля, где

1 - контрольная жила;

2 - изоляция контрольной жилы;

3 - оболочка контрольных жил;

4 - изолирующий кордель из полимерного материала;

5 - медные или алюминиевые проволоки нагревательных жил;

6 - изоляция проволок нагревательных жил;

7 - изоляция нагревательных жил;

8 - стальные оцинкованные проволоки брони;

9 - наружная оболочка.

В изображенном на фиг.1 кабеле контрольные жилы, состоящие из медных проволок 1 и изоляции 2, заключены в оболочку 3. Контрольные жилы скручены вокруг изолирующего корделя 4. К контрольным жилам на разной длине кабеля подключены датчики температуры. На оболочку контрольных жил методом скрутки наложены нагревательные жилы 5, которые разделены корделем 4 из полимера. Каждая проволока нагревательных жил помещена в изоляцию 6 из полимерного материала. На нагревательные жилы наложена изолирующая оболочка 7. В качестве брони на изоляцию наложен один повив из стальных оцинкованных

проволок 8. Стальные оцинкованные проволоки 8 наложены с зазором. На стальные проволоки 8 нанесена наружная оболочка 9 из полимера.

На фиг.2 изображен в разрезе второй вариант нагревательного кабеля, где

1 - контрольная жила;

2-3 - монолитная структура оболочки и изоляции контрольных жил;

4 - изолирующий кордель из полимерного материала;

5 - медные или алюминиевые проволоки нагревательных жил;

6 - изоляция проволок нагревательных жил;

7 - изоляция нагревательных жил;

8 - стальные оцинкованные проволоки брони;

9 - наружная оболочка.

В изображенном на фиг.2 кабеле контрольные жилы 1, каждая из которых состоит из одной медной проволоки, заключены в монолитную структуру 2-3, представляющую собой изоляцию и оболочку контрольных жил. Контрольные жилы 1, заключенные в монолитную структуру 2-3, расположены вокруг изолирующего корделя 4. К контрольным жилам на разной длине кабеля подключены датчики температуры. На монолитную структуру 2-3 методом скрутки наложены нагревательные жилы 5, которые разделены корделем 4 из полимера. Каждая проволока нагревательных жил помещена в изоляцию 6 из полимерного материала. На нагревательные жилы наложена изолирующая оболочка 7. В качестве брони на изоляцию наложен один повив из стальных оцинкованных проволок 8. Стальные оцинкованные проволоки 8 наложены с зазором. На стальные проволоки 8 нанесена наружная оболочка 9 из полимера.

На одном конце кабеля нагревательные жилы электрически соединены между собой и наружная оболочка оплавлена для исключения контакта жил с внешней средой. На оплавленный конец надет металлический наконечник, заполненный эпоксидным клеем. Этот наконечник обжимается на кабеле для лучшей герметизации.

Последовательность операций при изготовлении предлагаемого кабеля следующая:

- волочение контрольных и нагревательных жил на волочильной машине;

- изолирование контрольных жил методом экструзии на экструзионной линии;

- изготовление корделя методом экструзии на экструзионной линии;

- скрутка контрольных изолированных жил и подключение датчиков температуры на крутильной машине;

- наложение промежуточной оболочки на скрученные контрольные жилы методом экструзии на экструзионной линии;

- изолирование проволок нагревательных жил на обмоточной машине и экструзионной линии;

- наложение повива на оболочку контрольных жил из алюминиевых или медных изолированных проволок на крутильной машине с разделительным корделем;

- наложение изоляции методом экструзии на экструзионной линии;

- наложение повива из стальных оцинкованных проволок на крутильной машине;

- наложение наружной оболочки методом экструзии на экструзионной линии;

- заделка конца кабеля и обжатие металлическим наконечником.

Предлагаемый кабель имеет ряд преимуществ по сравнению с известными конструкциями, а именно:

- изоляция каждой отдельной проволоки контрольных и нагревательных жил повышает надежность кабеля при эксплуатации, так как возможные нарушения целостности наружных и промежуточных оболочек не приводят к замыканиям на землю, так как появляются дополнительные барьеры для токов утечки;

- кроме того, обмотка фторопластовой или полиимидно-фторопластовой пленкой или покрытие эмаль лаком проволок нагревательных жил увеличивает долговечность кабеля, так как данные материалы обладают повышенной температурной стойкостью (фторопластовая пленка 4Ф - 260°С полиимидно-фторопластовая пленка 200-220°С, эмаль лак - 150-220°С), тогда как полимеры имеют более низкую температуру длительной эксплуатации.

1. Нагревательный кабель, включающий контрольные жилы с датчиками температуры, причем контрольные жилы выполнены из медных проволок, поверх которых наложена сначала промежуточная оболочка, затем одним повивом нагревательные жилы, выполненные из алюминиевых или медных проволок, которые электрически разделены корделем и помещены в изоляцию нагревательных жил, поверх которой наложена броня и наружная оболочка, отличающийся тем, что контрольные жилы выполнены однопроволочными и скручены в сердечник вокруг корделя, когда как каждая отдельная проволока контрольных и нагревательных жил изолирована полимерным материалом.

2. Нагревательный кабель по п.1, отличающийся тем, что содержит две нагревательные жилы.

3. Нагревательный кабель по п.2, отличающийся тем, что содержит три нагревательные жилы.

4. Нагревательный кабель по п.3, отличающийся тем, что промежуточная и наружная оболочки выполнены из полимерного материала.

5. Нагревательный кабель по п.4, отличающийся тем, что изоляция и оболочка контрольных жил могут быть изготовлены одновременно за один технологический цикл и представлять собой монолитную структуру.

6. Нагревательный кабель по п.4, отличающийся тем, что часть проволок нагревательных жил может быть заменена стальными изолированными проволоками.

7. Нагревательный кабель по п.6, отличающийся тем, что каждая отдельная проволока нагревательных жил дополнительно обмотаны фторопластовой или полиамидо-фторопластовой пленкой и поверх обмотки покрыта полимерным материалом.

8. Нагревательный кабель по п.6, отличающийся тем, что каждая отдельная проволока нагревательных жил дополнительно покрыта теплостойким лаком и сверху покрыта полимерным материалом.