Электрический кабель

Электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержащий скрученные между собой или уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией имеющих общую охватывающие все жилы подушку под броню и броню из металлической ленты. Изоляция выполнена из синтетических материалов - полиэфиркетонов, толщина изоляции определяется из соотношения: _из=_мин*К_Т*К_Э, где _мин - минимальная толщина изоляции, определяемая по результатам электрического расчета; К_т - коэф. учитывающий технологию наложения изоляции, равный 1,1-1,3; К _э - коэф. учитывающий экстремальные условия монтажа и демонтажа кабеля и условия эксплуатации кабеля в скважине, равный не менее 2; Токопроводящие жилы, покрыты двумя слоями изоляции каждая, причем первый слой изоляции выполнен из радиационномодифицированного или силаносшиваемого полиэтилена, или тефоблока или блоксополимера пропилена с этиленом, а второй слой из полиэфиркетонов; Токопроводящие жилы, покрыты двумя слоями изоляции, причем первый слой выполнен из полиэфиркетонов, а второй слой изоляции выполнен из силаносшиваемого полиэтилена или тефоблока или блоксополимера пропилена с этиленом или экструдированного полиуретана или упрочненного углеродными нитями полиэфиркетона или полиэфирэфиркетонкетона. 1 н. 2 з.п. ф-лы. 3 илл.

Полезная модель относится к кабельной технике и может быть использована преимущественно для питания электродвигателей погружных электронасосов.

Известен электрический кабель для питания погружных электродвигателей установок центробежных насосов, содержащий уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта двумя слоями полимерной изоляции или изоляцией из резины, заключенные в общую подушку из тканевой ленты и броню из металлической ленты.

Первый слой изоляции выполнен из полиимиднофторопластовой пленки или из силаносшиваемого полиэтилена или из радиационномодифицированного полиэтилена или блоксополимера пропилена с этиленом.

Второй слой выполнен из блоксополимерапропилена с этиленом или из тефоблока, каждая изолированная жила может иметь оболочку из свинцового сплава. (Ш.Р.Агеев, Е.Е.Григорян, Г.П.Макиенко, Российские установки лопастных насосов для добычи нефти и их применение, энциклопедический справочник, г.Пермь 2007, 648 стр.)

Недостатками аналога являются набухание изоляции в среде нефтегазосодержащей жидкости и изменение ее формы, газопроницаемость полимеров и недостаточная механическая прочность при раздавливающих нагрузках в процессе монтажа, демонтажа и эксплуатации кабеля в составе установок для добычи нефти.

Задачей создания полезной модели является, разработка конструкции электрического кабеля с более высокими эксплуатационными характеристиками, устраняющими недостатки прототипа.

Поставленная задача решается с помощью признаков указанных в 1-м пункте формулы полезной модели, общих с прототипом, таких как электрический кабель, для установок погружных электронасосов, содержащий уложенные параллельно изолированные токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией и имеет общую подушку под броню и броню из металлической ленты, и отличительных существенных признаков таких как: - изоляция выполнена из синтетических материалов - полиэфиркетонов, толщина изоляции определяется из соотношения:

_из=_мин*К_т*К_э, где

_мин - минимальная толщина изоляции, определяемая по результатам электрического расчета;

К_т - коэф. учитывающий технологию наложения изоляции, равный 1,1-1,3;

К_э - коэф. учитывающий экстремальные условия монтажа и демонтажа кабеля и условия эксплуатации кабеля в скважине, равный не менее 2;

В пунктах 2 и 3 формулы полезной модели приведены варианты используемых материалов кабеля с двумя слоями изоляции.

Согласно п.2 формулы полезной модели токопроводящие жилы, покрыты двумя слоями изоляции каждая, причем первый слой изоляции выполнен из радиационномодифицированного или силаносшиваемого полиэтилена, или тефоблока или блоксополимера пропилена с этиленом, а второй слой из полиэфиркетонов;

Согласно пункту 3 формулы полезной модели токопроводящие жилы, покрыты двумя слоями изоляции, причем первый слой выполнен из полиэфиркетонов, а второй слой изоляции выполнен из силаносшиваемого полиэтилена или тефоблока или блоксополимера пропилена с этиленом или экструдированного полиуретана или упрочненного углеродными нитями полиэфиркетона или полиэфирэфиркетонкетона.

Полиэфиркетоны - суперконструкционные термопласты (полиэфиркетон РЕК или полиэфирэфиркетон РЕЕК и др.) в настоящее время находят широкое применение в качестве тепло и термостойких конструкционных термопластов в авиационной и космической технике, атомной энергетике. (Шаов А.Х. и др.» Полимерные композиционные материалы на основе полиэфиркетонов»(обзор) Пласт.массы. 1992, 3, с.3-7) Авторами заявки впервые предложены полиэфиркетоны в качестве изоляции электрического кабеля для питания электродвигателей погружных электронасосов.

Технический результат, достигаемый от вышеперечисленной совокупности существенных признаков - обеспечивается эксплуатация кабеля при температурах до 260°С, достигается уменьшение толщины изоляции и габаритов кабеля в целом, увеличивается срок службы и надежность изделия.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами. На фиг.1 дан разрез кабеля с одним слоем изоляции; на фиг.2 - разрез кабеля с двумя слоями изоляции, на фиг.3 показаны габариты предлагаемого кабеля(справа) по сравнению с аналогом (слева).

Электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержит уложенные параллельно токопроводящие жилы 1 (выполнены например из меди или стали или биметалла), каждая из которых покрыта изоляцией 2 имеющих общую охватывающие все жилы подушку 3 (например выполнена в виде обмотки из тканевых или синтетических лент и/или оплетки из синтетических нитей) под броню и броню из металлической ленты 4. Изоляция 2 выполнена из синтетических материалов -полиэфиркетонов.

Электрический кабель на фиг.2 имеет токопроводящие жилы 1, покрытые двумя слоями изоляции каждая 2, 3, причем первый слой изоляции выполнен из радиационномодифицированного или силаносшиваемого полиэтилена, или тефоблока или блоксополимера пропилена с этиленом, а второй слой из полиэфиркетонов;

Электрический кабель на фиг.2 имеет токопроводящие жилы 1, покрытые двумя слоями изоляции 2, 3, причем первый слой выполнен из полиэфиркетонов, а второй слой изоляции выполнен из силаносшиваемого полиэтилена или тефоблока или блоксополимера пропилена с этиленом или экструдированного полиуретана или упрочненного углеродными нитями полиэфиркетона или полиэфирэфиркетон кетона.

Теоретический расчет толщины изоляции (по формуле Остроградского-Гаусса) для электрической жилы сечением 10 мм² (3,57 мм) для полимерной изоляции из полиэфиркетона Е=190 кВ/мм, класс напряжения 5 кВ составило:

Минимальная толщина изоляции кабеля _мин для конкретного класса напряжения позволяет существенно уменьшить габариты кабеля согласно расчетной величины .

Пример конкретного выполнения фиг.3. Спроектирован, изготовлен и испытан кабель поз.2 фиг.3, аналог КПпБП 3×16 (см. Г.П.Макиенко «Кабели и провода, применяемые в нефтегазовой индустрии» Пермь, Агенство «Стиль-М», 2004, с.123) поз.1 фиг.3, но с изоляцией из одного слоя полиэфиркетона, что позволило уменьшить габариты кабеля более чем в два раза (габариты КПпБП 3×16 - ширина 36,2 мм высота 14,6 мм площадь поперечного сечения 483 мм², предлагаемый кабель - ширина 22,5 высота 10,5 площадь поперечного сечения 213 мм²), существенное сокращение габаритов кабеля открывает новые возможности для компоновки погружных электроцентабежных насосов.

Хотя настоящая полезная модель описана посредством примеров его выполнения, объем данной модели не ограничивается этими примерами, но определяется лишь формулой полезной модели с учетом возможных эквивалентов.

1. Электрический кабель для установок погружных электронасосов, содержащий скрученные между собой или уложенные параллельно токопроводящие жилы, каждая из которых покрыта изоляцией, имеющие общую охватывающие все жилы подушку под броню и броню из металлической ленты, отличающийся тем, что изоляция выполнена из синтетических материалов - полиэфиркетонов, толщина изоляции определяется из соотношения

_из=_минK_тK_э,

где _мин - минимальная толщина изоляции, определяемая по результатам электрического расчета;

K_т - коэффициент, учитывающий технологию наложения изоляции, равный 1,1-1,3;

K_э - коэффициент, учитывающий экстремальные условия монтажа и демонтажа кабеля и условия эксплуатации кабеля в скважине, равный не менее 2.

2. Электрический кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы покрыты двумя слоями изоляции каждая, причем первый слой изоляции выполнен из радиационно-модифицированного или силаносшиваемого полиэтилена, или тефоблока или блоксополимера пропилена с этиленом, а второй слой из полиэфиркетонов.

3. Электрический кабель по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие жилы покрыты двумя слоями изоляции, причем первый слой выполнен из полиэфиркетонов, а второй слой изоляции выполнен из силаносшиваемого полиэтилена, или тефоблока, или блоксополимера пропилена с этиленом, или экструдированного полиуретана, или упрочненного углеродными нитями полиэфиркетона или полиэфирэфиркетонкетона.