一种抗油圆形潜油泵电缆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗油圆形潜油泵电缆，由三根导线、三个可弯曲填充管和环形支撑芯构成的缆芯；每根导线包括位于中部的导体以及依次包覆在导体外部的半导电屏蔽层、绝缘层、和单面铝塑复合带，单面铝塑复合带的塑料层朝内金属层朝外，环形支撑芯采用高分子材料制成且外周封闭，其中纵向布置多根细钢丝；三根导线平行纵置在环形支撑芯内并紧靠环形支撑芯的内周，三个可弯曲填充管分别纵置在相邻两根导线之间并紧靠相邻两根导线以及环形支撑芯的内周；在所述缆芯外部包覆护套层，所述缆芯与护套层之间设有润滑层，护套层外部包覆铠装层。本发明提出的抗油圆形潜油泵电缆，结构紧凑、耐高温、磁场平衡性好、抗油性能优异。
【专利说明】一种抗油圆形潜油泵电缆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电缆领域，尤其涉及一种抗油圆形潜油泵电缆。
【背景技术】
[0002]潜油泵电缆作为潜油电泵机组输送电能的通路部分，长期工作在高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中。为使电泵机组长期正常运行，要求阈值相配套的前有电缆具有较高的电气性能:耐高温、高压和耐腐蚀。因此前有电缆与普通动力电缆相比，除了具有相同的绝缘性之外，还具有适应油井井下运行的特殊性，主要表现在结构和绝缘材料与通用的动力电缆不同。
[0003]潜油泵电力电缆按形状可分为圆形和扁形两种。受油井套管狭小空间的限制，通常潜油泵电力电缆以扁形为主。由于扁形电缆是非对称结构，当电力传输时，因磁场的不平衡而产生的电磁感应会引起磁滞损耗，使电缆发热。因此，当油井套管尺寸允许的情况下宜采用圆形电缆。
[0004]油井环境尤其对电缆的抗油性要求较高，一般的圆形潜油泵电缆结构稳定较差，电力传输时，因磁场的不平衡而产生的电磁感应会弓I起磁滞损耗，使电缆发热，使用寿命短。同时，电缆在油井井下运行时，油气易于侵入缆芯内部，对电缆寿命造成影响。如何制造一种结构稳定、抗油性优异，且耐高温的潜油泵电缆，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种抗油圆形潜油泵电缆，其结构紧凑、耐高温、抗油性能优异，能够长期在油井环境下安全使用。
[0006]本发明提出的一种抗油圆形潜油泵电缆，由三根导线、三个可弯曲填充管和环形支撑芯构成的缆芯；每根导线包括位于中部的导体以及依次包覆在导体外部的半导电屏蔽层、绝缘层、和单面铝塑复合带，单面铝塑复合带的塑料层朝内金属层朝外，环形支撑芯采用高分子材料制成且外周封闭，且内部纵向布置多根细钢丝；三根导线平行纵置在环形支撑芯内并紧靠环形支撑芯的内周，三个可弯曲填充管分别纵置在相邻两根导线之间并紧靠相邻两根导线以及环形支撑芯的内周；在所述缆芯外部包覆护套层，所述缆芯与护套层之间设有润滑层，护套层外部包覆铠装层。
[0007]优选地，可弯曲填充管采用弹性材料制成。
[0008]优选地，环形支撑芯采用氯化聚乙烯复合材料制成。
[0009]优选地，填充管内部充入冷却剂或防腐剂。
[0010]优选地，填充管内部设有信号线。
[0011]优选地，润滑层采用薄铝粉层制成。
[0012]优选地，铠装层为316L型不锈钢带联锁铠装层。
[0013]本发明中，在电缆内部设置采用热塑性弹性体材料制成的环形支撑芯，环形支撑芯外周封闭且其中纵向布置多根细钢丝，三根导线平行纵置在环形支撑芯内，并且三个可弯曲填充管分别纵置在相邻两根导线之间。在上述结构布置方式中，一方面，环形支撑芯和可弯曲填充管的设置使导线固定，缆芯内部结构稳定，另一方面，环形支撑芯外周封闭，防止外部油气侵入缆芯内部，保证了电缆的耐油防水性能，延长了电缆的使用寿命，再一方面，环形支撑芯和填充管均采用弹性材料制成，并且环形支撑芯内部纵向布置多根细钢丝，不影响电缆的柔韧性的同时，增强了电缆的机械性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明提出一种抗油圆形潜油泵电缆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，图1为本发明提出的一种抗油圆形潜油泵电缆的结构示意图。
[0016]参照图1，本发明提出的一种抗油圆形潜油泵电缆，包括由三根导线1、三个可弯曲填充管2和环形支撑芯3构成的缆芯；
[0017]导线I包括位于中部的导体11，导体11由多根镀锡铜丝绞合而成，导体11外部包覆半导电屏蔽层12，半导体屏蔽层12外部包覆绝缘层13，绝缘层13外部包覆单面铝塑复合带14，单面铝塑复合带14的塑料层朝内铝金属层朝外；弹性填充管2采用弹性材料制成，其直径小于导线I的直径；
[0018]环形支撑芯3采用热塑性弹性体材料制成且外周封闭，其中纵向布置多根细钢丝30。
[0019]在导线和信号线的布置过程中，三根导线I平行纵置在环形支撑芯3内并紧靠环形支撑芯3的内周，三个弹性填充管2分别纵置在相邻两根导线I之间并紧靠相邻两根导线以及环形支撑芯3的内周；缆芯结构紧凑，屏蔽性能好。
[0020]在缆芯外部包覆护套层5，缆芯与护套层5之间设有薄铝粉层4，护套层5外部包覆铠装层6，铠装层6为316L型不锈钢带联锁铠装层。
[0021 ] 在本实施例中，在电缆内部设置采用热塑性弹性体材料制成的环形支撑芯3，环形支撑芯3外周封闭且内部纵向布置多根细钢丝30，三根导线I平行纵置在环形支撑芯3内，并且三个弹性填充管2分别纵置在相邻两根导线I之间。在上述结构布置方式中，一方面，环形支撑芯3和弹性填充管2的设置使导线I固定，缆芯内部结构稳定，另一方面，环形支撑芯3外周封闭，防止外部油气侵入缆芯内部，保证了电缆的耐油防水性能，延长了电缆的使用寿命，再一方面，环形支撑芯3和弹性填充管2均采用弹性材料制成，并且环形支撑芯3内部纵向布置多根细钢丝30，不影响电缆的柔韧性的同时，增强了电缆的机械性能。
[0022]在具体结构设计中，三根导线I平行纵置在环形支撑芯3内并紧靠环形支撑芯3的内周，三个弹性填充管2分别纵置在相邻两根导线I之间并紧靠相邻两根导线以及环形支撑芯3的内周，环形支撑芯3和三个弹性填充管2将三根导线I固定在缆芯中，提高电缆内空间的利用效率，使得缆芯结构紧凑而稳定；在电缆受到外力时，环形支撑芯3和弹性填充管2起到保护导线的作用；导线在缆芯内呈品字形布置，使缆芯内产生的电磁场均匀分布，相互干扰小，电磁兼容性好。
[0023]在导线I的导体11和绝缘层13之间设置半导电屏蔽层12，目的是防止导体11和绝缘层13之间的间隙，保证导体11的金属等电位并且与绝缘层13的绝缘材料良好接触，从而避免导体11与绝缘层13表面产生局部放电，并且半导体屏蔽层12均匀电场分布以及抑制导体11的金属与绝缘层13的绝缘材料表面电晕的产生，保证了电缆高载流的稳定。
[0024]在每根导线I的绝缘层13外部包覆单面铝塑复合带14，并且单面铝塑复合带14的铝金属层朝外塑料层朝内，在电缆工作时，其防止外部油气侵入导线内部。同时，当在弹性填充管2内充入冷却液时，冷却液从内部冷却缆芯，此时，单面铝塑复合带14的铝金属层在缆芯内形成高效导热通路，使缆芯内部环境温度均衡，从而降低导线和信号线的工作环境温度的效果；可替换地，当在弹性填充管2内设置信号线时，实现电缆的复合传输，此时，单面铝塑复合带14的铝金属层为每个导线和信号线形成单独屏蔽，起到屏蔽导线和信号线之间电磁波干扰的作用，实现对电缆的电磁波屏蔽性能。
[0025]缆芯和护套层5之间设有薄铝粉层4，使得缆芯与外部护套层5之间十分润滑，当外部铠装层6和护套层5受到外部扭力时，保护缆芯，同时当外部铠装层6和护套层5受到破坏时，便于其从缆芯剥离。
[0026]铠装层6采用316L型不锈钢带连锁铠装工艺，起着纵向受力作用，同时对护套层5起着关键的保护作用，提高了电缆使用中的防锈、抗拉、弯曲性能；并且316L型不锈钢带连锁铠装层6起到电缆总屏蔽层的作用，为缆芯屏蔽外部电磁波的干扰。
[0027]优选地，环形支撑芯3采用的氯化聚乙烯复合材料按质量份数包括下列组分:40?50份氯化聚乙烯、15?30份滑石粉、20?30份轻质碳酸|丐、10?20份碳纤维、10?20份导电炭黑、5?8份三烯丙基异氰脲酸酯、5?8份过氧化二异丙苯、2?4份PE蜡、I?3份抗氧剂1010 ;具体地，其组分和含量如下:50份氯化聚乙烯、15份滑石粉、25份轻质碳酸钙、17份碳纤维、17份导电炭黑、6份三烯丙基异氰脲酸酯、7份过氧化二异丙苯、3份PE蜡、2份抗氧剂1010。
[0028]环形支撑芯3作为内部导线I支撑保护体，通过采用上述原料组分的氯化聚乙烯复合材料制成，可以具有耐油防水、高强度、抗老化、绝缘的性能，可以延长电缆在油井环境下的使用寿命。其中，轻质碳酸钙和碳纤维的添加增强复合材料的硬度和机械性能；导电炭黑的加入，可提高复合材料的抗静电性，改进电缆在油井环境中工作的安全性。
[0029]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种抗油圆形潜油泵电缆，其特征在于，由三根导线(1)、三个可弯曲填充管(2)和环形支撑芯(3)构成的缆芯；每根导线(1)包括位于中部的导体(11)以及依次包覆在导体(11)外部的半导电屏蔽层(12)、绝缘层(13)、和单面铝塑复合带(14)，单面铝塑复合带(14)的塑料层朝内金属层朝外，环形支撑芯(3)采用高分子材料制成且外周封闭，且内部纵向布置多根细钢丝(30 );三根导线(1)平行纵置在环形支撑芯(3 )内并紧靠环形支撑芯(3 )的内周，三根可弯曲填充管(2 )分别纵置在相邻两根导线(1)之间并紧靠相邻两根导线(1)以及环形支撑芯(3)的内周；在所述缆芯外部包覆护套层(5)，所述缆芯与护套层(5)之间设有润滑层(4)，护套层(5 )外部包覆铠装层(6 )。
2.根据权利要求1所述的抗油圆形潜油泵电缆，其特征在于，可弯曲填充管(2)采用弹性材料制成。
3.根据权利要求1所述的抗油圆形潜油泵电缆，其特征在于，环形支撑芯(3)采用氯化聚乙烯复合材料制成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的抗油圆形潜油泵电缆，其特征在于，填充管(2)内部充入冷却剂或防腐剂。
5.根据权利要求1-3任一项所述的抗油圆形潜油泵电缆，其特征在于，填充管(2)内部设有信号线。
6.根据权利要求1所述的抗油圆形潜油泵电缆，其特征在于，润滑层(4)采用薄铝粉层制成。
7.根据权利要求1所述的抗油圆形潜油泵电缆，其特征在于，铠装层(6)为316L型不锈钢带联锁铠装层。
【文档编号】H01B7/282GK103903767SQ201410103807
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】魏金春, 彭群, 朱立春, 王冠云 申请人:安徽海容电缆有限公司