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石油工业用特种电缆

一、石油工业用特种电缆的运用
    特种电缆的运用条件基本上和测井电缆相同,大部分归于短期运用的产品,但依据油田的区域不同,运用要求也不一样,其主要的因素也是:地温梯度、井底压力和井中介质。这些电缆共同特点是:
    1.运用条件严苛,损坏量大,更换周期短;
    2.运用环境是高温、高压甚至有H2S存在;
    3.在油田勘探、开采、输送各时期都要运用。
因而,这类电缆需用量是很大的,是值得大力开发的产品。
二、射孔电缆
    顾名思义是经过油管用射孔枪,在一定的部位上射孔。原始射孔是用旧的测井电缆压井后才能射孔,用新电缆能够在井口设备都安装结束之后,不需压井即可在需要的部位上射孔,是一种安全、高速的射孔办法,特别是对老油井的查层补孔更是一种有效的办法。国内各油田正在推广运用。
    射孔电缆的运用环境:温度规模-30℃~+150℃,井下压力为600kg/cm2,井中介质为油、氢和水,电缆属短期运用。射孔电缆的结构为单芯,绝缘后用双钢丝铠装,电缆外径为8.1mm,制作长度为5500?000m。
国产电缆的性能裕度都很大,在运用环境下绝缘电阻都大于500MΩ,电容一般在0.17μF/km,拉断力大于3800kg。关键的质量问题是双钢丝铠装的质量不好,造成松套,起灯笼罩,使电缆损伤,特别是在射孔时发生剧烈的抖动,更简单发生松套或打结,因而,对小直径双钢丝铠装,应挑选好钢丝,搭配好二层的绞合节距,使内应力尽量削减。参照测井电缆对铠装质量选用的办法,进步铠装质量。这种电缆的需求量约几千根。
三、加热电缆
    加热电缆是用于含腊高的油井。开始大庆油田有些区域的油井因为含腊高而堵住不出油,而选用加热的办法,后期在高粘度的油井中,为了改善油的流动性也运用加热电缆。
    前期加热电缆是铝芯铝护套,聚酯薄膜作绝缘,在1000m长度上铝护套简单发生针孔,造成绝缘破坏,目前运用的加热电缆也是双钢丝铠装的型式。
    在80年代未期的一个冬季,天气十分冷,大庆油田有多口油井被腊堵死不能出油。为应急而设计了聚丙烯绝缘,双钢丝铠装加热电缆,在井场运用后作用很好,所以这一结构便推广开了。该电缆为三芯,其意图是使供电 路三相平衡,截面为6mm2,电压为0.6/1kV,电缆长期作业温度为90℃,环境压力不大于250kg/cm2,制作长度为800?500m,电缆外径不大于16.0mm。随着加热电缆的运用,吉林生产的磕头机中心抽油杆改为空心管,将加热电缆固定在磕头机抽油杆中,方便了加热电缆的运用。加热电缆在油田的运用方兴未已,由三芯又发展到单芯,由90℃又发展到120?30℃。这是一种很有发展前途的种类,如果每台磕头机都装上加热电缆,其数量是很可观的。该电缆与测井电缆结构相似,只是截面大一些,也可用于射孔,注意不能在盘上作实验。
四、声波采油电缆
    声波的利用在几千年前已被发现,从乐器到仪器的研究现已许多。作为工业上的运用却是近几十年的事。在石油科学研究中选用声波始于美苏等国。70年代后期苏联在这方面取得了一些成绩,获得了明显的经济作用。
石油工业采油工艺主要是处理油、气、水的流动和地层的联系。目前一向选用加热和化学的办法进行处理,投资大,工艺复杂,其作用不够理想。声波比电磁波有更强的穿透性,声波很简单进入电磁波无法穿透的油、水和地层等物质,声波会明显地影响液体的物性和流态,改善井底的流通条件和渗透性,从而添加油井的产量,这在国外已被证实。因而,声波油井增产、水井增注、声波解堵诱喷、超声波防蜡、防垢等已在很多运用。
    80年代后期沈阳电缆厂应中国科学院成都分院的要求,为石油工业声波仪器设计了动力电缆,该电缆与声波采油车在大庆、华北、玉门等油田实验近140口油井,总液量添加88.8%,油量添加129.7%,含水量下降5%,作用是十分明显的,电缆是适用的。
设计该电缆应先了解声波发生器的技术参数,其主要参数为:
    1 .频定输出功率:10kW
    2.发生器功率:80%
    3.频率规模:10?0kHz
    4.外型尺度:1×0.7×1.5m3,(体系重350kg)
    5.额定电压:1.5kV
    电缆特点:功率大(比测井电缆),具有测井电缆的半移动(卷绕)性,还要与声波发生器的波阻抗相匹配,在匹配的情况下电能损失是z.ui小的,使发生器的功率不低于80%。
    在实际运用中,该电缆随小直径的声波发生器从防喷管口下入(像测井电缆),不必压井,不必取下油管,并且能够边处理边开井诱喷,处理结束可将仪器与电缆从防喷管中提出,现场操作十分方便。
依据发生器的技术参数和运用要求,对该电缆的要求:
     1. 电缆传输功率:10kW(接连波)
     2. 电缆的作业电压:1?.5kV(电流大于10A)
     3. 电缆作业频率:10?0kHz
     4. 电缆特性阻抗:50Ω
     5. 环境作业温度:≤120℃
     6. 环境作业压力:≤250kg/cm2
     7. 悬挂仪器重量:≤150kg
     8. 下井深度:1500?000m
     9. 电缆运用寿命:每次作业接连10h,累计不少于1年(8760h)。
    依据这些要求电缆设计为单芯10mm2,改性聚丙烯绝缘,尼龙带垫层,双钢丝铠装。电缆外径为16.73mm,制作长度3000m,电缆外径大是为了适应波阻抗的要求,因为外径大,铠装钢丝每层都在40根以上。

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