潜油泵电缆

概述

潜油泵电力电缆是潜油电泵机组配套使用的电缆，敷设于油井中，电缆下端与引接电缆相连，上端与地面控制柜相连接。油井中工作条件恶劣，常处于高温、高压、，以及含油气等腐蚀性很强的环境中。潜油泵电力电缆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。当油井套管尺寸允许的情况下宜采用圆形电缆。结构对称的圆形电缆其产生的电磁场均匀分布，相互干扰小，电磁兼容性好，在油井中敷设时也便于收、放线. 潜油泵电缆的结构 1、导体

导体材料为无氧铜杆拉制而成的导线，由于铜与聚丙烯直接接触会加速聚丙烯的老化，所以聚丙烯或改性聚丙烯为绝缘的电缆导线镀锡，若采用三元乙丙橡胶为绝缘时，为防止油井下的气体渗入到导体与绝缘层间隙之间，导体外应涂覆一层特殊粘接剂，通过连续硫化之后可使导线与绝缘层紧密地粘接。 2、绝缘层

（1）、聚丙烯绝缘：聚丙烯（PP）绝缘是热塑性塑料，适用于-20-100℃的环境中使用，低温时聚丙烯易脆，高温时易老化变形。挤出温度从挤塑机进料口到机头一般为140-220℃，绝缘挤出采用挤压式模具。

（2）、三元乙丙橡胶绝缘：三元乙丙橡胶绝缘是目前使用较广泛的热固树脂材料，它具有良好的绝缘性能，可长时间工作于-40-180℃环境中，但乙丙橡胶耐油性差，可通过导体表面涂敷粘接剂及绝缘层外增加一层束紧层（如聚四氟乙烯薄膜和锦纶丝包带）来有效地防止其在油井中受热溶胀。因三元乙丙橡胶的粘弹拉伸性小，因此宜采用挤压式模具，挤橡机的挤出温度从进料口到机头一般为60-95℃。

（3）、聚酰亚胺/F46复合薄膜+三元乙丙橡胶组合绝缘。在导体外层包覆聚酰亚胺F46复合薄膜后烧结，并进过特殊结构设计，在薄膜烧结层外涂以特殊粘接剂，然后挤制三元乙丙橡胶。通过连续硫化后复合薄膜与三元乙丙橡胶能紧密粘接。

3、阻挡层

聚四氟乙烯（F40）薄膜带具有很好的耐油、耐高温性能，用F40薄膜带绕包于绝缘层外，阻挡油气对乙丙橡胶侵入，延长电缆的使用寿命。 4、护套层

护套采用机械性能良好，耐油性、耐化学腐蚀性强的丁腈橡皮，并要求表面带有花键式外楞，以防止铠装时护套受损，也可增加与连锁钢带铠装摩擦力，使连锁铠装纵向受力均衡。

（1）、铅护套：铅护套由纯铅或铅合金制成，铅护套应无砂眼、裂纹和杂质等缺陷。一般采用连续式挤铅机，其连续挤出温度为290-390℃。

（2）、丁腈护套：丁腈橡胶护套生产采用挤橡机挤出，连续硫化管内充以饱和蒸汽，硫化温度一般为170-190℃。因丁腈橡胶的粘弹拉伸性较小，宜采用挤压式模具。挤橡机的挤出温度从进料口到机头一般为50-75℃。 5、铠装层

连锁的钢带铠装起着一个纵向受力作用，同时对护套层起着关键的保护作用，若无铠装保护作用，一旦电缆提升起出或压力突变，护套会溶胀而破裂。钢带铠装重叠绕包，重叠率>35%，铠装后电缆圆整度控制较难，尤其是铅护套电缆铠装后易将铅层变形。  

潜油泵电缆的现状

目前潜油泵电缆消耗有四个方面：一是每年油田新上电泵井；二是油田每年检泵周期内需要更新潜油电泵；三是各油田因各种原因电缆电气击穿损坏，需要更新和修复电缆；四是过去的老油田仍是目前主要的产油区，这些油田不断的开采，自喷能力减弱，井中含油量较大的减少，为了增加采油量，采用了各种采油的方法，用得多的一种是抽油机（俗称磕头机），其抽油效率较低，而另一种是电潜泵机组，它的抽油效率较高。由于此类电缆不允许接头，依据油井深度每段电缆的采购长度均在2800m以上，且电缆的使用寿命短，1～1.5年就需要更换 潜油泵电缆的工艺控制要点

潜油泵电缆制造工艺不同于普通电缆。由于它用于井下高温、高压和高腐蚀特殊环境中，以及下井安装并穿越井口封隔器时要求密封。因此，对电缆的各项性能指标要求及每道制造工序的外径控制要求很高，下面是工艺生产中的关键工序进行的工艺创新点，具体如下： 1、导体

导体是潜油泵电力电缆的第一道需控制的尺寸，为了保证其性能指标稳定均匀，除了使用设备和铜杆材料选取好的外，重要是拉丝过程，对各区角度的确定保证了小摩擦力，保证了产品直径均匀稳定，从而保证了其三相直流电阻不平衡率不大于2%。 2、导体绕包

在导体外绕包聚酰亚胺-F46复合薄膜作为电缆内绝缘，在实际生产绕包中出现有打皱的情况，影响后道工序的外径尺寸，为了解决此问题，特制做了一绕包平整装置，通过使用及不断改进解决了此问题。 3、绝缘配方设计

绝缘挤出厚度及性能指标与挤出机温度控制范围、牵引速度的稳定、线芯在硫化管内悬垂位置的稳定以及橡皮在挤出机内压力的稳定等因素有关。