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安徽萬邦特種電纜有限公司
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石油工業(yè)特種電纜的使用

時間:2015-11-3閱讀:1766
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 隨著我國中西部的開發(fā),石油工業(yè)的發(fā)展已更加突出。除西氣東輸"已經(jīng)開工外,大型油田希望之海"也已在開發(fā)。除基本建設(shè)需用大量的通用電纜外,石油工業(yè)用的電纜也將隨著發(fā)展。這給我們電纜行業(yè)提供一個開發(fā)新品種的機遇。
目前國內(nèi)生產(chǎn)石油工業(yè)電纜的廠家并不多,大量生產(chǎn)的產(chǎn)品有中深井測井電纜、潛油泵電纜等。曾經(jīng)試制過的有超深井測井電纜、高溫油泵電纜、潛鹵泵電纜、小直徑測井電纜、綜合測井電纜、射孔電纜、加熱電纜、電極系(也稱馬籠頭)電纜及超聲波采油電纜等,有可能獲得大批量生產(chǎn)的將是超聲波采油電纜、射孔電纜和加熱電纜。
     本文將對這三種電纜加以簡要的敘述,故稱謂特種電纜。
一、石油工業(yè)用特種電纜的使用
    特種電纜的使用條件基本上和測井電纜相同,大部分屬于短期使用的產(chǎn)品,但根據(jù)油田的地區(qū)不同,使用要求也不一樣,其主要的因素也是:地溫梯度、井底壓力和井中介質(zhì)。這些電纜共同特點是:
    1.使用條件苛刻,損壞量大,更換周期短;
    2.使用環(huán)境是高溫、高壓甚至有H2S存在;
    3.在油田勘探、開采、輸送各時期都要使用。
因此,這類電纜需用量是很大的,是值得大力開發(fā)的產(chǎn)品。
二、射孔電纜
    顧名思義是通過油管用射孔槍,在一定的部位上射孔。原始射孔是用舊的測井電纜壓井后才能射孔,用新電纜可以在井口設(shè)備都安裝完畢之后,不需壓井即可在需要的部位上射孔,是一種安全、高速的射孔方法,特別是對老油井的查層補孔更是一種有效的方法。國內(nèi)各油田正在推廣應(yīng)用。
    射孔電纜的使用環(huán)境:溫度范圍-30+150,井下壓力為600kg/cm2,井中介質(zhì)為油、氫和水,電纜屬短期使用。射孔電纜的結(jié)構(gòu)為單芯,絕緣后用雙鋼絲鎧裝,電纜外徑為8.1mm,制造長度為5500?000m
國產(chǎn)電纜的性能裕度都很大,在使用環(huán)境下絕緣電阻都大于500MΩ,電容一般在0.17μF/km,拉斷力大于3800kg。關(guān)鍵的質(zhì)量問題是雙鋼絲鎧裝的質(zhì)量不好,造成松套,起燈籠罩,使電纜損傷,特別是在射孔時產(chǎn)生劇烈的抖動,更容易產(chǎn)生松套或打結(jié),因此,對小直徑雙鋼絲鎧裝,應(yīng)選擇好鋼絲,搭配好二層的絞合節(jié)距,使內(nèi)應(yīng)力盡量減少。參照測井電纜對鎧裝質(zhì)量采用的辦法,提高鎧裝質(zhì)量。這種電纜的需求量約幾千根。
三、加熱電纜
    加熱電纜是用于含臘高的油井。開始大慶油田有些地區(qū)的油井由于含臘高而堵住不出油,而采用加熱的辦法,后期在高粘度的油井中,為了改善油的流動性也使用加熱電纜。
    早期加熱電纜是鋁芯鋁護套,聚酯薄膜作絕緣,在1000m長度上鋁護套容易產(chǎn)生針孔,造成絕緣破壞,目前使用的加熱電纜也是雙鋼絲鎧裝的型式。
    80年代未期的一個冬季,天氣非常冷,大慶油田有多口油井被臘堵死不能出油。為應(yīng)急而設(shè)計了聚丙烯絕緣,雙鋼絲鎧裝加熱電纜,在井場使用后效果很好,于是這一結(jié)構(gòu)便推廣開了。該電纜為三芯,其目的是使供電 路三相平衡,截面為6mm2,電壓為0.6/1kV,電纜長期工作溫度為90,環(huán)境壓力不大于250kg/cm2,制造長度為800?500m,電纜外徑不大于16.0mm。隨著加熱電纜的應(yīng)用,吉林生產(chǎn)的磕頭機中心抽油桿改為空心管,將加熱電纜固定在磕頭機抽油桿中,方便了加熱電纜的使用。加熱電纜在油田的使用方興未艾,由三芯又發(fā)展到單芯,由90又發(fā)展到120?30。這是一種很有發(fā)展前途的品種,如果每臺磕頭機都裝上加熱電纜,其數(shù)量是很可觀的。該電纜與測井電纜結(jié)構(gòu)相似,只是截面大一些,也可用于射孔,注意不能在盤上作試驗。
四、聲波采油電纜
    聲波的利用在幾千年前已被發(fā)現(xiàn),從樂器到儀器的研究已經(jīng)很多。作為工業(yè)上的應(yīng)用卻是近幾十年的事。在石油科學(xué)研究中采用聲波始于美蘇等國。70年代后期蘇聯(lián)在這方面取得了一些成績,獲得了顯著的經(jīng)濟效果。
石油工業(yè)采油工藝主要是處理油、氣、水的流動和地層的關(guān)系。目前一直采用加熱和化學(xué)的方法進行處理,投資大,工藝復(fù)雜,其效果不夠理想。聲波比電磁波有更強的穿透性,聲波很容易進入電磁波無法穿透的油、水和地層等物質(zhì),聲波會明顯地影響液體的物性和流態(tài),改善井底的流通條件和滲透性,從而增加油井的產(chǎn)量,這在國外已被證實。因此,聲波油井增產(chǎn)、水井增注、聲波解堵誘噴、超聲波防蠟、防垢等已在大量應(yīng)用。
    80年代后期沈陽電纜廠應(yīng)中國科學(xué)院成都分院的要求,為石油工業(yè)聲波儀器設(shè)計了動力電纜,該電纜與聲波采油車在大慶、華北、玉門等油田試驗近140口油井,總液量增加88.8%,油量增加129.7%,含水量下降5%,效果是非常明顯的,電纜是適用的。
設(shè)計該電纜應(yīng)先了解聲波發(fā)生器的技術(shù)參數(shù),其主要參數(shù)為:
    1 .頻定輸出功率:10kW
    2
.發(fā)生器效率:80%
    3
.頻率范圍:10?0kHz
    4
.外型尺寸:1×0.7×1.5m3,(系統(tǒng)重350kg
    5.額定電壓:1.5kV
   
電纜特點:功率大(比測井電纜),具有測井電纜的半移動(卷繞)性,還要與聲波發(fā)生器的波阻抗相匹配,在匹配的情況下電能損失是Z小的,使發(fā)生器的效率不低于80%
    在實際使用中,該電纜隨小直徑的聲波發(fā)生器從防噴管口下入(像測井電纜),不用壓井,不用取下油管,而且可以邊處理邊開井誘噴,處理完畢可將儀器與電纜從防噴管中提出,現(xiàn)場操作非常方便。
根據(jù)發(fā)生器的技術(shù)參數(shù)和使用要求,對該電纜的要求:
     1. 電纜傳輸功率:10kW(連續(xù)波)
     2. 電纜的工作電壓:1?.5kV(電流大于10A
     3. 電纜工作頻率:10?0kHz
     4.
電纜特性阻抗:50Ω
     5.
環(huán)境工作溫度:≤120
     6. 環(huán)境工作壓力:≤250kg/cm2
     7.
懸掛儀器重量:≤150kg
     8.
下井深度:1500?000m
     9.
電纜使用壽命:每次作業(yè)連續(xù)10h,累計不少于1年(8760h)。
    根據(jù)這些要求電纜設(shè)計為單芯10mm2,改性聚丙烯絕緣,尼龍帶墊層,雙鋼絲鎧裝。電纜外徑為16.73mm,制造長度3000m,電纜外徑大是為了適應(yīng)波阻抗的要求,由于外徑大,鎧裝鋼絲每層都在40根以上。
此項目隨聲波采油車獲得科學(xué)技術(shù)委員會90年新產(chǎn)品證書。
五、電纜用的主要材料
    這三類電纜共同的特點是:銅導(dǎo)電線芯,聚丙烯絕緣,加墊層后雙鋼絲鎧裝,其工藝流程和測井電纜相同,便用材料也基本上一樣。


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