[發(fā)明專利]頂驅(qū)鉆井專用電纜及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010286632.0
• 申請日: 2010-09-18
• 公開（公告）號: CN101950611A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟旭亞;劉春昉;吉鴻飛;應(yīng)超;劉永紅;嚴(yán)昌龍;劉惠華;鄧春艷
• 申請（專利權(quán)）人: 特變電工(德陽)電纜股份有限公司
• 主分類號: H01B7/04
• 分類號: H01B7/04;H01B7/17;H01B7/28;H01B7/40;H01B13/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電纜及其制造方法，具體涉及一種用于石油、天然氣頂驅(qū)鉆井裝置的電纜及其制造方法。

背景技術(shù)

頂驅(qū)鉆井是當(dāng)代石油、天然氣行業(yè)一項新的鉆井技術(shù)，其驅(qū)動電機(jī)布置在井架上，工作時要隨鉆具上、下往復(fù)運(yùn)動，相應(yīng)地，電機(jī)的動力電纜及控制電纜也會隨之上、下游動，這就要求電纜具備優(yōu)良的柔軟性；石油、天然氣會腐蝕電纜材料，要求電纜具備耐油性和耐蝕性；油氣田地域分布廣，有陸地，有海洋，有熱帶地區(qū)，也有高寒地區(qū)，這又要求電纜具備耐候性。

目前油田用頂驅(qū)電纜多為橡皮類電纜產(chǎn)品，該類產(chǎn)品主要是滿足其柔軟性要求，但是其抗拉性能以及耐油、耐磨性能明顯不足，電纜的使用壽命往往不超過6個月，影響工作進(jìn)程和增加換線成本。另外，常規(guī)的橡皮電纜雖然在纜芯的空隙部位存在橡皮填充，但是仍不能保證電纜結(jié)構(gòu)的緊密型，常常在拉伸力的作用下，導(dǎo)致絕緣之間、絕緣與護(hù)套之間滑動產(chǎn)生鼓包現(xiàn)象，且扭曲變形嚴(yán)重，直接縮短電纜的使用壽命以及影響使用的安全性。尤其是，電纜游動段長達(dá)數(shù)十米(一般超過40米)，既有動力電纜，又有控制電纜，其中動力電纜重達(dá)數(shù)噸，如何在井架上敷設(shè)，一直是未能解決好的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一，是提供一種頂驅(qū)鉆井專用電纜，該電纜不僅具備滿足油氣田鉆井工況的特殊性能，還通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)，便于敷設(shè)，滿足電纜游動要求。

本發(fā)明的目的之二，是提供一種上述電纜的制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種頂驅(qū)鉆井專用電纜，包括纜芯，該纜芯套于套管內(nèi)，套管的主體是軟管，軟管的一端或兩端具有金屬管頭，該金屬管頭與軟管固定連接為整體，所述纜芯的頭部伸出金屬管頭；在套管內(nèi)填充有數(shù)段密封膠，將纜芯固定在套管內(nèi)；所述金屬管頭上設(shè)有吊環(huán)，用于將電纜懸掛在井架上。

所述金屬管頭由法蘭盤、內(nèi)扣件、外扣件組成，法蘭盤的內(nèi)孔是螺紋孔，所述內(nèi)扣件有與該螺紋孔適配的外螺紋，內(nèi)扣件與法蘭盤螺接后再焊接；所述軟管的頭部套在內(nèi)扣件上，并采用加熱硫化工藝與內(nèi)扣件固定連接；所述外扣件套在軟管頭部，并采用壓接工藝將內(nèi)扣件、軟管、外扣件壓緊連接，壓接后再將內(nèi)、外扣件的結(jié)合部焊接。

所述金屬管頭用不銹鋼制成。

所述密封膠共三段，分別填充在套管的兩個管頭部位和中部。

所述法蘭盤上有螺紋連接孔，所述吊環(huán)螺接于該螺紋連接孔內(nèi)。

所述軟管是耐油橡膠管、夾布耐油橡膠管、夾彈簧鋼絲耐油橡膠管、夾布帶鋼絲耐油橡膠軟管之一種。

所述伸出金屬管頭的纜芯頭部套有金屬防擦網(wǎng)。

所述纜芯由導(dǎo)體及逐層包裹在導(dǎo)體外圍的包覆層、絕緣層、護(hù)套構(gòu)成，所述導(dǎo)體采用超細(xì)高純度軟銅絲或超細(xì)高純度鍍錫軟銅絲絞合而成；所述絕緣層為乙丙橡膠、硅橡膠、熱塑性彈性體中的任何一種；所述護(hù)套采用熱塑性彈性體材料。

上述電纜的制造方法，包括如下步驟：

①.按常規(guī)電纜制造工藝制備好纜芯；

②.機(jī)加工金屬管頭零件法蘭盤、內(nèi)扣件、外扣件及吊環(huán)；

③.將軟管的頭部套在內(nèi)扣件上，采用加熱硫化工藝使其固定連接；

④.將外扣件套在軟管管頭部位，對應(yīng)內(nèi)扣件，用壓接工具將內(nèi)扣件、軟管、外扣件壓緊連接，壓接后再將內(nèi)、外扣件的結(jié)合部焊接；

⑤.將多根纜芯絞合為一體，用繞包帶包扎起來；

⑥.將絞合后的纜芯穿入套管內(nèi)，讓纜芯的頭部伸出套管；

⑦.在套管內(nèi)部空間相間填充幾段密封膠，將纜芯固定在套管內(nèi)；

⑧.將法蘭盤螺接在內(nèi)扣件上，再將結(jié)合部焊接；

⑨.將吊環(huán)螺接于法蘭盤的連接孔內(nèi)；

⑩.在每一根纜芯的頭部套一個金屬防擦網(wǎng)。

本發(fā)明的技術(shù)效果：

通過合理選用纜芯材料，優(yōu)化電纜使用性能，不僅具有優(yōu)良的電性能，同時具有優(yōu)異的耐老化性能、彈性、柔軟性、抗拉和抗撕裂性能優(yōu)異等物理機(jī)械性能，也滿足低煙、無鹵、無毒的環(huán)保要求。外護(hù)套采用熱塑性彈性體材料，此材料具有柔韌性、高抗拉性、耐油性、耐磨性、耐酸堿及耐鹽霧腐蝕等特性，且安全可靠，本電纜的正常使用環(huán)境溫度-40℃～+110℃，整體結(jié)構(gòu)具有很好的抗扭性和彎曲性，更適合移動和拖拽的條件下使用，完全能夠適用于油田上的特殊使用環(huán)境。特別是，將纜芯封裝在套管內(nèi)，主要由套管來承受電纜重力，纜芯自身的拉伸力很小，不易損壞，使用壽命大大延長，大幅度將少了因電纜故常停鉆的幾率。

附圖說明

圖1是本電纜的外形示意圖；

圖2是圖1的B向視圖；

圖3是本電纜管頭部A的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本電纜在井架上的敷設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖。