GB∕T 17389-2013 潛油電泵電纜系統(tǒng)的應(yīng)用

代替GB/T17389—1998I Ⅲ 1 1 1 13.2溫度 53.3品牌 54導(dǎo)體的構(gòu)造形式和電纜的結(jié)構(gòu) 5 5 6 7 75.2應(yīng)用 8 86電纜絕緣系統(tǒng) 9 9 96.3熱固材料 6.4絕緣薄膜 6.5擠制輔助絕緣 7護(hù)套 8編織層和保護(hù)層 8.2編織層 8.3阻擋帶 8.4擠制阻擋層 8.5鉛護(hù)套 8.6襯墊材料 9.2鍍鋅鋼帶 9.3不銹鋼帶 9.4不銹鋼金屬合金鋼帶 Ⅱ 11.2工廠修理 23Ⅲ1ASTMB3軟的或退火的銅線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范IEEE1018潛油電泵電纜性能技術(shù)規(guī)定乙烯丙烯橡膠絕緣IEEE1019潛油電泵電纜性能技術(shù)規(guī)定聚丙烯絕緣NEMAWC-Code電線電纜規(guī)程2交聯(lián)聚乙烯XLPE-Crosslinkedpolyethylene通過化學(xué)反應(yīng)可以使聚乙烯的特性發(fā)生改變，硫化后可形成永久的形狀。電纜制造過程中，硫化是改變橡膠原材料物理特性獲取所要求的絕緣層或護(hù)套層材料的過程，這種變化需要硫化劑、加溫和加壓。材料在發(fā)生擊穿前所能承受的最大的電勢梯度，通常以伏每毫米(V/mm)來定義。由乙烯和氯四氟乙烯構(gòu)成的氟氯熱塑共聚物，屬于稱為含氟聚合物的塑性材料系。這種材料化學(xué)上呈惰性，有良好的低電壓絕緣性能。彈性材料elastomer一種類似橡膠的材料，在輕微受力時(shí)可拉伸，解除受力時(shí)可恢復(fù)原來的形狀。絕緣電阻electricalinsulationresistance指絕緣時(shí)直流電徑向流動(dòng)通過絕緣材料時(shí)的阻力。絕緣電阻值將隨著復(fù)合材料和電纜幾何尺寸的改變而改變。三元乙丙橡膠EPDM-Ethylenepropylenedienemonomer由乙烯、丙烯和二烯烴組成的聚合物。這種聚合物可以使用硫或者過氧化物進(jìn)行硫化。二元乙丙橡膠EPM-Ethylenepropylenemonomer由乙烯和丙烯組分構(gòu)成的聚合物。這種材料只能采用過氧化物硫化劑進(jìn)行硫化，其使用特性與三元乙丙橡膠類似。乙丙橡膠EPR-Ethylenepropylenerubber用于描述三元乙丙橡膠(EPDM)或二元乙丙橡膠(EPM)的術(shù)語。乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE-ethylenetetrafluoroethylene由乙烯和四氟乙烯構(gòu)成的氟化熱塑共聚物，屬于稱為含氟聚合物的塑性材料系。這種材料化學(xué)上呈惰性，是良好的低電壓絕緣體。3腈丁二烯橡膠(NBR)。通過改變丙烯腈和丁二烯的含量比，可在耐油性能或耐低溫性能方面有特殊高分子聚合熱塑性材料。它由含酰胺(-COHN一)基團(tuán)的聚合物質(zhì)構(gòu)成。這種材料顯示出一般4在聚合物主鏈內(nèi)混有酰亞胺基團(tuán)完全反應(yīng)的多種單體通過化學(xué)反應(yīng)鏈為一體而形成的材料。聚合物分子鏈由重復(fù)出現(xiàn)的同一結(jié)構(gòu)單元組成。這種材料具有很好的耐高溫性能和耐化學(xué)性能。丙烯單體通過化學(xué)鏈接組成的熱塑材料。不同電氣等級的聚丙烯通過摻入少部分的乙烯或丁烯單由經(jīng)過化學(xué)鏈接在一起的乙烯基氟單體組分構(gòu)成的含氟熱塑材料，屬于稱為含氟聚合物的塑性材料系。端接termination5蒙乃爾是特種金屬公司生產(chǎn)的一種不銹鋼金屬合金品牌。主要由鎳(67%以上)、銅和一些鐵及其62)同心并壓緊絞合(圓)3)壓實(shí)絞合電纜構(gòu)成說明說明52536465677阻擋層8889897對于潛油電泵方面的應(yīng)用，電纜行業(yè)導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的公制和美國線規(guī)見表1和表2。導(dǎo)體尺寸導(dǎo)體截面積導(dǎo)體公稱半徑導(dǎo)體電阻(@25℃)單股型7芯絞線7芯壓實(shí)線純銅線 導(dǎo)體尺寸導(dǎo)體截面積導(dǎo)體公稱半徑導(dǎo)體電阻(@77F)單股型7芯絞線7芯壓實(shí)線純銅線 8表2(續(xù))導(dǎo)體截面積導(dǎo)體電阻(@77F)7芯絞線7芯壓實(shí)線9額定值見附錄B。電纜制造商應(yīng)考慮電纜運(yùn)行和工作溫度限制。如果電纜在低于-17.8℃的溫度下放置，制造商應(yīng)聚丙烯是一種價(jià)格低廉的絕緣材料，可以在低溫環(huán)境的油井中使用，它可在-35℃(環(huán)境溫度)至96℃(導(dǎo)體溫度)的溫度范圍內(nèi)使用。在環(huán)境溫度低于-35℃情況下操作。在低溫狀態(tài)下彎曲電纜會使絕緣井液中二氧化碳含量超過10%會引起過早的龜裂；原油中的輕餾分和芳香烴會導(dǎo)致軟化；在接近電纜在被彎曲后，聚丙烯允許氣體在導(dǎo)體和絕緣層間運(yùn)移。如果氣體運(yùn)移可能會對使用造成一定熱固材料是一種經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)改變性能、硫化后形成永久性形狀的材料。典型的熱固材料包括乙丙橡膠材料(EPR),如三元乙丙橡膠(EPDM)、二元乙丙橡膠(EPM)和交聯(lián)聚乙烯(XLPE)。三元乙丙橡膠在環(huán)境溫度很低(-50℃)的情況下仍具有較好的撓性，是一種適合在二氧化碳井況三元乙丙橡膠材料一般用于高溫油井中。如果電纜結(jié)構(gòu)束緊合理，有些三元乙丙橡膠的復(fù)合配方在導(dǎo)體溫度204℃下仍有效。來保護(hù)其完好性。6.4絕緣薄膜絕緣薄膜通常應(yīng)用于要求介電強(qiáng)度(V/mm)高，又能把絕緣層的厚度控制在最小的情況。這種材料適用于高溫(232℃)情況下使用。電機(jī)頭引接電纜時(shí)使用的泰氟倫帶和電機(jī)繞組絕緣時(shí)使用的聚酰聚酰亞胺薄膜受潮會產(chǎn)生化學(xué)侵蝕，嚴(yán)重降低其絕緣特性和機(jī)械強(qiáng)度。價(jià)格昂貴是其最主要的目前已有幾種材料用于擠制輔助絕緣。熱塑材料聚偏氟乙烯(PVDF)和三烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)可用于高達(dá)149℃的環(huán)境溫度下使用，氟化乙丙烯(FEP)用于高達(dá)204℃的環(huán)境溫度下這種材料直接擠注在導(dǎo)體或絕緣層的外表以提供附加的介電強(qiáng)度和耐化學(xué)性能。同三元乙丙橡膠腈橡膠的上限溫度是140℃,而三元乙丙橡膠的上限溫度為204℃,這些限制會影響電纜的額定溫度達(dá)149℃的環(huán)境，氟化乙丙烯(FEP)用于溫度達(dá)204℃的環(huán)境。安裝扁電纜時(shí)應(yīng)使用平槽滑輪，安裝圓電纜時(shí)應(yīng)使用包角滑輪?；喼睆降淖钚〕叽鐟?yīng)鍍鋅鎧裝鋼帶是一種外表鍍鋅的低碳(軟)鋼帶。鍍鋅鋼鎧裝鋼帶有0.381mm、0.508mm、大多數(shù)油井環(huán)境允許采用鍍鋅鋼帶鎧裝電纜。也可以使用雙層的鎧裝提供更大的保護(hù)來防止9.3不銹鋼帶不銹鋼帶是指有限含量的鉻同其他合金結(jié)合在一起的鋼帶。用于鎧裝的不銹鋼帶有0.381mm、用于制造電纜鎧裝的不銹鋼主要標(biāo)號有316L和409。不銹鋼在有氯離子存在的環(huán)境應(yīng)用會產(chǎn)生點(diǎn)蝕。300系列不銹鋼在這種環(huán)境中如溫度高于71℃無論409系列還是316L系列不銹鋼，均不推薦在H?S環(huán)境中應(yīng)用。CO?環(huán)境對400系列不銹鋼也有影響。400系列不銹鋼適用于在井內(nèi)CO?含量不大于10%、壓力不高于21MPa的條件下使用。不銹鋼金屬合金是一種含鎳超過60%、含鐵低于4%、含錳2%,其余部分是0.381mm或選擇在含H?S和CO?的油井中應(yīng)用的端接材料應(yīng)與前文所述選擇電纜材料需特殊考慮的問題相護(hù)套圖2典型的電纜連接(規(guī)范性附錄)A.1引言A.2電壓和電流潛油電機(jī)所消耗的功率與經(jīng)電纜輸送至電機(jī)的電流和電壓有關(guān)。因?yàn)橐蠊β时３窒鄬愣?，所?biāo)準(zhǔn)NFPA70(美國國家電氣規(guī)程)建議當(dāng)電纜的最大壓降不超過電機(jī)額定電壓的5%時(shí)，將能提A.3導(dǎo)體尺寸盡管工業(yè)界采用的導(dǎo)體規(guī)格很多，但是用于潛油電泵的電纜且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的線芯主要是美國線規(guī)應(yīng)進(jìn)行電纜導(dǎo)體規(guī)格和電纜功率損失成本的經(jīng)濟(jì)對比。經(jīng)濟(jì)分析應(yīng)評價(jià)低功率電纜全壽命期間的消耗成本能否抵消購買較大尺寸電纜的初始投資。A.4分析方法電纜選型時(shí)，電流計(jì)算的基本方程如式(A.1)所示。另外還需要一些其他來源的資料完成系統(tǒng)分I-——負(fù)荷電流(高于此值則認(rèn)為采用較大尺寸的導(dǎo)體是合理的),單位為安培(k——常數(shù)=0.114,{k=1000(wh/kwh)/[24(h/d)×365(d/a)]};CD——兩種不同規(guī)格導(dǎo)體的電纜間價(jià)差[元/1000m];RD——在井底溫度下兩種規(guī)格導(dǎo)體的電阻差，單位為歐姆(Q);Ph相數(shù)=3;ECL——估計(jì)的電纜壽命(年)。在此可用收回電纜投資需用的年數(shù)來代替電纜壽命。(規(guī)范性附錄)電纜選擇指南本附錄將電纜的各種材料與工況條件結(jié)合在一起，可以公開使用。根據(jù)各章相對應(yīng)的電纜結(jié)構(gòu)劃歸分類指南。本附錄未注明的材料可參閱其他有關(guān)文獻(xiàn)。B.2溫度等級在本附錄中，列舉了四種溫度的額定值。它們區(qū)別于電纜承受的最大運(yùn)行溫度。這個(gè)溫度是環(huán)境溫度和由于電流與機(jī)械操作引起溫度變化的函數(shù)。溫度標(biāo)志列舉如下：低(L)、中(M)、高(H)和超表B.1溫度額定值(見3.2)溫度標(biāo)志LMHS聚丙烯鉛最大導(dǎo)體溫度/℃彈性材料外包鉛或其他特殊結(jié)構(gòu)；表B.2導(dǎo)體(見第5章)溫度