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(guò)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(guò)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(guò)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(shì)梯度，通常以伏每毫米(V/mm)來(lái)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(lái)的形狀。絕緣電阻electricalinsulationresistance指絕緣時(shí)直流電徑向流動(dòng)通過(guò)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(guò)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(guò)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(yǔ)。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(guò)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(guò)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(guò)化學(xué)鏈接組成的熱塑材料。不同電氣等級(jí)的聚丙烯通過(guò)摻入少部分的乙烯或丁烯單由經(jīng)過(guò)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(shuō)明說(shuō)明52536465677阻擋層8889897對(duì)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(guó)線規(guī)見(jiàn)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(jiàn)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(huì)使絕緣井液中二氧化碳含量超過(guò)10%會(huì)引起過(guò)早的龜裂；原油中的輕餾分和芳香烴會(huì)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(huì)對(duì)使用造成一定熱固材料是一種經(jīng)過(guò)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(lái)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(huì)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(huì)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。滑輪直徑的最小尺寸應(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(lái)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(hào)有316L和409。不銹鋼在有氯離子存在的環(huán)境應(yīng)用會(huì)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(wú)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(duì)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(guò)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(wèn)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?duì)恒定，所標(biāo)準(zhǔn)NFPA70(美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)程)建議當(dāng)電纜的最大壓降不超過(guò)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(guó)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(duì)比。經(jīng)濟(jì)分析應(yīng)評(píng)價(jià)低功率電纜全壽命期間的消耗成本能否抵消購(gòu)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(lái)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(lái)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(kāi)使用。根據(jù)各章相對(duì)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(jí)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(jiàn)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(jiàn)第5章)溫度