Кабели для нефтяных промыслов
КАБЕЛИ ДЛЯ НЕФТЯНЫХ ПРОМЫСЛОВ
7.1. НОМЕНКЛАТУРА
Кабели для нефтяных промыслов предназначены для питания электродвигателей noгpyжных нефтенасосов, применяемых для откачки нефти, и нефтебуров, используемых при бурении нефтяных скважин. Номенклатура кабелей для нефтяных промыслов приводится в табл. 7.1, а сортамент - в табл. 7.2.
Таблица 7.1. Номенклатура кабелей для нефтепромыслов
|
Марка (код ОКП) |
Наименование |
Область применения |
ГОСТ, ТУ | ||||
|
Кабели для погружных нефтенасосов | |||||||
|
КПБК (3542110100) |
С медными жилами, с ПЭ изоляцией, в ПЭ оболочке, бронированный со скрученными жилами (круглый) |
Питание электродвигателей нефтяных насосов переменным напряжением 3300 В (сечением 6 мм2 – 2500 В) в условиях воздействия пластовой жидкости с газовым фактором не более 0,18 м3/кг при давлении не более 20 мПа и температуре не более 90ºС, а также на воздухе при температуре от –60 до +50ºС |
ТУ 16.505.129-82 | ||||
|
КПБП (354211080) |
То же с параллельно уложенными жилами (плоский) |
То же |
То же | ||||
|
Кабели для токопровода к электробурам | |||||||
|
КТШЭ* (3545451100-3545451105) |
С медными жилами, резиновой изоляции, в оболочке (круглый) |
Питание электродвигателя электробура переменным напряжением до 3000 В* |
ТУ 16.505.381-77 | ||||
|
КГТШЭ (3545451200-3545451202) |
То же газостойкий |
То же |
То же | ||||
|
КТШЭ-П* (35454 51000-3545451004) |
То же, что КТШЭ с параллельно уложенными жилами (плоский) |
” ” |
” ” | ||||
|
* Кабели КТШЭ (сечением 3 * ;50 мм2) и КТШЭ-П (сечением 2 * ;35 мм2) предназначены для эксплуатации при напряжении до 2000 В. | |||||||
Таблица 7.2. Сортамент кабелей для нефтепромыслов
|
Марка |
S, мм2 | ||||||
|
Одножильные |
Двухжильные |
Трехжильные | |||||
|
Кабели для погружных нефтенасосов | |||||||
|
КПБК |
- |
- |
6; 10; 16; 25; 35; 50 | ||||
|
КПБП |
- |
- |
6; 10; 16; 25; 35; 50 | ||||
|
Кабели для токопровода к электробурам | |||||||
|
КТШЭ |
25; 35; 50 |
- |
35; 50 | ||||
|
КГТШЭ |
50 |
- |
- | ||||
|
КТШЭ-П |
- |
35; 50 |
25; 35 | ||||
7.2. КАБЕЛИ ДЛЯ ПОГРУЖНЫХ НЕФТЕНАСОСОВ
Кабели для питания электродвигателей погружных нефтенасосов выпускают с ПЭ изоляцией, в ПЭ оболочке, со скрученными (рис. 7.1 и 7.2) или параллельно уложенными жилами (плоские) с броней из стальной ленты (рис. 7.3 и 7.4). Эти кабели не обладают грузонесущей способностью, поэтому во избежание обрывов при спуске в скважину их крепят хомутами к насосно-компрессорной трубе. В табл. 7.3 приводятся конструктивные данные кабелей.
Токопроводящие жилы кабелей изготовляют из медных проволок, а их конструкция соответствует классу 1 по ГОСТ 22983-78. Для номинального сечения 50 мм2 допускается семипроволочная жила (проволока диаметром 3,02 мм). Многопроволочные жилы предварительно герметизируют продольно. Допускается изготовление токопроводящих жил сечением 25 — 50 мм2 без предварительной герметизации при условии скрутки их в соответствии с конструкциями, указанными в табл. 7.4.
Токопроводящие жилы кабелей изолируют ПЭ высокой плотности. Поверх каждой изолированной жилы накладывают оболочку из ПЭ высокой плотности. Поверх скрученных изолированных жил кабелей КПБК и жил кабелей КПБП, уложенных параллельно, накладывают подушку из лент прорезиненной ткани и броню из стальной оцинкованной ленты толщиной не менее 0,3 мм, шириной не 6олее 20 мм (кабель КПБП 3*6 мм2), для остальных сечений размерами 0,5*20 мм, а кабелей КПБК всех сечений размером 0,5*10 мм. Броню профилируют и накладывают на кабели КПБК в замок с S-образным профилем (рис. 7.5), а на кабели КПБП — с положительным перекрытием лент брони, имеющих ступенчатый профиль (рис. 7.6).
Допускается поставки кабелей в количестве до 25% партии строительными длинами, состоящими из двух отрезков, намотанных на один барабан. Суммарная длина отрезков, намотанных на один барабан, должна соответствовать длинам, указанным в табл. 7.3.
Допускается поставка кабелей сечением 10 — 25 мм2
длиной не менее 500 мм, сечением 35-50 мм2 — не менее 300 м в количестве не более 3% объема поставки кабелей потребителю. Допускается сдача кабелей марки КПБП номинальным сечением 3*6 мм2 длинами 60 м
и кратно.
Изолированные жилы после 1 ± 0,1 ч пребывания в воде при температуре (20 ± 10)º С испытывают переменным напряжением частоты 50 Гц: 6 кВ — кабелей сечением 3*6 мм2 и 9 кВ — кабелей остальных сечений. Электрическое сопротивление изоляции жилы, измеренное после (1 ± 0,1) ч пребывания в воде при температуре (20*10)ºС, должно быть не менее 300*106
Ом*км. В готовом виде кабели марок КПБК и КПБП испытывают переменным напряжением частоты 50 Гц в течение (5+0,5) мин в соответствии с данными табл. 7.5.
Раздавливающее усилие кабелей марок КПБК и КПБП не менее 156,8 кН.
Рисунок 7.1. Кабель КПБК
Рисунок 7.2. Кабель КПБП
Рисунок 7.3. Схема кабеля КПБК: 1 - токопроводящая жила; 2 - изоляция; 3 - оболочка; 4 - ткань; 5 – бронепокров
Таблица 7.3. Конструктивные данные кабелей для погружных нефтенасосов
|
Марка кабеля |
nЧS, мм2 |
Толщина изоляции, мм |
Толщина оболочки, мм |
Максимальный внешний размер, мм |
Масса, кг/км |
Строительная длина, м |
|
КПБК |
3*6 |
1,1 |
1,5 |
25,0 |
712 |
1100 |
|
3*10 |
1,5 |
1,5 |
29,0 |
898 |
1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
|
|
3*16 |
1,5 |
1,5 |
32,0 |
1125 |
1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
|
|
3*25 |
1,5 |
1,5 |
35,6 |
1564 |
1000, 1350 |
|
|
3*35 |
1,5 |
1,5 |
38,3 |
1913 |
900 |
|
|
3*50 |
1,5 |
1,5 |
44,0 |
2425 |
500 |
|
|
КПБП |
3*6 |
1,1 |
1,4 |
10,2*27,5 |
469 |
Не менее 300 |
|
3*10 |
1,5 |
1,5 |
13,6*33,8 |
950 |
1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
|
|
3*16 |
1,5 |
1,5 |
15,0*37,4 |
1177 |
1100, 1250, 1400, 1500, 1800 |
|
|
3*25 |
1,5 |
1,5 |
15,4*43,0 |
1615 |
1100, 1350 |
|
|
3*35 |
1,5 |
1,5 |
18,0*48,2 |
2098 |
900 |
|
|
3*50 |
1,5 |
1,5 |
19,7*52,3 |
2641 |
500 |
|
|
Примечание. Допустимое предельное отклонение от номинальной толщины изоляции и оболочки ± 20%, от строительных длин ± 3%. |
S, мм2 |
n*d, мм |
Диаметр жилы |
25 |
1*2,76 + 6*2,01 или 1*2,52 + 6*2,07 |
6,78 |
35 |
1*2,85 + 6*2,44 |
7,73 |
50 |
1*3,57 + 6*2,85 |
9,27 |
n*S, мм2 |
Испытательное напряжение, кВ |
|
при приемке у изготовителя |
на период хранения и эксплуатации у потребителя |
|
3*6 |
7 |
6 |
3*10 |
10 |
9 |
3*16 |
10,5 |
9 |
3*25 |
10,5 |
9 |
3*35 |
10,5 |
9 |
3*50 |
10,5 |
9 |
Рисунок 7.5. Профиль бронепокрова кабеля КПБК
Рисунок 7.6. Профиль бронепокрова плоского кабеля КПБП
7.3. КАБЕЛИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОБУРЕНИЯ
Кабели серии КТШЭ (табл. 7.6) с резиновой изоляцией в резиновой оболочке одно-, двух- и трехжильные сечением от 25 до 50 мм2 (рис. 7.7, 7.8) предназначены для передачи электроэнергии при переменном напряжении до 3 кВ к электродвигателю электробура при гидростатическом давлении до 122,5 МПа и температуре окружающей жидкости не более 100ºС в условиях вибраций, динамических нагрузок и частых спусков в скважины.
Токопроводящие жилы кабелей изготовляют по конструкции класса 2 – сечением 25 и 35 мм2 и класса 3 – сечением 35 мм2 по ГОСТ 22483-88 и изолируют резиной типа РТИ-1 толщиной, указанной в табл. 7.6. Содержание каучука в резине кабелей марки КТШТЭ не менее 35%, а наложение изоляции оболочки должно производиться одновременно.
Поверх изоляции в кабелях КТШЭ сечением 1*25 мм2, КТШЭ 1*35 мм2, КТШЭ 1*50 мм2, поверх скрученных изолированных жил кабелей КТШЭ 3*35 мм2, КТШЭ 1*50 мм2 и поверх параллельно уложенных изолированных жил кабелей КТШЭ-П 2*35 мм2, КТШЭ-П 2*50 мм2 (рис. 7.9), КТШЭ-П
3*25 мм2, КТШЭ-П 3*35 мм2
(рис. 7.10), накладывают оболочку из нефтестойкой резины типа PIIIH-2.
Поверх изоляции кабеля КГТШЭ 1*50 мм2 накладывают изоляцию из резины PIIIH-1.
На поверхности оболочки кабеля КГТШЭ 1*150 мм2 по всей длине кабеля имеются три продольные риски.
Строительная длина кабелей всех марок и размеров - кратная 12,5 м.
Изолированные жилы кабелей марки КТШЭ после 6 ч пребывания в воде испытывают напряжением 7 кВ в течение 5 мин.
Допускается испытание жил на АСИ напряжением 16 кВ. Сопротивление изоляции жил после 6 ч пребывания в воде при (20 ± 10)ºС не менее 100*106 Ом*км. В готовом виде кабели после 6 ч пребывания в воде испытывают напряжением 7 кВ в течение 5 мин.
Кабели выдерживают испытание на изгиб на 180º при -30ºС.
Кабельные секции токопровода, опускаемые вместе с электробуром в скважину, соединенные последовательно, составляют сплошную цепь. Кабельная секция представляет собой отрезок кабеля марки КТШЭ длиной 12-13 м, армированного с одного конца контактным стержнем, с другого - контактной муфтой со смонтированными на них стальными опорами. Армированные концы запрессовывают резиной, при соединении секции муфта и стержень плотно сочленяются и создают надежный котакт. В муфте, стержне и месте сращивания между токопроводящими шинами в готовых секциях, а также по отношению к внешней поверхности секций обеспечивается в любом месте наличие слоя резины толщиной: на стержне - не менее 2 мм, в муфте - не менее 4 мм, в месте сращивания - не менее 5 мм.
Секции выпускают типов KСT1, KСTl-T, KСTl-TГ, KСT11, KСT9 по ТУ 16.538.179-78. При опускании токопровода в скважину кабельные секции встраиваются в отрезки бурильных труб, которые присоединяют друг к другу.
Готовые секции (кабель, муфта, стержень) испытывают переменным напряжением 7 кВ в течение 5 мин. Сопротивление изоляции между жилами кабеля и между каждой жилой и корпусом (водой) не менее 2000*106 Ом.
Таблица 7.6. Конструктивные данные кабелей для электробуров
Марка кабеля |
n*S, мм2 |
Толщина изоляции, мм |
Толщина оболочки, мм |
Максимальный внешний размер кабеля, мм |
g, кг/км |
КТШЭ |
1*25 |
2,2 |
3,0 |
18,0 |
490 |
1*35 |
2,2 |
3,5 |
20,1 |
641 |
|
1*50 |
2,5 |
3,5 |
22,2 |
956 |
|
3*35 |
2,2 |
3,0 |
34,2 |
2117 |
|
КГТШЭ |
1*50 |
2,8 |
3,5 |
22,2 |
961 |
КТШЭ-П |
2*35 |
2,2 |
3,4 |
21,1*35,4 |
1535 |
2*50 |
3,5 |
3,5 |
24,2*41,4 |
2091 |
|
3*25 |
2,2 |
2,4 |
16,8*40,8 |
1328 |
|
3*35 |
2,2 |
2,4 |
17,9*44,1 |
1710 |
|
Примечание. Предельное отклонение от номинальной толщины изоляции – 10%, толщины оболочки – 20% [для КТШ и КГШТЭ (1*50 мм2) – 10%]. |
|||||
Рисунок 7.7. Схема одножильного кабеля КГТШЭ
Рисунок 7.8. Схема трехжильного кабеля КТШЭ
Рисунок 7.9. Схема двухжильного плоского кабеля КТШЭ-П
Рисунок 7.10. Схема трехжильного плоского кабеля КТШЭ-П
