GB T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用.pdf

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1、GB/T 17389-1998 前去主缸士本标准等问采用美国石油学会标准APIRP IIS5(潜泊电缆应用推荐作法)(1993年版)，其技术内容及编写规则均与之相同。编写格式及方法与APIRP 11S5一致，只是作了小的编辑性修改和补充说明，p : .原文2.4. 3附图目录中标明图2.5. 9中a)为边棱抗压型，b)为标准型.与图2.5. 9标明的l一致。经核对，2.4.3附图目录中的标明不正确，改为与阁2.S. 9标明的相致。2.将计量单位一律改为我国的法定计量单位。3.根据GB/T1. 1一1993的要求，对产品商标名称作出脚注说明:下列产品商标名称是商业上所用产品实例，提供本商品名称是

2、为用户提供方便.而不是全同石油钻采设备与工具标准化委员会对这嗖产品的认可。4.根据制定标准的需要，增加了附录C(提示的附录)美国线规号公制尺寸和附录(提示的附录)AISI 316 , AISI 409不锈钢化学成分和机械性能。5.为便于对IEEE1018 ,IEEE 1019标准的查找，在附录B后增加了查找该两项标准出处的注释。本标准的附录A和附录B是标准的附录，附录C和附录D是提示的附录。本标准由中国石油天燃气总公司提出。本标准由全国石油钻采设备及工具标准化委员会归口。本标准由胜利石油管理局无杆采油泵公司负责起草。本标准主要起草人z王金鹏、王改良、严锡梁。734 GB/T 17389-199

3、8 API前言(a)本推荐作法归API开发设备标准化委员会管辖。(b)本推荐作法旨在为潜泊电缆系统的材料和应用制定的。本标准自封面所印臼期起生效。对于修订版，用户可自愿全部或部分地与本标准保持A致。换言之.白发布之日起取代现行规范或与现行规范同时使用以便与生产日期所用版本保持一致。73九1 总则1. 1 I言中华人民共和国国家标准j替油电泵电缆系统的应用Recommended practice for application of ESP submersible cable systems GB/T 17389 1998 本标准包括潜油电缆系统的材料和应用。本标准适用于大多数潜油电泵电缆的应用

4、。1. 2 范围本标准包括制造厂商、销售商或用户对潜汹电缆的应用.并不包括潜泊电泵系统的其他Hlilo1. 3 管辖本标准包括了用于潜油电缆系统的通用公认作法。每安装均应j堕循地方件和国家的所有适用的法典和法规。2 潜i由电泵电缆术语定义本标准采用下列定义。2. 1 -般术语2. 1. 1 抗氧化剂antioxidants 向橡胶混合物中添加的材料，它可通过减缓硬化和脆裂来防止穰胶或塑料的老化。2. 1. 2 混合物compound 用基础聚合物加入其他配料获得要求特性的机械掺合物。这些海合物通常为备制造商的专有配方.彼此间各有差异。这些差异会影响电缆的工作特性。2. 1. 3 腐蚀corrO

5、SlOn通过氧化时金属表面的破坏。腐蚀可以通过化学剂本身或与油井液的共同作用而产生。电蚀是由电流在传导介质(如盐水中两种不同金属|同流动所引起的电化反应所致。2, 1. 4 硫化cure 制造电缆期间，硫化是改变橡胶原材料物理特性以获得所要求的绝缘层或护套层材质的过程。这种变化需要硫f!:剂、加温和加压。加硫和交联是硫化的一种形式。2. 1.5 兰烯兰氟氯乙烯共聚物ECTFE-Ethylene ch lorotetrafluoroethylene 由乙烯和氯四氟乙烯组成的氯氟热塑共聚物。这种材料化学上呈惰性，有较好的低电压络，缘陆能。乙氯网氟乙烯属于称为含氟聚合物的塑性材料系。2. 1.6 弹

6、性材料elastomer 在轻微受力时可以拉伸，解除受力时可以恢复原状的类似橡胶的材料。2. 1. 7 绝缘电阻electrical insulation resistance 指绝缘时直流电径向流动通过绝缘材料的阻力。绝缘电阻通常指15.6C时的电阻值口测量绝缘电阻(IR勺的公式如下:国家质量技术监督局1998-05-18批准1999 - 02 -01实施73币GB/T 17389-1998 IR工E/I(Mfl)式中gE-导线和地线问施加的电压，V;I 直流j世漏电流，A。电阻值将随着复合材料和电缆几何尺寸的改变而改变。各相的绝缘电阻或泄漏电i流测试结果应该平衡。2. 1. B -:二元乙

7、丙橡胶EPDM -Ethylene propylene diene monomer 由乙烯、丙烯和二烯组分构成的聚合物。这种聚合物或称橡胶基材料可用硫或过氧化物进行硫化。2.1.9 乙丙烯单体EPM-Ethylene propylene monomer 由乙烯和丙烯组分构成的聚合物。这种材剌只能采用过氧化物硫化剂进行硫化，真实用特性与三忌乙丙橡胶相似。2. 1. 10 乙丙橡胶EPR-Ethylene propylene rubber 用于描述三元乙丙橡胶CEPDM)或乙丙烯单位(EPM)的术语。2. 1. 11 乙烯四氟乙烯共聚物ETFE-Ethylene tetrafluoroethyle

8、ne 由乙烯和四氟乙烯构成的氟化热塑共聚物。这种材料化学上呈惰性，是一种良好的低电压绝缘体。乙烯因氟乙烯属于称为含氟聚合物的塑性材料系。2.1.12 氟化乙丙烯FEP-Fluorinated ethylene propylene 热塑氟化乙丙烯共聚物。这种材料化学上呈惰性，是一种良好的低电压绝缘体。氟化乙丙娟属于称为含氟聚合物的塑性材料系。2. 1. 13 复合填料fil1ers ,compound 向复合材料内填加的用以提高各种性能，如机械强度、耐潮湿性以及电气特性的材料。2.1.14 物理填充料fillers .physical 用于填充电缆结构内空隙的材料。常用材料有橡胶和聚丙烯02.1

9、.15 箍紧强度hoop strength 对抑制电缆伸张的切向阻力的量度。由于内部气体的压力沿径向推动，会使绝缘层和护套层表面产生活切向伸张和击穿的趋势。箍紧强度阻止这种趋势。如果在圆型护套层外再额外缠包护层，可以增加其箍紧强度。2. 1. 16 泄漏电流leakage current 指在施加直流电压aj流过绝缘体表面或流经绝缘体的电流.该值规定了在特定直流电压情况下的绝缘电阻值。不管介电材料的质量优劣，都会有不同程度的泄漏电流。2. 1. 17 单体monomer 通过化学链形成聚合物的基本化学成分。2. 1. 18 腊橡胶nitrile 由丁二烯和丙烯腊单体组成的共聚物。常用的名称有z

10、丁腊橡胶(BunaN).腊橡胶(nitrilerubber) 和腾了二烯橡胶(NBR-Nitrilebutadiene rubber)。改变丙烯睛和丁二烯的含量比可以实现耐油强度或耐低谊性能的不同需求。用此方式可以随意调配适用于特殊应用条件的复合材料。2. 1. 19 增韧弗IJplasticizers 添加在复合物内用于增强挠性、易加工性和延展性的化学剂。2. 1. 20 聚酷胶polyamide 高分子聚合热塑材料。它由含献胶(COHN-)摹园的聚合物质构成。这种材料显示出一般程度的化学惰性，并具有较高的拉伸强度。2. 1. 21 聚乙烯PE-Polyethylene 由化学链状乙烯单体组

11、分构成的热塑材料。2. .22 聚酌亚胶polyimide 7:17 GB!T 17389-1998 在聚合物主链内混有目光亚胶基闭的完全反应的线形聚合物。如注册的品牌卡普啊l(Kapton向和1叮佩科(ApicaI:)0 2. 1. 23 聚合物polym盯多种单体通过化学反应链为一体而形成的材料D聚合物的分子链由重复出现的同伞结构组分组成。前缀一.二.二慕本组分分别用英语.homo飞(0和曰表示。2.1.24 聚丙烯PP-Polypropylene 由靠化学链接在一起的丙烯单体组成的热塑材料。不间电气等级的聚丙烯通过掺入较少的乙烯或丁烯单体可获得较好的低温性能。2. 1. 25 聚氟乙炜P

12、VF -Polyvinyl fluoride 由靠化学链接在一起的氟自主体组分构成的含纸热塑材料。聚氟乙烯属T称为含氟聚合物的塑性材料系。2. 1. 26 聚偏斗智乙烯PVF 2-Polyvinylidene fluoride 由靠化学链接在一起的氟化乙烯单体组分构成的舍氟热塑材料。聚偏气氟乙烯属于称为含氟聚合物的塑性材料系。2. 1. 27 热塑材料thcrmoplastcs 在温升状态下软化或流变，冷却时硬化的聚合物。这是一个可逆过程。热塑材料的范例有z聚丙烯(PP) .聚乙烯(PEl.聚氟乙烯(PVF).聚偏二氟乙烯(PVFz)和聚酸胶(尼龙)。2. 1. 28 热固性材料thermos

13、et 一旦回化不能冉形成交链，并不可再重塑的聚合材料。常用的两种热固性材料为三元乙丙橡胶和腊橡胶。2.2 J且度2. 2. 1 导体温度conductor temperature 指载流导体表面的温度。该温度是电流在导体中流动所产生的热量、通过材料的热量散失以及环境温度的函数。由于扁电缆是非对称结构，会因其他电损而产生额外的热量。2.2.2 额定温度rated ternperature 电缆能连续工作而不会使材料产生明显老化的最高导体温度。2.2.3 运行温度。p盯at1ngtemperature 在稳定状态运行期间导体的温度。最高运行温度称为额定温度。2.2.4 井底温度bottom hol

14、e temperature 射子L井段中部的静态温度。2.2.5 环境温度ambient temperature 电缆周围任何a点的温度。在井下环境中，环境温度取决于诸如油藏温度、井F沉没设备产生的温升、井煌的分布以及井液、泡沫和气体的导热性等许多变量。2.3 品牌1)2. 3. 1 阿佩科(Apical() 阿佩科是联合他E公司CAlliedChemicall生产的一种聚欧亚胶产品品牌，该产品可被直接用在芯线的外表作为辅助绝缘层。由于阿佩科CApical)无熔点.所以采用氟化乙丙烯(FEP)作为聚航亚腹的叠层材料，目的在于制造时提供热封结构。2. 3. 2 哈勒泰氟隆氟化乙丙烯是美国杜邦CO

15、upont)公司生产的一种产品品牌。该产品通常用作聚曹先亚胶的叠层材料形成种热封带或可挤制层。2. 3. 9 泰氟泽CTefzel() 泰氟泽是美国杜邦COupont)公司生产的一种产品品牌o该产品通常用作阻挡带或可挤制阻挡层。2.4 构成说明和附图目录2.4. 1 范围本章包括与电缆结构有关的图例。关于联接和终端接头有关的内容参见第8章。2.4.2 电缆构成说明序号说明参考章条序号说明1 导体3 自阻挡层2 绞线导气箍3. 1. 2 9 编织层3 导体和绝缘导气箍4, 2.3 10 铅护层4 辅助绝缘、种类4.4,4.5 11 衬垫层b 基本绝缘、种类4.2.4.3 12 抗压件6 物理机械

16、填料2. 1. 1. 4 13 铠装7 护套、种类5 2.4.3 附图目录参考章条一6.3.6.4 6. 2 6. 5 6, 6 6.5 7 739 GB!T 17389-1998 因号因名因号罔名2. 5. 1 导体构造形式2. 5. 6 阳电缆.一元乙l可橡胶绝缘、式:兀乙!叫1章胶护套ij填料a)单股a)标准型b)同心并压紧绞合)，)束紧带和编织层组c)压实绞合c)阻挡层和填料2.52 圆电缆=聚丙烯绝缘、脯橡胶护套Z. 5. 7 届电缆z士气儿乙jJ-j橡胶绝缘、双层铠装Z. 5. 3 扁电缆z聚丙烯绝缘、腊橡胶护套2. 5. 8 扁电缆.兀乙丙椒胶绝缘、铅护台:a)标准型a)标准型b

17、)束紧带和编织层型机电机引接电缆c)加密封套型2. 5 9 启电缆-tt兀乙丙惚股绝缘、铅护瓷、抗Hi.1斗2. 5. 4 圆电缆g二元乙丙橡胶绝缘、腊梅胶护套.1 )标准型2. 5. 5 扁电缆主兀乙丙橡胶绝缘、腊橡胶护套b)边棱抗压咽a)标准型c)电机弓!接电缆b)电机寻|接电缆2.5图a)单股 740 件号件号1 6 7 13 b) I司心并压紧绞合图注i 名称1 | 统线气封| 2 图2.5. 1 导体构造形式图?主寸称导体基本绝缘.聚丙烯物理机械填料护套，腊橡胶铠装章条3. 1. Z 章条1 4. 2 2. 1. 14 D 7 图2.5. 2 回电缆:聚丙烯绝缘、脯橡胶护套c) I王

18、实统合3 GB/T 17389 1998 13 13 1 :l 7 )标准型b)束紧带和编织层Y且c)加密封王军型图7主一一-一一一一中号名利:章条I 寻f丰3 3 导体和绝缘导气箍4. 2. .1 一一一一一5 基本绝绝.聚丙烯4. 2 7 护筐，睛橡胶U 8 阻挡层6.3, 6.4 丁一编织层寸一9 6.2 13 铠装7 图2.5. 3 扁电缆:聚丙烯绝缘、精橡胶护套1 阁注件号名称章条1 导体3 b 基本绝缘，EPDM4. 3 6 物理机械填料2. 1. 14 7 护套，精橡胶 8 阻挡层6.3 , 6.4 9 编织层6. 2 13 铠装7 图2.5. 4 圆电缆z三元乙丙橡胶绝缘、腊橡

19、胶护套7H GB/T 17389-1998 l a)标准型bl电机引接电缆罔注件号名称章条1 导体3 4 辅助绝缘1. ,1. 4. 5 3 基本绝绝.EPDM4.3 7 护套，脂橡胶o B 阻挡层6.3.6.4 9 编织层6. 2 13 铠装7 图Z.5. 5 扁电缆2三元乙丙橡胶绝缘、精橡胶护套13 13 a)标准型b)束紧带和编织层型c)阻挡层和填料因注件号名称章最l 导体3 5 基本绝缘，EPDM4. 3 6 物理机械填料2. 1. 14 7 护套，腾橡胶5 8 阻挡层6.3.6.1 9 编织层6. 2 13 铠装7 图2.5. 6 圆电缆z三元乙丙橡胶绝缘、兰元乙丙橡胶护套或填料74

20、2 GB/T 17389 - 1998 罔 件号名称章条l 导体3 5 基本绝缘啕EPDM4. :, 7 护套, 13 铠装7 图2.5. 7 扁电缆:三元乙丙橡胶绝缘、双层铠装1 : a)标准型b)电机)1接电缆图注件号名称章条1 导体3 4 辅助绝缘4.4,4.5 5 基本绝绝.EPDM4.3 10 铅包层6. 5 11 衬垫层6. fi 13 铠装7 图2.5. 8 扁电缆:三元乙丙橡胶绝缘、铅护套713 GB/T 17389-1998 2 -1 1 0 1 1 : 、1、51 a)标准型b)边棱抗1:li1旦c)电机引接电缆阁I斗斗件号名称章条1 导体3 4 辅助绝缘;1. 1. ,1

21、. 5 5 基本绝缘.EPDML 3 8 阻挡层6.3.6.4 9 一寸6.2 编织层10 铅包层6.5 11 衬垫层6. 6 12 抗压it6. :; 13 铠装7 L. 图2.5. 9 扁电缆:二元乙丙橡胶绝缘、铅护套、抗压件3 电缆导体3.1 总则3. 1. 1 说明铜或铝导体均可用于将交流电流由地面输送主运电机。对于潜油泵的应用，导体的工业标准化尺寸主要为美国线规15.6C)升温至少48h后才能操作。作为指南，用聚丙烯绝缘材料的潜油电泵用电缆不应在温度低子-10C情况下操作;用三元乙丙橡胶为绝缘层，腊橡胶为护套层的潜泊电泵用电缆不应在温度低于29C情况F操作s用三元乙丙橡胶为绝缘层，兰

22、元乙丙橡胶为护套层的潜油电泵用电缆不应在温度低于一40C情况下操作。4.2 热塑材料4.2.1 说明热塑材料是一种在加热至高温时能制成一定形状.降温后其形状保持不变的塑性材料。当再次增温超过其变形温度时，如果施加外力这种材料仍会变成新的形状。变形混度随着外力的增加而降低。典型的热塑材料包括聚乙烯、聚丙烯和聚酷胶04.2.2应用聚丙烯是一种适用于低温泊井环境，价格比较低廉的绝缘材料。适用温度范围为一10C (环境)金96 C (导体)。4.2.3 限制适用温度范围是指在无化学侵蚀或不受任何机械力的理想工况下的范围。用聚丙烯绝缘的电缆不应在环境温度低于lOC情况下操作。在低温状态下弯曲会使绝缘材料

23、龟裂。7.1 5 GB/T 17389 -1998 众所周知，影响聚丙烯性能的不利井况奇以下几种二氧化碳会引起过早的龟裂;原汹中的轻质侄会导致软化;在接近上限温度运行时，施加在电缆上的外力(电缆卡箍、张力)会导致过早地变形。聚丙烯直接与铜金属接触容易加速老化。加入一种专用抗老化材料可降低这种影响u口旦抗者化:if消耗后.残余的游离铜离子仍会侵蚀聚丙烯。因此多数制造商采用锡或铅合金涂层将铜与聚丙烯隔离。聚丙烯绝缘材料直接与铝导体接触的电缆不会影响绝缘材料的老化。电缆在被弯曲后，聚丙烯允许气体在导体和绝缘层|可运移，对于在气体运移可能会造成定影响的条件F应用时，导体与绝缘层间必须采用气封材料加以阻

24、止。4.3 热固材料4.3. 1 i兑明热固材料是A种经过化学反应变性、硫化后形状永久不变的材料。典型的热固材料包括有丁阴橡胶州BRl，乙丙橡胶CEPRl如EPDM和EPM，丁苯橡胶CSBRl和交联聚乙烯(XLPE) 4.3.2 应用对于潜油电泵电缆而言，三元乙丙橡胶是最常用的热固材料。三元乙丙橡胶在环境温度很低(-40C)的情况下仍具有较好的挠性。是一种适合在CO，井况中应用、还可以防止多种油井处理液影响的理想材料。三元乙丙橡胶材料一般用于高温油井，有些三元乙丙橡胶的复合自己方如电缆结构柬紧合理的话，在导体温度204C下仍有效。4. 3. 3 限制三元乙丙橡胶材料在袖中膨胀，虽然这种特性通过

25、合理配方可以减弱，l.它仍高度依赖外部束紧层来保护其完好性。4.4 绝缘薄膜4.4.1 说明绝缘薄膜一般指直接用于导体外部的薄带材料，这种绝缘薄膜被叠压螺旋缠绕在导体的外部，再经加热密封。典型的绝缘薄膜材料是聚欧亚胶，如品牌卡普顿(Kapton)或阿佩科CApical问。4.4.2 应用绝缘薄膜一般应用于要求介电强度(V/mm)高，又能把绝缘层的厚度控制到最小的情况。这种材料适用于高温(232C)应用条件。应用最普遍的是电机头(扁)引接电缆和电机绕组绝缘。4.4.3 限制聚曹先亚胶薄膜受潮会产生化学腐蚀，严重降低其绝缘性能和机械强度。价格昂贵是其最主要的问题。4.5 挤制辅助绝缘4. 5. 1

26、 说明目前已有几种材料用于挤制辅助绝缘。热塑材料聚偏二氟乙烯(PVF，)和三烯，三氟氯乙烯共聚物CECTFE)用于高达149C的环境温度下使用，氟化乙丙烯(FEP)用于高达204C的环境温度下使用。4.5.2 应用这种材料直接挤注在导体或绝缘层的外表以提供附加的介电强度和抗化学性能。官tJ:77，元乙丙橡胶相比，即使井液侵入也不易损坏。因此保护性能好，而且还能延长电缆的寿命。关于挤制阻挡层的找他资料见6.404.5.3 限制热塑材料绝缘层价格昂贵。当修理和终端连接电缆时，必须采用专门的联结技术。76 GB!T 17389- 1998 5 护套5. 1 总则5. ,. 1 说明护套是保护层，用机

27、械屏障把绝缘层与井F环境隔离。护套保护绝缘层免受操作时产生的机械碰撞可能会造成的影响。有些护套材料还可充当二次绝缘目前最常用的护套材料有腊橡胶和三元乙丙橡胶弹性材料。5. 1. 2应用护套的实用特性取决于环境温度和井况。电缆的额定温度会受护套材料温度等级的限制。通过调整硫化的形式和抗老化剂的种类可以提高复合材料的上限温度。加添增韧剂可以扩大干限温度。增加添加剂对复合材料的其他物性如延展性、硬度或拉伸强度等有轻微的影响。如今有两种护套材料在潜泊电泵电缆市场上占优势，它们是由腊橡胶或三元乙丙橡胶制造的。三元乙丙橡胶的耐高温能力比睛橡胶高，但精橡胶的韧性较大，耐油性能较好。复合三元乙丙橡胶护套材料可

28、以改善其抗油浸膨胀性能。此外在地面温度较低的条件下操作和安装，三元乙丙橡胶固有的性能比脯橡胶好。5. ,. 3 限制脯橡胶的上限温度140C，而三元乙丙橡胶的高限温度为204C。这些限制会影响电缆的额定温度a在高温环境下运行会缩短电缆的有效寿命。一般情况!主，电缆的寿命随着温度的增加呈指数F降。通常用护套的脆裂(老化变硬来描述其有效寿命。局部受热区域位置靠近泵和电机。护套材料其他形式的降解是因为压力变化和与井F化学剂接触的缘故。井F环境、气体的类型和气体的浓度也会影响护套材料的选择。铠装和/或束紧层对护套层的保护起着关键的作用。尤其在无铠装情况下，三元乙丙橄胶往往会出现膨胀。比如当电缆在无铠装

29、保护情况下从井下被起出或压力变化时，护套内因吸收有油和气而膨胀呈球形而破裂。6 编织层和保护层6. , 总则6. ,. , 说明编织层和保护层是专为增强电缆系统的机械性能而敷设的辅助材料层。6. .2 应用在绝缘层的外面敷设编织层和保护层，也可以在护套层的任意一侧。这些材料为其内部电缆材料提供附加强度和保护。6. 1. 3 限制这些材料增加了电缆的直径和成本.它们对井液和井下条件的恶化很敏感。6.2 编织层6.2. , 说明编织层是在绝缘导体外用合成材料编织而成的编织加强层。编织层在覆盖率或空隙度方而有所不同。最常用的编织材料是尼龙(聚戳胶。聚偏二氟乙烯如凯纳(Kynar)叮用于那些在腐蚀性强

30、或温度高的条件下应用的电缆。6.2.2 应用编织层的主要作用是泄压期间对渗入绝缘层的气体提供附加的箍紧强度。在启动运行中当油井液被快速抽空或电缆由井内被起出时可能会出现泄压现象。编织层还可保持结构的完整性，使耐油带紧束在绝缘层外位置不动。7 17 GB/T 17389-1998 因电缆中采用编织层在电缆连结或修理期间有助于护套层干Q绝缘层的剥离。6.2.3 限制编织层在某些条件F提供了井液运移的通道。在起出电销后立刻进行联接.溢出的气体和井液会影响其联接效果。如果编织层不是全部覆盖，在泄压期间可能会损坏其内敷材料。编织层不仅会增加电缆的成本，还会增加电缆的整体直径。当聚曹先胶裸露在温度高于10

31、0C的潮湿环境中容易产生老化。6.3 阻挡带6. 3. 1 说明阻挡带般被直接用于绝缘层外充当油和他学物质的屏障.这种带与覆茸的编织层配合使用。阻挡带采用螺旋缠绕，每绕一圈应与前边一圈重叠约50%内最通用的阻挡带材料有聚氟乙烯CPVF)和乙烯四氟乙烯共聚物CETFE)oPVF耐化学性能好，1ft它的温度极限为149C oETFE耐化学性差，但是温度性能较高，可达到19:1C。总之.)(.j于特殊的应用条件，应考虑进行ETFE和PVF间的成本比较。带的厚度可以不同。对于一种特定的材料，带越厚其阻挡性能越好。6. 3. 2应用阻挡带的主要用途是保护其内敷材料。m聚丙悔绝缘材料.低分子量泊的饱分物(

32、轻质饺)和1气体会进入绝缘层.使其软化;用三元乙丙橡胶绝缘材料，因它很容易吸泊，会使之产生膨胀和龟裂。采用阻挡带可以阻止井液侵入其内敷材料，延长电缆的使用寿命。这种带在滞留有油井气体时，挫压期间还可以为绝缘层提供附加领紧强度。6. 3. 3 限制采用阻挡带会略微增加电缆的成本，这种带通常与外敷编织层一起使用。阻挡带和编织层二者会使电缆的外型尺寸明显增犬。6.4 挤制阻挡层(屏障层)6.4.1说明另外一种阻挡层的形式是采用挤制阻挡层替代编织层和阻挡带的结构。如今用于挤制j阻挡层的材料有几种:热塑聚偏二氟乙烯CPVF2)和乙氯四氟乙烯(ECTFE)用于温度达149C的环境;氟化乙丙烯(FEPJ用于

33、温度达204、C的环境。6.4.2 应用阻挡层挤制在绝缘层外或绝缘层内均可增加其耐化学性、机械保护性、抗泄压性以及电气强度D、与阻挡层挤制在绝缘层以外时，就象阻挡带和编织层的常规设计一样无任何问隙或缝隙。附加说明见4. 5. 20 6.4.3 限制热塑材料层成本昂贵。当修理或进行电缆端接时.必须采用特殊的联接技术。6.5 铅护套6. 5. 1 说明铅护套是一种连续的、无接缝的包敷在导体绝缘层外表的护套。铅的成分在供应商之间各有差异，但绝对不能使用纯铅。般采用含有铜、钢和锡的铅合金，以使金属包皮的耐化学性和机械特性增至最强。铅护层通过一种挤制工艺包敷在电缆主。铅护层的几何形状可以是圆型、方型或八

34、边型。6.5.2 用用718 GB!T 173B9 -199B 这种无接缝和连续的铅护层为绝缘层提供了4种极好的气液屏障。在含H，S的井中，铅也是保护铜的有效屏障。6. 5. 3 限制铅是一种软金属，容易受损。铅护层会因弯曲趋成冷作硬化而产生裂纹。铅包电缆重量大，操作困难，使用这种类型的电缆时需要采用专门的联接技术。铅包电缆的成本高于常用的三元乙丙橡胶电缆。铅包电缆囱井内起出3-5次后，可能会因操作相弯曲受损。滑轮的尺寸和操作为式会影响真重复利用性。为此采用不同几何形状，支撑抗压结构，和/或特殊的铅合金等多种设计来延长电缆的循环应用寿命。安装平行(扁)电缆时应采用平槽滑轮，安装困电缆时应采用包

35、角滑轮。滑轮直径的最小尺寸应为12 1. 9 cm 每相寻体上的电压会在铅护层内引起环流。对于长电缆而言，这种电流可能会诱发铅的腐蚀，必须在每股导体的铅护层间采用衬垫层进行电气束紧连接以大幅度地减少环流。必须合理地应用束紧连接防止铅的损坏。束紧连接可以是金属、半导体带材或半导体线材。6.6 衬垫材料6. 6. 1 昆明在包铅电缆的制造过程中，进行铠装时需要衬垫材料保护铅的表面免受机械损伤。典型的忖垫材料是尼龙编织，另一种材料是三元乙丙橡胶浸债带。6.6.2 应用衬垫在电缆起下作业期间起着一些保护铅护层的作用。有些衬垫材料可以填充铅挤iitJ层上出现的小孔。如果气体渗入铅护层内它还可以提供附加的

36、箍紧强度。电气束紧连接包含在衬垫材料内。6.6.3 限制三元乙丙做胶裸露在泊中会膨胀。聚自先股在温度超过100C潮理环境中会衰变和损失强度咽不过只要铠装完好元损，这些限制对电缆的应用无重大影响。如果衬垫材料退化，电缆的运行寿命可能会缩短。缺少这些材料会使铠皮与铅直接接触。7 铠装7.1 铠装7.1.1 说明铠装是用于电缆安装和搬运期间提供机械保护的最外层结构囚宫对裸露在井液中的下敷弹性材料的膨胀有限制作用，还起着一定的纵向支撑作用，支撑卡子之间电缆的重量。铠装结构可为扁平式或联锁式钢带。有些设计采用两层铠装。一种特殊设计采用螺旋状绕在导线上。铠装材料A般采用镀铸钢带，对于一些特殊工况采用不锈钢

37、带或蒙乃尔带。7. 1. 2 应用铠装是在护套材料不能为电缆提供足够机械保护的应用条件下应用。在那些电缆总厚度受限制的应用条件下采用扁平式铠装。采用联锁式铠装可将铠装松脱的可能性减至最小，且不大可能妨碍起下作业。螺旋缠绕铠装用于那些电缆纵向拉力主要依靠铠装承受的应用条件，比如卡子问距离很长时。一般T.业作法是在每根油管的中间安装一个卡子，在靠近接箍上方处再装第二个卡子。这些卡子用于支撑电缆的重量。7.1 .3 限制7 -10 GB/T 17389-1998 铠装的完好性受其运行所处环境的影响。腐蚀是影响材料选择的主要因素之一。对于环境非常恶劣和成本倍受关注的应用条件.可以使用能耐多数腐蚀工-况

38、的蒙乃尔铠装。不锈钢铠装虽然不如蒙乃尔有效，但其价格较低是蒙乃尔的替代材料。螺旋缠绕的扁平铠装有一个边缘外露，在安装电缆时，注意应使其外露一侧方向朝上，借以减少下井期间铠装受阻的危险。7.2 镀钵钢带7. 2. 1 说明镀钵铠装钢带是一种外表镀僻的低碳(软)钢带。7. 2. 2应用大多数油井环境允许采用镀钵钢带铠装。7.2.3 限制l在有H2S、CO，、强酸碱以及盐水的环境中，镀钵钢带容易产生腐蚀。腐蚀问题会随着温度的增加而加剧。对于一些悬缆系统，有必要采用高强度钢或不锈钢钢丝以提供需要的抗拉强度。黑色金属的磁性会增加电缆内电力损耗。这是由于导体电流感应、钢带内产生磁滞和涡流的缘故。扁电缆内如

39、果相间电流不平衡影响则会更大。7.3 不锈钢带7. 3. 1 说明不锈钢带是指有效含量的锚同其他金属结合在一起的钢带。用作电缆铠装的不锈钢主要标号有AISI316和AISI40907. 3. 2 应用在一些腐蚀环境中采用不锈钢铠装。虽然不锈钢有一定的限制，但比起更昂贵的替代品来还是被优先选用。7.3. 3 限制不锈钢在有氯离子的环境中应用会产生点蚀。AlSl300系列不锈钢在这种环境中如温度高于71C 左右会出现应力腐蚀开裂。无论是AISI316还是AISI409不锈钢，都不被推荐在含H，S环境中应用。CO，环境对AISI400系列不锈钢也有影响。一般情况下.400系列不锈钢适用于CO，含量1

40、0%.压力高达22MPa的工况条件。7.4 蒙乃尔带7. 4. 1 说明蒙乃尔是一种含镰高于60%、含铁小于4%、含链2%、其余为铜的金属合金。7.4.2应用蒙月尔一般用于最恶劣的环境，其中包括含CO2、H，S以及高温(71C左右)含盐榕液。7.4.3 限制l蒙乃尔是A种成本昂贵的铠装材料。8 电缆联楼和端接8. 1 总则8. 1. 1 说明联接与端接是指由一条电缆向另一条电缆的过渡或联楼。联接与端接必须达到电气、机械和环境完整性。B. 1.2 应用当电缆对于某种应用太短时，需采用联接，当和其他设备相连时采用端接。750 G/T 173891998 8. 1.3 限制现场进行联接和端接的直径都

41、将大于电缆本身的宣径。电压应力趋于集中在导体接头周围的过渡区域。8.2 工厂修理8. 2. 1 说明工厂修理是指制造期间对绝缘层、护套层、铠皮或铅包的微小修补，不包括对导体的修补。8.2. 2应用制造厂商通过工厂修理呵有效地修复电缆中的裂纹和其他缺陷，不会影响电缆的最终将蚀。修复的电缆经测试应达到新电缆的技术要求。8.2.3 限制用户宁愿用没修理过的新电缆.而不用修理过的电缆。8.3 工厂单股导体加*工艺8. 3. 1 昆明单股导体的加长是指在制造过程中将两段已绝缘的单股导体连接在一起。8.3.2应用有时需要延长一股或多股导体的长度达到总装尺寸要求。导体通过对焊和再次绝缘完成加长工艺。对于多股

42、电缆，必须按交错排列形式对每股分别对焊。力01乏后的导体应象未经加长导体那样进行试验。8. 3.3 限制用户应清楚地掌握制造商进行的各种加长情况，用户宁可用导体未经加长的电缆，而不愿用经过加长的电缆。8.4 联接8. 4. 1 说明联接是指两条电缆间的连接。它涉及到导体、绝缘、铅包、护套以及铠皮等整个电缆的总成。8.4.1.1 导体连接最常用的导体连接方式是采用压接管。连接单股导体的另一4种办法是对焊08.4.1.2 绝缘和护套的替换三种主要的替换方法是模压、硫化和绕包。模压联接采用热塑材料作绝缘，用高温模压工艺进行连接。硫化联接采用可以硫化的热固带作绝缘和护套，用高温模压完成整个加工过程。绕

43、包联接可用热塑材料，硫化、非硫化或低温可硫化带作绝缘和护套，无需附加工序。8.4.1.3 金属护层对于铅包电缆，把铅皮缠绕在绝缘层的外表，并与原有的铅护层搭接。用锡焊或胶带将铅皮固定。但用股带固定的接头不能防止气体的侵入。更换铠装是将铠皮螺旋缠绕在整个接头上.再将铠皮的端部与原铠皮焊接。8.4.2 应用电缆联接可用于加长电缆长度、修理损坏的电缆、电机引接电缆与主电缆连接、主电缆与猪尾寻|线连接或不同型号规格电缆间的过渡连接。导体间的连接保持了它的电气连续性。接头外敷设绝缘材料以保证电压隔离，另外增设的附加材料以保护绝缘材料免受井下条件的影响。绝缘材料的完好性会阻滞气体经过电缆串通。电缆外敷设金

44、属保护层，可增强其机械完整性和对环境的隔绝性。8.4.3 限制训练有素的联接员必须处理可能影响完成成品质量的各种因素。影响联接质量的因素有气候条件、7: l GB!T 17389-1998 可用工lX条件、完成工作的紧迫程度以及联接员的技术熟练水平等。经模压和硫化的联接接头通常可达到较好的完整性，不过进行这种连接与绕包连接相比需要较长的时间。如有可能，应使连接部位处于油井动液面以上。用户宁愿采用未经绕包连接的电缆，而不愿用经过绕包连接的电缆。绕包连接后的电缆重复使用以及连接点数量的增多都会增大电缆产生故障的可能性。8.5 端接8. 5. 1 说明动力电缆端部采用接线柱或穿头的端接。B.5.2

45、应用端接多在井口、潜汹电机以及井下封隔器等部位。井口和封隔器的端接采用一段称为猪尾吁|线的短电缆迸行联接。电缆与电机的连接部位称为电缆头通常把电缆头作为与动力电缆相连的电机延伸电缆总装的一部分供货。如果电机和套管间有足够的空间，可以把电缆头直接连接在动力电缆上。在jj:U和封隔器处的端接方式有多种。一种常用方式是模制端接.装有一段电缆与动力电缆联接;另一种是直接安装在动力电缆上的可附端接。普通的井口穿头允许动力电缆直接通穿，虽然也要采取适当的密封措施，但它不被认为是属于端接的范畴。所以，这种穿头仅限于井口压力小于2MPa的工作条件。因为做这种穿头时需剥去铠装，在一些井中，如果电缆裸露在气体中或

46、在井口压力过高的环境中应用时，没有铠装会使护套和绝缘膨胀，因此应采用穿头总成。8.5.3 限制端接的尺寸和方式受井口内可用空间的限制，应按井口制造厂商的建议进行操作。端接材料必须与主电缆的参数，如导体尺寸、金属性能、温度额定值和绝缘材料的种类等相一致，以，确保其使用寿命最长。这些材料还必须与井液和工况等使用要求相符合。选择在含H，S或CO2的井中应用的端接材料成与前文所述选择电缆材料需特殊考虑的问题相同。端接越多，产生故障的可能性就越大。8.6 图注和附图日录B. 6. 1 范围以下附图展示了电缆典型的联接和端接形式，但这并无意限制或阻碍采用其他类型的结构。8.6.2 耳其接和端接构成图注件号

47、名称件号名称A 导体封压盖B 压接套管K 紧螺母C 绝缘L 插头D 护套M 插座E 模压弹性材料N 灌封F 绝缘带。外壳G 衬垫带P 连接螺母H 隔垫Q 铠装I 密封垫752 GB/T 173891998 8.6.3 附图自录罔号图名8. 7. 1 典型的绕包联接示意图8. 7. 2 典型的现场可装式接头8. 7. 3 典型的井口相封隔器接头一叫寸8. 7. 4 典型的电缆头示意图8.7图绝缘护茸铠装接在1/2重叠1/2重叠1/2重叠1/2重叠1/2重叠图8.7. 1 典型的绕包联接示意图753 754 M 3PL G/T 17389 1998 Q 图注件号名称C 绝缘D 护套E 模压弹性材料

48、H 隔垫密封垫K 压紧螺母L 插头M 插座。外壳P 连接蝶、母Q 铠装U 密封螺栓V 。环密封图8.7. 2 典型的现场可装式接头M 3PL N GB/T 17389 -1998 图注件号名称C 绝缘D 护套E 模压弹性材料M 插座。外壳F 连接螺母Q 铠装L一-图8.7. 3 典型的井口和封隔器接头H 图注件号名称C 绝缘H 隔垫密封垫J 密封压盖K 压紧螺母L 插头N 灌封。外壳Q 铠装图8.7.4典型的电缆头示意图, 。755 A1 引宫GB/T 17389 - 1998 附录A(标准的附录)电费分析一旦确定了潜泊电泵的需用功率，必须考虑把电缆系统成本降豆豆最低的几个因素，如电缆的尺寸、

49、电压要求和电流要求。A2 电压和电流潜汹电机消耗的功率与经电缆输送豆豆电机的电流和电压有关。因为要求功率保持相对恒定，所以系统电压越高，电机的电流便会越低。电缆内的功率损耗等于电缆的电阻、导体的数量和电流的平方的乘积。对于固定尺寸的导体，高电压低电流电机可以减小功率损耗3美国全国电气规程建议当电缆的最大压降不超过电机锁定电压的5%时，将能提供合理的效率。A3 导体尺寸尽管工业界采用的导体规格很多，但是用于潜油电机主馈线且已标准化的线芯主要是美国线规4号、2号和1号。可利用的线芯还有美国线规6号，但由卡电气和机械两方面的限制，而未被推荐。大于美国线规1号的导体也可应用。如果井筒内有足够的环隙，那么必须以导体承载的电流量为依据来选择导体尺寸。应进行电缆导体规格和电缆功率损失成本的经济对比。经济分析应评价低功率也缆全寿命期间的消耗成本能否抵消购