專利名稱：頂驅(qū)鉆井專用電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電纜，具體涉及一種用于石油、天然氣頂驅(qū)鉆井裝置的電纜。
背景技術(shù)：
頂驅(qū)鉆井是當(dāng)代石油、天然氣行業(yè)一項(xiàng)新的鉆井技術(shù)，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)布置在井架上， 工作時(shí)要隨鉆具上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)地，電機(jī)的動(dòng)力電纜及控制電纜也會(huì)隨之上、下游動(dòng)， 這就要求電纜具備優(yōu)良的柔軟性；石油、天然氣會(huì)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(guò)6個(gè)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(dòng)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(dòng)段長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米(一般超過(guò)40米)，既有動(dòng)力電纜，又有控制電纜，其中動(dòng)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(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，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(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，便于敷設(shè)，滿足電纜游動(dòng)要求。本實(shí)用新型的技術(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(gè)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。本實(shí)用新型的技術(shù)效果通過(guò)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(shí)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(wú) 鹵、無(wú)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°C +110°C，整體結(jié)構(gòu)具有很好的抗扭性和彎曲性，更適合移動(dòng)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(lái)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(zhǎng)，大幅度將少了因電纜故常停鉆 的幾率。

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)示意圖圖5本電纜的一種纜芯布置結(jié)構(gòu)圖圖6本電纜的另一種纜芯布置結(jié)構(gòu)圖圖7本電纜的再一種纜芯布置結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1、圖2、圖3。本電纜的纜芯10套于套管內(nèi)，纜芯10的頭部伸出套管，伸出的纜芯頭部套有金屬 防擦網(wǎng)11。套管的主體是軟管8，可選用耐油橡膠管、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，最好用夾布帶鋼絲耐油橡膠軟管。軟管8的端頭配 有金屬管頭，動(dòng)力電纜的兩端都配金屬管頭，控制電纜只在懸掛端配金屬管頭。該金屬管頭 與軟管8固定連接為整體，金屬管頭由法蘭盤5、內(nèi)扣件6、外扣件7組成，用不銹鋼制成，法 蘭盤5的內(nèi)孔是螺紋孔，內(nèi)扣件6有與該螺紋孔適配的外螺紋，內(nèi)扣件6與法蘭盤5螺接后 再焊接；軟管8的頭部套在內(nèi)扣件6上，并采用加熱硫化工藝與內(nèi)扣件6固定連接；外扣件 7套在軟管8的頭部，并采用壓接工藝將內(nèi)扣件6、軟管8、外扣件7壓緊連接，壓接后再將 內(nèi)、外扣件6、7的結(jié)合部焊接。在套管內(nèi)填充有數(shù)段密封膠9，將纜芯10固定在套管內(nèi)，使 之不會(huì)在套管內(nèi)滑動(dòng)。金屬管頭上設(shè)有吊環(huán)3，用于將電纜懸掛在井架上。纜芯結(jié)構(gòu)及其在套管內(nèi)的布置參見(jiàn)圖5、圖6、圖7。纜芯10由導(dǎo)體101及逐層包裹在導(dǎo)體外圍的包覆層102、絕緣層103、護(hù)套104構(gòu) 成，導(dǎo)體101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；包覆層102為非濕 性包帶材料；絕緣層103為乙丙橡膠、硅橡膠、熱塑性彈性體中的任何一種；護(hù)套104采用 熱塑性彈性體材料。將三根動(dòng)力電纜和三根接地電纜布置在套管內(nèi)，如圖5所示。
4[0028]將三根動(dòng)力電纜和一根接地電纜布置在套管內(nèi)，如圖6所示。將所有控制電纜布置在套管內(nèi)，如圖7所示。也可將動(dòng)力電纜、控制電纜全部布置在套管內(nèi)，具體采用哪種布置方式，根據(jù)用戶 訂貨要求確定。本電纜的制造方法，包括步驟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(duì)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(lái)；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(gè)金屬防擦網(wǎng)11。本電纜在井架上的敷設(shè)方式見(jiàn)圖4。在鉆具上設(shè)有掛鉤4，將本電纜1 一端的吊環(huán)3掛在掛鉤4上，該端即可隨鉆具的 升降運(yùn)動(dòng)任意游動(dòng)。電纜另一端的吊環(huán)3懸掛于井架2腰部的固定懸掛點(diǎn)上，電纜就被懸 掛起來(lái)。
權(quán)利要求1.一種頂驅(qū)鉆井專用電纜，包括纜芯，其特征在于該纜芯套于套管內(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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆井專用電纜，其特征在于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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆井專用電纜，其特征在于所述金屬管頭用不銹鋼制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆井專用電纜，其特征在于所述密封膠共三段，分別填 充在套管的兩個(gè)管頭部位和中部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆井專用電纜，其特征在于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)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆井專用電纜，其特征在于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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆井專用電纜，其特征在于所述伸出金屬管頭的纜芯 頭部套有金屬防擦網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂驅(qū)鉆井專用電纜，其特征在于所述纜芯由導(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。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種頂驅(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。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(dòng)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。
文檔編號(hào)H01B7/17GK201868129SQ20102053528
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月18日
發(fā)明者嚴(yán)昌龍, 劉惠華, 劉春昉, 劉永紅, 吉鴻飛, 應(yīng)超, 翟旭亞, 鄧春艷 申請(qǐng)人:特變電工(德陽(yáng))電纜股份有限公司