CN220856196U - 液冷石油钻井平台顶驱电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液冷石油钻井平台顶驱电缆，包括：液冷降温主线芯、接地辅线芯、防摩擦钢丝绳加强组件以及外护套；所述液冷降温主线芯和所述接地辅线芯排列绞合成顶驱电缆缆芯，所述顶驱电缆缆芯内侧设置所述防摩擦钢丝绳加强组件，所述缆芯外侧设置所述外护套。顶驱电缆通过裸铜质链锁式油路内部液体循环制冷，提高电缆的载流能力，使该顶驱移动电缆的电能输送功率能力提升一倍，而且不改变原有的电压、电机等使用条件。

Description

液冷石油钻井平台顶驱电缆

技术领域

本实用新型涉及顶驱电缆结构领域，具体地，涉及液冷石油钻井平台顶驱电缆。

背景技术

随着工业化的深度推进，世界能源课题进入深耕区。成熟的传统石油化工能源的开采技术更是趋于深水瓶颈区。石油钻井平台中有这么一根电缆，一直制约着石油平台的开采功率，那便是顶驱电缆，这根电缆的苛刻工作环境对于电缆的性能要求较高。工作环境要求该电缆，耐泥浆、耐油、高载流、频繁移动等特点。耐泥浆和耐油及频繁移动的特点，相对容易做到，“高载流”成了限制此电缆的最高要求。

因为随着电缆的载流量的增大，电缆的发热功率也在增大，那么电缆在工作过程中就会升温，随着时间的累积，电缆的温度会变得很高，通常会超过100℃。在这么高的温度下，电缆的绝缘材料就加剧了老化。致使此电缆的寿命非常的短。要想解决电缆的升温问题，通常的思路一就是增加电缆的截面，即增加电缆的外径，从而不在保证功率的情况下，降低电缆的发热电阻。然而，此电缆的外径是受作业场合严格限制的。在钻井过程中，施工场所希望电缆外径越小越好。所以此方法行不通。通常的思路二就是提高电缆的运行电压，在保证输送功率的情况下降低传送电流，从而都达到降温的目的。然而，环境工作的安全问题迫使设备电压不能无限制的提高，目前该领域许可操作电压在2000V。故而此方法也行不通。

所以只剩下同截面电缆高载流的情况。然而高载流，带来的是电缆快速升温。如果能够“控制升温”，就可以解决了问题。产生的热量如果可以及时带走，就可以“控制温度升高”，而且带走热量，要从电缆的内部带走。因为电缆“失效”就是因为内部的绝缘被老化。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种液冷石油钻井平台顶驱电缆。

根据本实用新型提供的一种液冷石油钻井平台顶驱电缆，包括：液冷降温主线芯、接地辅线芯、防摩擦钢丝绳加强组件以及外护套；

所述液冷降温主线芯和所述接地辅线芯排列绞合成顶驱电缆缆芯，所述顶驱电缆缆芯内侧设置所述防摩擦钢丝绳加强组件，所述缆芯外侧设置所述外护套。

优选地，所述液冷降温主线芯包括：第一缆芯、主导体裸铜丝束绞股线以及第一绝缘层；

所述主导体裸铜丝束绞股线所在环形层内部设置所述第一缆芯，外部设置所述第一绝缘层。

优选地，所述第一缆芯包括：裸铜质链锁式油路、加捻芳纶绳、裸铜丝束绞股线以及软质铜箔带；

所述裸铜质链锁式油路和所述裸铜丝束绞股线绞合成缆，所述裸铜质链锁式油路和所述裸铜丝束绞股线绞合后环形层的内部设置所述加捻芳纶绳，外部缠绕所述软质铜箔带。

优选地，所述第一绝缘层和所述主导体裸铜丝束绞股线之间设置硬质PP膜。

优选地，所述第一绝缘层包括：第一内绝缘和第一外绝缘；

所述第一内绝缘位于所述第一外绝缘内侧。

优选地，所述接地辅线芯包括：绞制裸铜导体和第二绝缘层；

所述制裸铜导***于所述第二绝缘层内部。

优选地，所述第二绝缘层包括：第二内绝缘和第二外绝缘；

所述第二内绝缘位于所述第二外绝缘内侧。

优选地，所述液冷降温主线芯和所述接地辅线芯设置多个，多个所述液冷降温主线芯和所述接地辅线芯按圆形间隔排布。

优选地，所述裸铜质链锁式油路连接冷油泵，所述裸铜质链锁式油路液态循环采用单根导体闭环循环。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、顶驱电缆通过裸铜质链锁式油路内部液体循环制冷，提高电缆的载流能力，使该顶驱移动电缆的电能输送功率能力提升一倍，而且不改变原有的电压、电机等使用条件。

2、液态循环采用单根导体闭环循环，避免了不同导体间存在跨电压循环带来的安全隐患，便于安装操作。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为顶驱电缆截面示意图；

图2为液冷降温主线芯截面示意图；

图3为接地辅线芯截面示意图；

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

常规管路随着弯曲移动，金属管体材料会产生不可回复的形变(或者叫做疲劳形变)从而导致高压冷却液体的泄露，产生事故。锁链式油管在弯曲移动过程中，靠的是不同管件间的相对位移发生改变实现的，关闭材料本身不产生疲劳形变。故而可以正常实现弯曲移动。本实施例把裸铜质链锁式油路11置于液冷降温主线芯1导体内部，克服了常规管路不能弯曲移动、无管路导体不能“强制散热”的双重难题。让该顶驱电缆在工作移动过程中可以控制电缆自身的温度，从而使石油平台电缆可以在长时间连续高载流工况下延长使用寿命，提高本移动电缆的电力输送能力。

一根电缆导体里面，存在两根以上的链锁式油管，冷却液体可以在同一根电缆导体里面，实现进出循环，裸铜质链锁式油路11是由链锁式油管布局与导体内，具备液体循环的结构，液态循环采用单根导体闭环循环，避免了不同导体间存在跨电压循环带来的安全隐患。在顶驱电缆导体内部加入裸铜质链锁式油路11，外加冷油泵***，可以使电缆在频繁移动弯曲使用中，电缆导体内部有常温的液体油通过，于是带走了电缆工作中因客观存在的电阻产生的过多热量，“控制”了电缆的工作温度。由于控制动力综合箱体内的电缆主要是单芯大截面的电缆，因此本申请在此领域有广阔的应用前景。

具体地，如图1所示，本实施例包括：液冷降温主线芯1、接地辅线芯2、防摩擦钢丝绳加强组件3以及外护套4；液冷降温主线芯1和接地辅线芯2排列绞合成顶驱电缆缆芯，顶驱电缆缆芯内侧设置防摩擦钢丝绳加强组件3，缆芯外侧设置外护套4。

在一种实施方式中，液冷降温主线芯1和接地辅线芯2各设置3个，3组液冷降温主线芯1和接地辅线芯2按圆形间隔排布后绞合成顶驱电缆缆芯。

如图2所示，液冷降温主线芯1包括：第一缆芯、主导体裸铜丝束绞股线15以及第一绝缘层；主导体裸铜丝束绞股线15所在环形层内部设置第一缆芯，外部设置第一绝缘层。第一缆芯包括：裸铜质链锁式油路11、加捻芳纶绳12、裸铜丝束绞股线13以及软质铜箔带14；裸铜质链锁式油路11和裸铜丝束绞股线13绞合成缆，裸铜质链锁式油路11和裸铜丝束绞股线13绞合后环形层的内部设置加捻芳纶绳12，外部缠绕软质铜箔带14。裸铜质链锁式油路11液态循环采用单根导体闭环循环。第一绝缘层和主导体裸铜丝束绞股线15之间设置硬质PP膜16。第一绝缘层包括：第一内绝缘17和第一外绝缘18；第一内绝缘17位于第一外绝缘18内侧。

如图3所示，接地辅线芯2包括：绞制裸铜导体21和第二绝缘层；制裸铜导体21位于第二绝缘层内部。第二绝缘层包括：第二内绝缘22和第二外绝缘23；第二内绝缘22位于第二外绝缘23内侧。

本实施例的具体制作步骤：

步骤1，制作裸铜质链锁式油路11，将4芯裸铜质链锁式油路11与裸铜丝束绞股线13绞合成缆，将绞合后的第一缆芯置于液冷降温主线芯1的内部中心，制作液冷降温主线芯1；运用挤塑工艺分别挤上第一内绝缘17和第一外绝缘18；

步骤2，制作绞制裸铜导体21，挤制第二内绝缘22和第二外绝缘23，制作接地辅线芯2；

步骤3，把步骤1和步骤2的液冷降温主线芯1和接地辅线芯2按照3组间隔排布的结构进行排列绞合成顶驱电缆缆芯，顶驱电缆缆芯中心加入防摩擦钢丝绳加强组件3后，为绞制好的顶驱电缆缆芯挤外护套4。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于，包括：液冷降温主线芯(1)、接地辅线芯(2)、防摩擦钢丝绳加强组件(3)以及外护套(4)；

所述液冷降温主线芯(1)和所述接地辅线芯(2)排列绞合成顶驱电缆缆芯，所述顶驱电缆缆芯内侧设置所述防摩擦钢丝绳加强组件(3)，所述缆芯外侧设置所述外护套(4)。

2.根据权利要求1所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于，所述液冷降温主线芯(1)包括：第一缆芯、主导体裸铜丝束绞股线(15)以及第一绝缘层；

所述主导体裸铜丝束绞股线(15)所在环形层内部设置所述第一缆芯，外部设置所述第一绝缘层。

3.根据权利要求2所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于，所述第一缆芯包括：裸铜质链锁式油路(11)、加捻芳纶绳(12)、裸铜丝束绞股线(13)以及软质铜箔带(14)；

所述裸铜质链锁式油路(11)和所述裸铜丝束绞股线(13)绞合成缆，所述裸铜质链锁式油路(11)和所述裸铜丝束绞股线(13)绞合后环形层的内部设置所述加捻芳纶绳(12)，外部缠绕所述软质铜箔带(14)。

4.根据权利要求2所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于：所述第一绝缘层和所述主导体裸铜丝束绞股线(15)之间设置硬质PP膜(16)。

5.根据权利要求2所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于，所述第一绝缘层包括：第一内绝缘(17)和第一外绝缘(18)；

所述第一内绝缘(17)位于所述第一外绝缘(18)内侧。

6.根据权利要求1所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于，所述接地辅线芯(2)包括：绞制裸铜导体(21)和第二绝缘层；

所述制裸铜导体(21)位于所述第二绝缘层内部。

7.根据权利要求6所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于，所述第二绝缘层包括：第二内绝缘(22)和第二外绝缘(23)；

所述第二内绝缘(22)位于所述第二外绝缘(23)内侧。

8.根据权利要求1所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于：所述液冷降温主线芯(1)和所述接地辅线芯(2)设置多个，多个所述液冷降温主线芯(1)和所述接地辅线芯(2)按圆形间隔排布。

9.根据权利要求3所述液冷石油钻井平台顶驱电缆，其特征在于：所述裸铜质链锁式油路(11)连接冷油泵，所述裸铜质链锁式油路(11)液态循环采用单根导体闭环循环。