油井加热信号电缆.pdf

油井加热信号电缆属工业领域的电器产品，主要用于石油地质勘探中各种稠油井、采油、监测和修井作业等。解决油气井在采油、采气、监测、修井工中的专用电缆；它采用使绝缘层厚度增加，线芯截面积增大，并采用棉线填充外绕包屏蔽层构成，其特征是在绕包屏蔽层7之外装配内层铠装钢丝2与外层铠装钢丝1，在导电电体6绕包屏蔽层7之内与导电导体6、信号线导体8之间的空隙、填充涤棉线4构成。本发明主要优点是解决和防止信号失真和衰减问题，提高采油、测井、修井等工作效率和工作信号的准确性，提高稠油产量，减少劳动强度和工作量。降低了采油、测井、修井等成本。

1.  油井加热信号电缆，采用绝缘层厚度增加，线芯截面积增大，其特征是在绕包屏蔽层(7)之外装配内层铠装钢丝(2)与外层铠装钢丝(1)，在绕包屏蔽层(7)之内分别安装有3根以上导电导体(6)与信号线导体(8)，在导电导体(6)绕包导电线芯绝缘体(5)，信号线导体(8)绕包信号线绝缘体(3)，在绕包屏蔽层(7)之内与导电导体(6)，信号线导体(8)之间的空隙填充绦棉线(4)构成。

油井加热信号电缆
一、技术领域：油井加热信号电缆属工业领域的电器产品，主要用于石油地质勘探中各种稠油井的测井、采油、监测和修井作业，也可用于海洋调查、河流、港湾、水文水利测量监控、煤炭地质勘探、地热监测等。
二、技术背景：在石油工业方面油井加热信号电缆是一种通电后靠电缆自身发热的电缆，并能将油、气井的温度、稠油粘度等通过电缆上的信号线传输到地面，现场作业人员通过信号，调节施加在油、气井加热电缆上的供电电压和供电电流发热量。目前我国石油地质勘探系统中用于油、气井加热作业工作中没有专用的加热电缆，只是利用测井电缆进行代用，而测井电缆一般芯数较多，性质上属于传输信号所专用电缆，单线截面积较小，同时为了使电场分布均衡而需要增加屏蔽层，导致绝缘层制作都比较薄。而油、气井测量过程中给稠油层加温，则需根据现场作业条件需要和井下环境要求施加来电压和电流，波动范围较大，尤其是初期加热升温，为了提高工作效率，尽快达到采油、测量工作环境和条件，一般施加的电压比较高、电流比较大，同时因为采油、测量过程中为了克服的衰减和供电电压的衰减，要求在作业过程中较长时间保持高电压和强电流，这样时常导致在使用过程中出现其代用的测井电缆被击穿、断线等现象，给稠油采油、监测、修井作业带来很多的困难。为此，我国稠油采油、测井、修井行业普遍采用多根线芯拧在一起使用，以克服线芯载流量小和容易被击穿和断线芯现象的发生，但是多根线芯拧在一起在使用上的弊端一是接线困难，二是如果接点处理不好就会出现放电现象，三是无信号测量线，导致只能凭经验进行控制电缆的加热情况，另外由于绝缘层的问题仍然没有解决，击穿现象还需要时常出现。因此原稠油井加热、测进、修井电缆已不能满足加热器加热需要，迫切需要一种新型适用的专用加热信号电缆。
三、发明内容：根据上述存在的问题本发明的目的是提供一种油井加热信号电缆，解决我国油、气井在采油、采气、监测、修井工中内专用电缆的现状，重点放在解决线芯截面积和绝缘厚度以及无传输信号线的问题上进行研制。因为在稠油井作业中使用环境一般都是既定的，故此类电缆在外径、圆整度、抗拉强度等方面的要求与其他测井电缆等同，因此电缆地钢丝根数不能减少，外径不能增大，同时为了保证电缆的信号衰减保持在0-1V之间，供电电压衰减≤20％。这样只能考虑重新设计内部结构，同时新的设计结构线芯根数必须满足测井、修井作业要求，既能施加电压加热，又能传输信号。利用电缆的外层钢丝可以作为回路，因此可将电缆的线芯根数减少截面积增加，同时，因为此类作业过程中对于加热电流电压线芯与信号线芯之间的电场平衡要求不严格，为此也可以考虑将屏蔽层去掉，绝缘层加大。在制作方面，此类电缆线芯生产时线芯绝缘外径较大，电缆成缆后线芯间的缝隙较大，无法保证电缆的圆整度和顺利进行钢丝铠装，而如果采用挤包护套的办法，则可能出现应力集中后不能释放，线芯容易击穿，经过试制和试验选择了采用多股绞合的涤棉线进行填充，填充园整后，外包具有屏蔽性的绕包材料，绕包后电缆线芯符合设计结构要求，外层再采用高碳钢镀锌钢丝进行双层铠装，保证了电缆的抗拉强度和圆整度，成品电缆外径保持与普通测井电缆等同。在产品结构上由内外铠层绕包屏蔽层实现该结构的过程如下：涤棉填充层导电导体和信号导体外面分别挤包绝缘体，导电导体导电绝缘体信号导体和信号线芯绝缘体组成，形成导电和信号线芯，然后在导电线芯和信号线芯之间填充涤棉线外面绕包屏蔽层，最后在线芯外用正、反向钢丝铠装形成电缆成品。
本发明的  有益效果是：有此专用电缆解决和防止止了信号失真和衰减问题，可以提高采油、测井、修井工作效率和工作信号的准确性，比代用电缆寿命提高3-5倍，提高了稠油产量，减少了作业人员的劳动强度和工作量，降低了采油、测井、修井成本。
四、附图说明：如图是本发明的结构示意图
图中1、外层铠装钢丝  2、内层铠装钢丝  3、信号线绝缘体  4、填充涤棉线  5、导电线芯绝缘体  6、导电导体  7、绕包屏蔽层  8、信号线导体
五、实施方式：由图可知，在绕包屏蔽层7之外安装配内层铠装钢丝2与外层铠装钢丝1，在绕包屏蔽层7之内分别安装有2至3根以上导电导体6信号线导体8，在导电导体6绕包导电线芯绝缘体5，信号线导体8绕包信号线绝缘体3；在绕包屏蔽层7之内与导电导体6、信号线导体8之间的空隙，填充涤棉线4构成。本发明的内部设制采用使绝缘层厚度增加，线芯截面积扩大，供电电压衰减小，从而满足测井，修井作业时高电压和强电流的要求；并采用涤棉线填充，外绕包屏蔽层、既可防止和减少转输信号衰减，又保证其园整度和外径不超标；在实施中，可针对采油、测井、修井等特性相应改变设制、仍可保持测井电缆所具备的园整度和抗拉强度等需求。