一种预置电缆连续复合管的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于机械采油技术领域，具体提供了一种预置电缆连续复合管，其特征在于：包括保护层，加强层，抗拉层，电缆，钢丝绳；所述保护层、加强层和抗拉层由外到内依次设置，所述钢丝绳和电缆均分布在加强层外侧，并位于保护层内，所述的钢丝绳和电缆至少为3股或3股以上，钢丝绳和电缆间隔均匀分布；所述保护层材质为乙丙橡胶；所述加强层材质为玻璃丝；所述抗拉层为超高分子量聚乙烯材料，其分子量为200万～500万。该实用新型使用非金属管作为液体输入通道，并在管壁中内嵌预置电缆，从而大幅度降低施工作业量，降低施工人员劳动强度，提高管柱的防腐能力，延长正常生产时间，简化生产管柱结构。
【专利说明】
一种预置电缆连续复合管
技术领域
[0001]本实用新型属于机械采油技术领域，具体涉及一种预置电缆连续复合管。
【背景技术】
[0002]目前，用于井下采油装置主要是通过金属油管作为通道，把液体输送至地面，然而，金属油管作业时需要单根连接，施工作业量较大，人员作业强度大，施工周期较长;同时金属油管在井下工作时易受到井下液体的腐蚀作用，使用时间会因此而缩短。
[0003]国内目前公布了一些柔性复合管专利可克服金属管的上述不足，如中国专利CN202176838U公开了一种石油天然气工业用非金属柔性复合高压输送管，包括尼龙芯，尼龙芯外壁包覆有钢丝缠绕增强层和防护层，所述的尼龙芯内设置有由正反式折叠钢板咬合卷制而成的伸缩管。该非金属柔性复合高压输送管用于地面集输，其耐内压力能力较好，但是不能承受过大的拉力，无法在井下使用。
[0004]中国专利CN102889437A公布了一种柔性复合油管，包括用于输送介质的高分子内管层，设置于所述高分子内管层外侧的高分子外管层，设置于所述高分子内管层外壁上用于抵抗内压的抗压层，以及设置于所述高分子外管层的内壁上用于抵抗外界拉力的抗拉层。该柔性复合油管可用于井下，而且此柔性复合油管可以连续加工，其长度不受加工限制，避免多根柔性复合油管之间相互连接的操作，但是并未说明其应用范围及使用能力，常规抽油机生产是不能正常使用的。
[0005]中国专利CN202531035U公开了一种柔性复合油管注水管柱，注水井口设备通过螺纹连接本管柱提升短节，提升短节下端通过螺纹连接上转换接头，上转换接头下端通过防脱环和外锁装置连接柔性复合油管，柔性复合油管下端通过防脱环和外锁装置连接下转换接头，下转换接头下端螺纹连接加重油管，加重油管下端连接斜尖。该管柱的柔性复合油管具有较强的防腐性能，能够较好的解决回注井金属油管腐蚀的问题，延长管柱使用寿命，但是未涉及到油井生产管柱。
[0006]另外，对于用于直井、定向井、水平井中需要电缆为井下机组提供液体举升动力的无杆采油装置在井下作业施工过程中，需要将电缆与油管同步起下，增加了油井作业流程。
[0007]现有技术的柔性复合管主要集中在地面集输，涉及到油井井下应用的较少，且均未涉及到内嵌预置电缆。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是克服现有柔性复合管不能用于井下采油装置，且不能解决电缆安置的问题。
[0009]为此，本实用新型提供了一种预置电缆连续复合管，其特征在于:包括保护层，加强层，抗拉层，电缆，钢丝绳;所述保护层、加强层和抗拉层由外到内依次设置，所述钢丝绳和电缆均分布在加强层外侧，并位于保护层内，所述的钢丝绳和电缆至少为3股或3股以上，钢丝绳和电缆间隔均匀分布;所述保护层材质为乙丙橡胶;所述加强层材质为玻璃丝;所述抗拉层为超高分子量聚乙烯材料，其分子量为200万?500万。
[0010]所述的钢丝绳和电缆均紧贴加强层一侧设置。
[0011]所述的加强层为丝网结构。
[0012]所述的钢丝绳为3股，电缆为6股，相邻的两个钢丝绳中间设置有2股电缆。
[0013]所述电缆的导电线芯为铜芯，其周围由内到外包覆有绝缘层和防护层。
[0014]所述绝缘层材质为塑料或PVC，防护层材质为橡胶。
[0015]本实用新型的有益效果:
[0016](I)本实用新型的预置电缆复合管具有非金属柔性管的柔韧性好、耐腐蚀性强、导热系数低等特点，能有效解决现有井下采油装置中金属油管易腐蚀的问题。
[0017](2)本实用新型的预置电缆复合管不仅能够连接加工并能保证抗拉、抗内压强度要求，而且该预置电缆复合管采用预置电缆的方式使得电缆的机械保护性能和绝缘性能都得到有效提升，延长有效管柱井下工作寿命。
[0018](3)本实用新型的预置电缆复合管应用于采油装置与常规作业方式比较，作业成本低、作业效率高、无泄漏、使用井身结构范围广，特别是配合目前的无杆采油技术，能够进一步降低采油、作业成本。
[0019]以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型预置电缆连续复合管的结构示意图。
[0021]图2是本实用新型用于采油装置的结构示意图
[0022]附图标记说明:1、保护层;2、加强层;3、抗拉层;4、电缆;5、钢丝绳;6、动力控制柜；7、井口悬挂器;8、预置电缆复合管;9、转换接头;10、无杆栗采油机组。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]为了克服现有采油装置中金属油管易腐蚀，使用寿命短，而现有的非金属柔性复合管不能用于井下采油装置，且不能解决电缆安置的问题，本实施例提供了一种如图1所示的预置电缆连续复合管，包括保护层I，加强层2，抗拉层3，电缆4，钢丝绳5;所述保护层1、加强层2和抗拉层3由外到内依次设置，所述钢丝绳5和电缆4均分布在加强层2外侧，并位于保护层I内，所述的钢丝绳5和电缆4至少为3股或3股以上，钢丝绳5和电缆4间隔均匀分布;所述保护层I材质为乙丙橡胶;所述加强层2材质为玻璃丝;所述抗拉层3为超高分子量聚乙烯材料，其分子量为200万?500万。
[0025]所述保护层I材质为乙丙橡胶，是预置电缆复合管最外一层护罩，对管内部所有成分进行全面保护，具有良好的耐老化性、耐腐蚀性和绝缘性。
[0026]所述加强层2材质为玻璃丝，经连续编制形成丝网结构，具有很高的拉伸强度和抗撕裂性，可大幅度提高管壁的抗内压强度，耐压强度可根据需要通过编织股数进行调整，一般可达20Mpa;可用于进一步预防机械损伤对电缆和复合管产生的伤害。
[0027]所述抗拉层3为超高分子量聚乙烯材料;该超高分子量聚乙烯的分子量为200万?500万。抗拉层3作为介质输送层，经连续挤出一次成型。聚乙烯是最普通的塑料树脂，但不能承受高温，机械强度不足，而采油用油管需要有很好的耐温性能，耐磨性能和耐应力性能，因此，普通聚乙烯显然不能满足，而超高分子量聚乙烯大大提高了交联聚乙烯的热变形性能、耐磨性能和耐化学性能，耐温可达90 0C，内径为50mm时，抗拉强度可达15t、断裂伸长率为7.6%，且表面光滑，摩擦系数小，可耐上百种化学品腐蚀，通常的酸、碱、盐、有机溶剂对超高材料都没有腐蚀。在自然光照下，其老化寿命为50年以上;在水中不膨胀，吸水率仅为尼龙的1%，满足使用要求。
[0028]该实用新型的电缆复合管采用预置电缆的方式使得电缆的机械保护性能和绝缘性能都得到有效提升，延长有效管柱井下工作寿命。
[0029]实施例2:
[0030]在实施例1的基础上，所述的钢丝绳5和电缆4均紧贴加强层2—侧设置。所述的加强层2为丝网结构。所述的钢丝绳5为3股，电缆4为6股，相邻的两个钢丝绳5中间设置有2股电缆4。所述电缆4的导电线芯为铜芯，其周围由内到外包覆有绝缘层和防护层。所述绝缘层材质为塑料或PVC，防护层材质为橡胶。
[0031]由于预置电缆复合管在使用过程中竖管运行，并吊有采油机组，这就要求在使用过程中有一定的抗拉强度，来承载本身、输送介质和井下采油机组的重量，虽然抗拉层3、加强层2采用的材料本身具有抗拉性能，但还不足以承担载荷，而且会产生较大的变形量，所以，加强层2外侧周围均匀分布设计有6股钢丝绳5来独立承担载荷，进一步提高强度，使复合管承载更大拉力，并防止复合管上产生的垂直扭矩。
[0032]实验证明，由以上复合材料制成的预置电缆复合管，最大直径能够达到50mm的需要，能够满足3000m井深要求，抗内压强度达到30MPa，抗拉强度达到300KN，耐温90°C。
[0033]本实用新型提供的这种预置电缆复合管具有非金属柔性管的柔韧性好、耐腐蚀性强、导热系数低等特点，能有效解决现有井下采油装置中金属油管易腐蚀的问题；另外，该预置电缆复合管不仅能够连接加工，并能保证抗拉、抗内压强度要求。
[0034]实施例3:
[0035]在实施例2的基础上，本实施例提供了应用该发明预置电缆复合管的无杆采油装置的实例进一步说明本实用新型的使用。
[0036]如图2所示，将井口悬挂器7下部与本实用新型的预置电缆复合管8通过硫化的工作加工连接在一起，其连接强度达到悬挂入井预置电缆复合管8的重量及井工具设备的重量，同时带有2倍以上的安全系数;将本实用新型的预置电缆复合管8下端与转换接头9采用硫化的方法加工连接在一起，转换接头9下部加工有管螺纹，与无杆栗采油机组10(井下电动工具)相连，动力控制柜6通过动力电缆与本实用新型的预置电缆复合管8中的电缆4上接头连接，电缆4下接头与无杆栗采油机组10电连接。
[0037]动力控制柜6把外部动力电源传递给预置电缆复合管8中的电缆4，电缆4再把电能传递给无杆栗采油机组10，无杆栗采油机组10利用电动力将液体举升上来，通过预置电缆复合管8输送到地面。
[0038]该实用新型的预置电缆复合管应用于采油装置与常规作业方式比较，作业成本低、作业效率高、无泄漏、使用井身结构范围广，特别是配合目前的无杆采油技术，能够进一步降低采油、作业成本。
[0039]以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种预置电缆连续复合管，其特征在于:包括保护层(I)，加强层(2)，抗拉层(3)，电缆(4)，钢丝绳(5);所述保护层(1)、加强层(2)和抗拉层(3)由外到内依次设置，所述钢丝绳(5)和电缆(4)均分布在加强层(2)外侧，并位于保护层(I)内，所述的钢丝绳(5)和电缆(4)至少为3股或3股以上，钢丝绳(5)和电缆(4)间隔均匀分布；所述保护层(I)材质为乙丙橡胶;所述加强层(2)材质为玻璃丝;所述抗拉层(3)为超高分子量聚乙烯材料，其分子量为200万?500万。2.如权利要求1所述的预置电缆连续复合管，其特征在于:所述的钢丝绳(5)和电缆(4)均紧贴加强层(2)—侧设置。3.如权利要求1所述的预置电缆连续复合管，其特征在于:所述的加强层(2)为丝网结构。4.如权利要求1所述的预置电缆连续复合管，其特征在于:所述的钢丝绳(5)为3股，电缆(4)为6股，相邻的两个钢丝绳(5)中间设置有2股电缆(4)。5.如权利要求1所述的预置电缆连续复合管，其特征在于:所述电缆(4)的导电线芯为铜芯，其周围由内到外包覆有绝缘层和防护层。6.如权利要求5所述的预置电缆连续复合管，其特征在于:所述绝缘层材质为塑料或PVC，防护层材质为橡胶。
【文档编号】H01B7/18GK205645314SQ201620308556
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】刘天宇, 李明, 甘庆明, 曾亚勤, 黄伟, 辛宏, 韩二涛, 杨海涛, 张磊
【申请人】中国石油天然气股份有限公司