专利名称：钻井通信电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及在钻井(downhole well)中用于在超过电缆组件中的含氟聚合物的工作温度的温度下操作的通信电缆，并涉及此类含氟聚合物在处于此类温度条件下的钻井中的使用。
背景技术：
钻井取决于钻井的位置和深度在越来越高的温度下操作，所述钻井用于烃流体如得自地层的油和/或天然气的回收或用于捕集在地层中存在的由含水流体驱动的热能。随着深钻，在或靠近井的底部，即邻近井的底部，至少280°C的温度是常见的。
通信电缆被插入这些钻井中以用于在地层表面的控制单元和向下钻孔工具之间传送信号，如记录传感器，或电驱动井下操作，如钻孔。电缆包括聚合物组分，如作为电绝缘体或在光缆的情况下作为围绕所述光纤的保护材料，即夹套和/或定位在光纤和夹套之间的填充材料。向下钻孔工具自身可包括聚合物组分作为密封材料以阻止井下流体侵入工具，一个或多个用于电导体的绝缘体或围绕所述光纤的保护材料中。
由于井被钻进地层越来越深，就邻近井的底部耐受越来越高的温度的能力而言，聚合物组分在电缆中是薄弱环节。美国专利5，894，104公开了在其下端处具有测井探头的纤细电缆，所述电缆包括聚合物绝缘体，如PFA、FEP和TEFZEL%并且所述探头包括弹性体或PEEK(聚醚醚酮)的密封件。PFA为四氟乙烯(TFE)/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物，FEP为TFE/六氟丙烯共聚物，并且TEFZELbS TFE/乙烯共聚物(ETFE)。美国专利7，235，743在图5中公开了井筒电缆，其包含多个聚合物组分，围绕电导体的绞线的电绝缘体506，可被耐压缩聚合物围绕的耐压缩填料棒508，具有聚合物涂层的形成电缆的外部的铠装导线516和518，围绕绝缘导体和填 料棒的组装件的夹套514，以及填充介于绝缘导线、填料棒和夹套之间的空间的填充材料510。PFA、FEP和ETFE是所公开的可用于电缆中的许多此类应用的聚合物。这些含氟聚合物如通常获得的那样具有下列温度特性*:
权利要求
1.在其内温度可为280°c或更高的钻井中，定位在所述井内的通信电缆， 所述电缆的至少一部分因此暴露于所述温度下， 所述电缆包含作为其组件的组合物，所述组合物包含可熔融加工成形的四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物和可熔融流动的聚四氟乙烯，所述全氟烷基包含1-5个碳原子，所述聚四氟乙烯自身不具有拉伸强度并且以有效量存在于所述组合物中，该有效量使得所述组件能够耐受所述温度。
2.在权利要求1所述的钻井中，其中所述耐受所述温度包括所述组件暴露于所述温度下至少一周。
3.在权利要求1所述的钻井中，其中所述通信电缆包括至少一个电导体和围绕所述导体的电绝缘体，并且所述组件包括所述绝缘体。
4.在权利要求1所述的钻井中，其中所述通信电缆包括至少一根光纤和围绕所述光纤的保护材料，并且所述组件包括所述保护材料。
5.在权利要求1所述的钻井中，其中所述通信电缆具有下端和定位在所述下端处的传感器，所述传感器包括至少一个电导体或至少一根光纤和用于保护所述电导体或光纤的外壳，所述组件包括将所述外壳的内部与所述井和/或用于所述电导体的绝缘体或用于所述光纤的保护材料隔离的密封件。
6.在权利要求1所述 的钻井中，其中所述通信电缆是电力电缆，并且所述组件包括用于所述电力电缆的电绝缘体。
7.在权利要求8所述的钻井中，其中所述电力电缆包括承载元件。
8.在权利要求1所述的钻井中，其中所述温度形成所述井的最热区域，并且所述电缆的一部分处于所述最热区域中。
9.在权利要求1所述的钻井中，所述钻井具有井口，其中所述井包括定位在所述井内并具有底部开口的管道，其用于将烃或蒸汽从地层输送到所述井口。
10.在权利要求9所述的钻井中，其中所述电缆定位在所述管道内或邻近所述管道定位。
11.在权利要求1所述的钻井中，其中所述通信电缆具有下端并且包括定位在所述下端处的马达，所述马达具有绕组，所述组件包括用于所述绕组的绝缘体。
12.钻井通信电缆，包括至少一个分别被电绝缘体或保护材料围绕的电导体或光纤，所述绝缘体或保护材料包含组合物，所述组合物包含可熔融加工成形的四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物和可熔融流动的聚四氟乙烯，所述全氟烷基包含1-5个碳原子，所述聚四氟乙烯自身不具有拉伸强度并且以有效量存在于所述组合物中，该有效量使得所述绝缘体和保护材料能够耐受暴露于所述钻井内至少280°C的温度。
13.作为电力电缆的权利要求12所述的钻井通信电缆，包括所述至少一个电导体、围绕所述导体的电绝缘体、和固定到所述绝缘体的承载元件。
14.权利要求13所述的电力电缆，其中所述耐受暴露于至少280°C的温度的特征在于，在暴露至少I周后所述组件的所述组合物保持其拉伸模量的至少90%。
15.权利要求13所述的电力电缆，其中所述导体由绞在一起的导线形成，该导线在所述导体的表面处形成空隙，并且所述绝缘体填充所述空隙。
全文摘要
提供通信电缆用于钻井中，其中所述电缆将暴露于至少280℃的温度，所述电缆包含作为其组件的组合物，所述组合物包含可熔融加工成形的四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物和可熔融流动的聚四氟乙烯，所述聚四氟乙烯自身不具有拉伸性能并且以有效量存在于所述组合物中，该有效量使得所述组件能够耐受该温度，电缆组件暴露于高温有效地热转变固态的组合物，从而获得外延共结晶。
文档编号H01B7/29GK103209937SQ201180038578
公开日2013年7月17日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月6日
发明者J.拉希贾尼 申请人:纳幕尔杜邦公司