在外部金属丝上具有电回路的连续结合的小直径线缆制造技术

一种小直径的连续结合的线缆以及一种制造这种线缆的方法包括：至少一个纵向延伸的内部金属构件，在加热和挤出成型步骤中，其被改性的聚合物材料连接层包围且结合到该连接层上。纵向延伸的外部金属构件与该至少一个内部金属构件径向间隔开且在加热和挤出成型步骤中被包裹在聚合物材料包覆套层中。聚合物材料使传导电能和/或数据信号的金属构件绝缘开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种小直径的连续结合的线缆以及一种制造这种线缆的方法包括：至少一个纵向延伸的内部金属构件，在加热和挤出成型步骤中，其被改性的聚合物材料连接层包围且结合到该连接层上。纵向延伸的外部金属构件与该至少一个内部金属构件径向间隔开且在加热和挤出成型步骤中被包裹在聚合物材料包覆套层中。聚合物材料使传导电能和/或数据信号的金属构件绝缘开。【专利说明】在外部金属丝上具有电回路的连续结合的小直径线缆
技术介绍
这部分说明仅仅是提供与本公开相关的背景信息而不可构成现有技术。 本公开总体涉及井场设备，例如油田地面设备、油田线缆等等。 油气勘探持续扩展进入到越来越艰难的环境中。在油田作业中使用的线缆必须能 够承受越来越高的温度和压力并且必须抵抗在井深处存在的腐蚀性材料。井下工具的创新 增加了对井下电力传输的需求。对于小直径油田线缆、例如试井钢丝也是如此。 传统试井钢丝由仅仅用于机械作业的实心圆形钢丝线缆构成。根据井条件，试井 钢丝由不同的材料制成，包括改进的高强度钢、不锈钢或者钢合金。尽管传统的试井钢丝线 缆包裹在聚合物包覆套中，但是对包覆套的损坏能够使腐蚀性材料损坏内部的金属构件。 此外，金属构件和包覆套之间的间隙能够产生使高压气体沿着线缆行进的路径，这会使线 缆遭受更严重的损坏并且具有使高压气体在井的地面处发生逃逸的可能性。 当聚合物隔绝或包裹的金属件进入和离开油井时，在金属和聚合物之间的交界面 上作用有机械力。聚合物由于发生变形有可能从金属交界面分离，这种分离发生在当这些 构件发生弯曲时、当线缆越过滑轮或者滚轮时、当线缆穿过用于压力控制的填料箱或者封 隔器时、当在聚合物和金属之间具有热膨胀系数差时、当在聚合物和金属交界面之间发生 气体迁移时、以及当执行任何类似的操作时。这些物理应力可能使聚合物包覆物从金属剥 离并且留下气体间隙。在导电体的情况下，这些气体间隙可能导致形成电晕放电。 现在仍然期望对小直径线缆线进行改进。
技术实现思路
在下面描述的实施例中，小直径线缆的全部材料彼此结合到一起并且全部的金属 材料被聚合物绝缘材料隔开。这种绝缘保护金属构件不会受到井下材料的渗透和损坏。全 部的金属构件都被用于导电。 在这种小直径的连续结合的被聚合物包覆的线缆中，金属元件可用于传导电能和 遥测信号。这种结合通过使金属通过热源、例如红外热源改变其表面特性而完成，在此之后 立即对被改性用于结合到金属的聚合物进行挤出成型。随着这些被包覆的元件在随后的制 造工序中放到一起，它们通过另一个热源使聚合物变软并且彼此结合形成圆形轮廓。一旦 由这些元件构成的线缆芯已产生，可以采用相同的过程来施加外部包覆有聚合物的金属加 强件。 本公开中讨论的实施例使用多种金属、合金、电镀层以及聚合物包覆材料，被选取 的包覆材料要考虑它们的绝缘和化学保护特性以及它们与金属的结合能力。 本公开的实施例特别是涉及一种导电的纵向延伸的线缆。该线缆包括：纵向延伸 的至少一个内部金属构件；改性的聚合物材料连接层，其包围且结合到所述至少一个内部 金属构件，以形成作为线缆芯的至少一部分的被涂覆的构件，该改性的聚合物材料被改性 以便于与所述至少一个内部金属构件结合；与所述至少一个内部金属构件径向间隔开的纵 向延伸的外部金属构件；以及聚合物材料外部包覆套层，其包围、包裹且结合到外部金属构 件，其中，连接层直接或间接地结合到外部包覆套层，以使线缆形成为连续结合的具有各自 彼此电绝缘隔开的金属构件的导电线缆。 -种制造导电的纵向延伸的线缆的方法包括：提供纵向延伸的至少一个内部金属 构件；加热所述至少一个内部金属构件的表面，以改变该表面且便于所述至少一个内部金 属构件和聚合物材料层的结合；在加热的同时，在该至少一个内部金属构件上挤出成型改 性的聚合物材料，以将改性的聚合物材料作为聚合物材料层结合到该至少一个内部金属构 件上且形成作为线缆芯的至少一部分的被涂覆的内部构件，该改性的聚合物材料被改性以 便于结合到该至少一个内部金属构件；提供与该至少一个内部金属构件径向间隔开的纵向 延伸的至少一个外部金属构件；加热该至少一个外部金属构件的表面，以改变该表面且便 于该至少一个外部金属构件和聚合物材料外部包覆套层的结合；以及在加热的同时，在该 至少一个外部金属构件上挤出成型聚合物材料，以将聚合物材料作为聚合物材料外部包覆 套层结合到该至少一个外部金属构件以及被涂覆的内部构件的聚合物材料层上且使线缆 形成为连续结合的具有各自彼此电绝缘隔开的金属构件的导电线缆。 【专利附图】【附图说明】 本公开的这些和其它特征和优点通过参照后面与附图结合考虑的详细描述而获 得更好的理解，其中： 图1A和1B为根据本公开的第一实施例的线缆构件和完成的线缆的径向剖视图以 及相邻的线缆制造设备的示意性简图； 图2为图1B所示的用于传送电能的完成的线缆的径向剖视图； 图3为根据本公开的第二实施例的线缆构件和完成的线缆的径向剖视图以及相 邻的线缆制造设备的示意性简图； 图4为根据本公开的第三实施例的线缆构件和完成的线缆的径向剖视图以及相 邻的线缆制造设备的示意性简图；以及 图5为图4所示的完成的线缆的一部分的部分剖开透视图。 【具体实施方式】 t〇〇18] 这里描述的方法用于制造和使用具有连续结合的聚合物包覆套的金属线油田线 缆构件。然而，应该理解的是，这些方法同样可以应用于其它具有结合的聚合物包覆套的金 属构件，并且用于制造和使用这些具有结合的聚合物包覆套的金属构件的方法同样位于本 公开的范围之内。 结合到金属表面被用于防止在聚合物和金属的交界面上发生聚合物和金属的脱 离，这种脱离是由于在滑轮上移动，通过用于压力控制的填料箱或封隔器产生的相互作用， 以及聚合物和金属之间的热膨胀系数差所导致的。结合到金属表面还用于防止聚合物和金 属交界面之间的气体迁移。结合技术包括通过使金属表面暴露于热源而改变金属表面使其 易于与聚合物结合，以及使用被改性以易于与这些金属结合的聚合物。通过消除金属构件 和在这些构件上被挤出成型的聚合物之间的间隙，这些实施例可以使电晕的发生极大程度 地最小化并且消除绝缘层内部用于井下气体的潜在路径。这些实施例可有利地单独用作能 为电池供电的井下工具进行遥测传输的钢丝线缆，例如用作单芯线缆或同轴线缆的实施例 的一部分，用作七芯结构线缆（hepta-configuration cable)中的导体或导体/强度元件， 以及用作其它多导体测井线缆结构，这对本领域技术人员来说都是容易想到的。 ' 用在这里描述的构件的芯处的金属丝包括：铜包钢丝；铝包钢丝；阳极氧化的错 包钢丝；钛包钢丝；20MO6HS合金；GD31MO合金；奥氏体不锈钢；高强度电镀碳钢；钛包铜； 以及本领域技术人员容易想到的其它金属。 ' 连g层聚合物可包括改性聚烯烃。当需要有利于本不结合的材料间的结合时，该 聚合物可以采用几种附着力促进剂中的一种进行改性，例如但不限于：不饱和酐（主要是 马来酐，或者5-降冰片炼-2,3-二甲酸酐（5-11〇1'13〇1116116-2,3-(^〇&1'13(^丫1；^311117(11^(16)) ; 羧酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电的纵向延伸的线缆，包括：纵向延伸的至少一个内部金属构件；改性的聚合物材料连接层，其包围且结合到所述至少一个内部金属构件，以形成作为线缆芯的至少一部分的被涂覆的构件，该改性的聚合物材料被改性以便于与所述至少一个内部金属构件结合；与所述至少一个内部金属构件径向间隔开的纵向延伸的外部金属构件；以及聚合物材料外部包覆套层，其包围、包裹且结合到外部金属构件，其中，连接层直接或间接地结合到外部包覆套层，以使线缆形成为连续结合的具有各自彼此电绝缘隔开的金属构件的导电线缆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·瓦奇，J·尤恩，S·章，B·U·阿尔廷塔斯，R·巴内加斯，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB