带护套的扭矩平衡的机电电缆制造技术

提供了一种耐挤压和扭矩平衡的机电电缆以及用于制造耐挤压和扭矩平衡的机电电缆的方法。该电缆可包括具有由第一护套层围绕的导体的芯，围绕第一护套层的第二护套层，围绕第二护套层的第一铠装层，围绕第一铠装层的第三护套层，围绕第三护套层的第二铠装层，以及围绕第二铠装层的第四护套层。第一铠装层可被构造为多个线并被部分地压入到所述第二护套层中。第二铠装层可由多个三线股和/或单个线构造而成并且被部分地压入到第三护套层中。三线股可以是对称的或不对称的并且可以是压紧的或非压紧的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机电电缆，特别地扭矩平衡的、耐挤压的和带护套的并且具有特殊的用途的用于在抽取地下自然资源时供给电力到井下设备的机电电缆。
技术介绍
机电电缆通常用来提供电力到油气工业以及许多的其他地下活动中的井下设备。这类井下或下井应用通常具有需要任何入口的密封的所述升高的压力。因而，机电电缆到井的入口必须被密封。此外，当电缆下降到井中时，连续的密封必须被维持。用于维持电缆入口的密封的现有和通常的方法是要包装(pack)与油脂的界面。油脂是对与其接触的周围环境具有不利影响的石油产品。另外，当电缆在它从油或气井引入和移除期间被收回并且重新缠绕时难以将油脂从机电电缆的外表面移除。对于这样的机电电缆还有利的是要耐压的以使得密封的完整性在使用期间被维持。该耐挤压性在机电电缆包括光学纤维数据线也是特别地有利的，其在工业中是常用的。另外，井下油气井可通常延伸数千英尺，由此需要机电电缆能够适当地发挥作用同时延伸这样的距离。因此，存在对不需要或很少需要用于井下或下井应用的油脂的机电电缆的需求。另外，存在对耐挤压的机电电缆的需求，以使得所述截面保持一致以维持油脂较少的密封并保护可结合到电缆中的光学纤维数据线的完整性。另外，因为机电电缆可延伸数千英尺到油或气井中，在现有技术中存在对抗扭矩构造的需要，允许增加的电缆长度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种适合用于地下环境尤其地用于井下应用的机电电缆。本专利技术的另一个目的是要提供一种机电电缆，该机电电缆与密封的电缆入口结合可被用于井下应用，使用很少的油脂或不使用油脂同时保持密封入口的完整性。本专利技术的另一个目的是要提供一种合适的机电电缆，该机电电缆是耐挤压的以保持密封入口在井下应用的完整性并且保护结合到该电缆中的光学纤维线路。本专利技术的另一个目的是要提供一种机电电缆，该机电电缆是扭矩平衡的以允许在地下井下应用中通常要求的延伸的电缆长度。本专利技术通常涉及一种扭矩平衡的机电电缆，其包括由多个护套层和铠装层围绕的电缆芯。护套层和铠装层的布置和构造便于电缆中的扭矩平衡和耐挤压特性的建立。根据本专利技术的一个实施例，电缆芯包括由由塑料或类似的线涂覆材料制成的第一护套层围绕的导体。该导体可以是单个线或多个成股线。挤压在电缆芯之上的可以是由塑料或类似的涂覆材料制成的第二护套层。多个线围绕第二护套层缠绕以形成具有指定的捻(lay)方向的第一铠装层。线被部分地压入到第二护套层中，建立第二护套层和第一铠装层之间的更好的结合并且移除第一铠装层的线之间的空隙空间。第一铠装层能因此由第三护套层围绕。第三护套层可以是挤压的塑料或类似的涂覆材料并且可填充存在于第一铠装层的外部上的任何空隙以允许这些层之间的更好的粘附。第二铠装层，具有指定的捻方向，可形成为围绕所述第三护套层。在本专利技术的一个实施例中，第二铠装层包括围绕第三护套层圆周地分开的多个3-线股。在另一个实施例中，第二铠装层包括围绕第三护套层圆周地分开的多个单个线。在又一个实施例中，3-线股和单个线的组合用来构造所述第二铠装层。第二铠装层可以以与第一铠装层的捻方向相反的捻方向围绕所述第三护套层缠绕以实现机电电缆的更大的扭矩平衡。第二铠装层能因此由包括塑料或类似的涂覆材料的第四护套层围绕以完成扭矩平衡的机电电缆。第四护套层被挤压在第二铠装层之上并且围绕所述线和/或线股，填充第二铠装层的线和/或线股之间的任何空隙空间。附图说明本专利技术的其它方面和优点将从以下优选实施例的详细描述和附图是显而易见的。在附图中，其形成说明书的一部分并且要与其结合阅读，其中在各个视图中相同的附图标记用来指示相同或相似的部件：图1是根据本专利技术的一个实施例的具有带交替的对称和不对称的3-线股的铠装层的机电电缆的示意性截面图；图2是根据本专利技术的另一个实施例的具有带Z形的线的铠装层的机电电缆的示意性截面图；图3是根据本专利技术的另一个实施例的具有带梯形的线的铠装层的机电电缆的示意性截面图；图4是根据本专利技术的另一个实施例的具有带对称的3-线股的铠装层的机电电缆的示意性截面图；图5是根据本专利技术的另一个实施例的具有带单个线的铠装层的机电电缆的示意性截面图；图6是根据本专利技术的另一个实施例的具有替代的电缆芯设计的机电电缆的示意性截面图；图6A是示出电缆芯的、图6的机电电缆的示意性截面图；图7是根据本专利技术的另一个实施例的具有替代的实施例的机电电缆的示意性截面图；图7A是示出电缆芯的、图7的机电电缆的示意性截面图；以及图8是根据本专利技术的另一个实施例的具有带H形的线的铠装层的机电电缆的示意性截面图。具体实施方式现在将参照附图描述本专利技术，其中相同的附图标记在整个附图中指的是相同的部件。为了在示出本专利技术的特征时的清楚的目的，元件的比例关系不必总维持在附图中。以下的本专利技术的详细描述参照其中可实施本专利技术的具体实施例。这些实施例用来以足够详细的方式描述本专利技术以能使本领域内的技术人员实施本专利技术。其他的实施例可被采用并且在没有背离本专利技术的范围的情况下进行改变。本专利技术由所附的权利要求限定，因此所述说明书不应当被理解为限制的意义并且不应当限制这样的权利要求所拥有权利的等同物的范围。本专利技术通常致力于一种如在整个附图中的各个实施例中示出的扭矩平衡的机电电缆10。机电电缆10可包括电缆芯12和一个或更多个护套层和/或铠装层，如在下面更详细地描述的。如在图1中所示的，电缆芯12可包括芯导体14，包括至少一个导体线16，和第一护套层18。如在图1中所示的，芯导体14包括单个导体线16。替代地，如在图2中所示的，芯导体14包括多个导体线16。在又一个替代实施例中，电缆芯12可包括多个芯导体14，如在图6和6A中所示的，每个包括至少一个导体线16，如在下面更详细地描述的。导体14还可以是金属管中的纤维(“FIMT”)，铜导体或用于信号和/或电力传送的其它适合的导体。导体14的直径可根据机电电缆10的预期的应用变化。在图4中示出的实施例中，导体线16每个具有如通常在现有技术中使用的大约0.0142英寸(0.0361厘米)的直径，以使得导体14具有大约0.071英寸(0.180厘米)的直径。然而，用于导体线16和导体14的更大和更小的直径被认为在本专利技术的范围内。如在图6A中所示的，导体芯12可具有多个导体100。每个导体100包括具有导电特性的多个线102，例如铜线，其由绝缘体护套104围绕。绝缘体护套104可由若干不同材料或材料组合构造而成，包括而不限于乙烯基四氟乙烯(“ETFE”)，聚四氟乙烯(“PTFE”)，由制作的ePTFE带，全氟烷氧基树脂(“PFA”)，氟化乙丙烯(“FEP”)，或现在已知的或以后研发的任何绝缘材料。在图6和6A中示出的实施例中，每个导体100包括七个(7)线102，其中六个(6)线102围绕中心线102c缠绕。每个导体100还可以以类似于下面参照图7A所述的方式被压紧。多个导体100可在导体芯12内取向。在这样的实施例中，六个(6)导体100围绕中心线100c成螺旋形地缠绕。然而，本领域内的技术人员将认识到，其他通常数量的多个导体100可被使用。导体芯12经常包括在从1-10的范围内的导体数目，其取决于井下要求和所需要的电缆的总直径。然而，任何数量的导体在本专利技术的范围内。如图7和7A中所示的，导体芯12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电电缆，包括：芯，该芯包括至少一个导体和围绕所述至少一个导体的第一护套层；围绕所述芯的第二护套层；围绕所述第二护套层的第一铠装层，所述第一铠装层包括多个线，该多个线围绕所述第二护套层缠绕并被压缩以使所述第二护套层具有凹口；围绕所述第一铠装层的第三护套层，所述第三护套层基本上围绕所述第一铠装层的所述线；围绕所述第三护套层的第二铠装层；以及围绕所述第二铠装层的第四护套层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 US 62/005,6861.一种机电电缆，包括：芯，该芯包括至少一个导体和围绕所述至少一个导体的第一护套层；围绕所述芯的第二护套层；围绕所述第二护套层的第一铠装层，所述第一铠装层包括多个线，该多个线围绕所述第二护套层缠绕并被压缩以使所述第二护套层具有凹口；围绕所述第一铠装层的第三护套层，所述第三护套层基本上围绕所述第一铠装层的所述线；围绕所述第三护套层的第二铠装层；以及围绕所述第二铠装层的第四护套层。2.如权利要求1所述的机电电缆，其中所述第二铠装层包括围绕所述第三护套层缠绕的多个3-线股。3.如权利要求1所述的机电电缆，其中所述第二铠装层包括围绕所述第三护套层缠绕的多个单个线。4.如权利要求2所述的机电电缆，其中所述多个3-线股中的至少一个被压紧。5.如权利要求2所述的机电电缆，其中所述多个3-线股包括交替布置的对称的3-线股和不对称的3-线股。6.如权利要求5所述的机电电缆，其中所述不对称的3-线股包括具有第一直径的两个线以及包含第二直径的一个线，其中所述第一直径小于所述第二直径。7.如权利要求1所述的机电电缆，其中所述第一铠装层以第一捻方向围绕所述第二护套层缠绕以及所述第二铠装层以第二捻方向围绕所述第三护套层缠绕，以及其中所述第一捻方向与所述第二捻方向是相反的。8.如权利要求1所述的机电电缆，其中所述第一铠装层包括圆形的线。9.如权利要求1所述的机电电缆，其中所述第一铠装层包括梯形的线。10.如权利要求1所述的机电电缆，其中所述第一铠装层包括Z形的线。11.如权利要求1所述的机电电缆，其中所述第一铠装层包括H形的线。12.一种机电电缆，包括：包括多个导体线的芯导体；围绕所述芯导体的第一护套层；围绕所述第一护套层的第二护套层；第一铠装层，该第一铠装层包括以第一捻方向围绕所述第二护套层缠绕并且被压缩以使所述第二护套层具有凹口的多个线；围绕所述第一铠装层的第三护套层；第二铠装层，该第二铠装层包括以第二捻方向围绕所述第三护套层缠绕并且被压缩以使所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：B普尔拉迪安，E福鲁泽什，K鲍兰德，
申请(专利权)人：威尔科世界集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US