井下电缆制造技术

本发明专利技术涉及井下电缆。本发明专利技术涉及一种电缆，该电缆包括：至少一种被绝缘涂覆层包覆的导体，包围所述绝缘涂覆层的第一保护层，所述第一保护层至少包含一种四氟乙烯(TFE)共聚物；任选地，包围所述第一保护层的第二保护层，以及包围所述第一或第二保护层的铠甲壳。本发明专利技术还涉及该电缆在井下井中的用途。

Underground Cable

【技术实现步骤摘要】
井下电缆本申请是申请日为2013年3月25日，申请号为201380016478.7，专利技术名称为“井下电缆”的专利技术专利申请的分案申请。本申请要求于2012年3月26日提交的欧洲申请号12161230.3的优先权，出于所有的目的将该申请的全部内容通过引用结合在此。
本专利技术涉及一种包括氟聚合物保护层的电缆以及所述电缆在井下井(downholewell)的用途。
技术介绍
这些年来许多类型的电缆已经在井下井用于与位于井下环境中的测井仪器和其他设备进行通信。更具体地，电缆在石油钻井业中用于将来自钻井设备的信息和数据传输到一个位于远离该陆上或海上钻井区的位置的控制单元。电缆还用于电动井下作业，诸如钻孔。钻井是在地层钻孔并典型地用于从地层输送油和/或气体或用于在取决于在哪儿钻井以及钻多深的温度下(典型地高于200℃)回收热能。钻井作业确实涉及越来越深的井并且典型地达到高达260℃或高于260℃的温度，尤其是邻近井的底部。这些电缆中最常见的典型地被称为铠装电缆(wirelinecable)，原因是其一层或多层导线铠甲(wirearmor)(其也充当该电缆的承载构件)的夹杂。虽然铠装电缆典型地是耐久的，至少在许多环境中，但是它们不总是非常适用于某些应用。保护层典型地包围着电缆的中央芯。电缆的中央芯可以是一种电导体或一种光纤。该保护层可以由适合于在井下条件下使用的任何材料形成。在其中该中央芯包括一种电导体的应用中，该保护层将通常也是电绝缘的。其中要求一个绝缘保护层并且遇到高作业温度(通常高于200℃)时，可熔融加工的具有按摩尔计1％-5％衍生自全氟烷基乙烯基醚(PAVE)的重复单元的四氟乙烯(TFE)氟聚合物是目前优选的。特别地，因为其更高的熔点(典型地在302℃与310℃之间)，可熔融加工的具有全氟丙基乙烯基醚(PPVE)的TFE共聚物是最优选的。例如，US2012/0031607(杜邦公司(EIDUPONTDENEMOURSANDCOMPANY))09.02.2012披露了用于在井下井中使用的在至少280℃的温度下作业的通信电缆，其中该绝缘性保护层包括通常已知的可熔融加工的TFE共聚物(具有与低分子量聚四氟乙烯(PTFE)共混的PAVE)。然而，通常已知的可熔融加工的衍生自四氟乙烯(TFE)和全氟烷基乙烯基醚(PAVE)的氟聚合物典型地在外部压力影响的作用下(特别是在高作业温度下)遭受塑性变形，由此导致氟聚合物在电缆的相邻导线铠甲的间隙内挤出。这通常导致该电缆的失效或使之无效的电缆的变形。专利技术概述现已发现本专利技术的电缆成功地使得能够克服目前已知的适合于在井下钻井中使用的电缆配置的缺陷。因此，本专利技术的一个目的是一种电缆，该电缆包括：-至少一个被绝缘涂覆层包覆的导体，-包围所述绝缘涂覆层的第一保护层，所述第一保护层至少包含四氟乙烯(TFE)共聚物，但优选由其制成，该四氟乙烯(TFE)共聚物包含按重量计从0.8％至2.5％的衍生自至少一种具有在此以下的式(I)的全氟化的烷基乙烯基醚的重复单元：CF2＝CF-O-Rf，其中Rf为直链的或支链的C3-C5全氟化的烷基或者直链的或支链的包含一个或多个醚氧原子的C3-C12全氟化的烷基，所述TFE共聚物具有包括在1.0与6.0g/10min之间的熔体流动指数，如根据ASTMD1238在372℃在5Kg[聚合物(F)]的负荷下测量的；-任选地，包围所述第一保护层的第二保护层，以及-包围所述第一或第二保护层的铠甲壳(armorshell)。本申请人已经出人意料地发现相对于可商购的具有PAVE的TFE共聚物，根据本专利技术的聚合物(F)被成功地赋予了改进的机械特性，特别是更高的屈服强度值和更低的蠕变应变值，以有利地提供在高压和高温条件下是稳定的电缆，同时保留在恶劣环境中的耐化学性和在高温下的抗热震性。该聚合物(F)的屈服强度是要施加的最大应力的度量，在该最大应力下该聚合物(F)开始塑性变形。发生屈服的应力取决于变形的速率(应变速率)以及更显著地该变形发生时的温度二者。该聚合物(F)的蠕变应变是其在施加的应力的影响下塑性变形倾向的度量。它的发生是由于长期暴露于低于材料的屈服强度的高应力水平的结果。此变形速率是材料特性、暴露时间、暴露温度和所施加的结构负荷的函数。出于本专利技术的目的，对于术语“塑性变形”它在此旨在表示聚合物(F)的永久的且不可逆的变形。聚合物(F)的屈服强度和蠕变应变由此是其在外部压力影响的作用下(特别是在高作业温度和/或高负荷下)塑性变形及挤出该电缆的铠甲壳的倾向的量度。电缆的抗热震性是其承受快速且显著的温度变化直到发生失效的能力的量度。该电缆可以是可在钻井作业中(诸如陆上或海上石油钻井)使用的任何导线、传输线或类似结构。绝缘导体可以包括能够促进电荷、光或可以在任何工业中使用的任何其他通信介质的移动的任何材料。绝缘导体可以包括任何导体材料，诸如铜、铜镍合金、铝、合金、纤维电混合材料、光纤材料、绞合或编织的导体或行业内已知的任何其他材料。该绝缘导体可以能够促进能量(能够为设备提供动力)的移动或促进设备之间的通信或控制信号。该绝缘导体可以包括一个或多个绝缘导体。包围该绝缘导体的绝缘涂层可以包括任何类型的绝缘材料。这可包括一种热固性或热塑性绝缘涂层材料，例如丙烯酸树脂(acrylic)、环氧树脂或塑料。优选地，每个绝缘导体是用绝缘涂层单独绝缘的，由此在一种绝缘导体内的任何通信或信号与另一绝缘导体内的通信或信号分离。然而，多于一种绝缘导体可以由一个绝缘涂层进行封装。例如，如果在一根电缆中使用不同类型的绝缘导体，则每一种类型的绝缘导体可能要求一个单独的绝缘涂覆层，而普通类型的绝缘导体可以通过单个绝缘导体绝缘。当使用多于一种的绝缘导体时，这些绝缘涂覆层优选互不相同，其中每个绝缘导体是单独可识别的。本专利技术的电缆优选地进一步包括第二保护层。该第二保护层可以是由热固性或热聚合物材料形成的层，或至少包括一种热固性或热聚合物材料的层。适合的第二保护层的非限制性实例值得注意地包括半晶质的氟聚合物，如乙烯-氯三氟乙烯和乙烯-四氟乙烯氟聚合物。该铠甲壳是位于绝缘涂层外部并包围该绝缘导体的鞘或外部涂层或层。此配置允许该铠甲壳保护电缆的内部部件，包括绝缘导体和粘附其上的绝缘涂覆层。位于电缆的外部并且能够保护该电缆的任何材料、物质或层可以被认为是铠甲壳。该铠甲壳可以由一种坚固的材料构成，诸如不锈钢、镍基合金、或耐腐蚀合金，该铠甲壳保护电缆免于外来物体(如来自钻孔过程的碎片)穿透该电缆。该铠甲壳还可以包括任何编织、固体、颗粒型以及分层的保护材料。该铠甲壳可以是基本上与绝缘导体部分同心的，或者它可以是从电缆的虚轴偏离中心的。例如，在一些用途中，可能希望的是使绝缘导体位于该铠甲壳的中心，而其他用途可能要求该绝缘导体直接位于靠近该铠甲壳的内表面。电缆还可以包括放置绝缘导体的地点方面的变化。例如，可将该铠甲壳在沿电缆长度的一个地方置于基本上与绝缘导体同心，并在该电缆上的另一个地方置于偏离中心的位置。已经发现使用第一保护层产生了一种具有高结构完整性的电缆，由此该电缆的内部部件(包括绝缘导体)可以保持在铠甲壳内，尤其是当该电缆以基本竖直的方向放置时。这防止了铠甲壳内的电缆部件的移动，从而使其能够在高应力条件(诸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下电缆，包括：‑ 至少一个被绝缘涂覆层包覆的导体，‑ 包围所述绝缘涂覆层的第一保护层，所述第一保护层由四氟乙烯（TFE）共聚物[聚合物（F）]制成，该四氟乙烯（TFE）共聚物主要由以下各项组成：‑ 按重量计从0.8%至2.5%的衍生自至少一种具有以下的式 (I) 的全氟化的烷基乙烯基醚的重复单元：CF2=CF‑O‑Rf，其中Rf为直链的或支链的C3‑C5全氟化的烷基或者直链的或支链的包含一个或多个醚氧原子的C3‑C12全氟化的烷基，以及‑ 按重量计从97.5%至99.2%的衍生自TFE的重复单元，所述聚合物（F）具有包括在2.0与6.0 g/10 min之间的熔体流动指数，如根据ASTM D1238在372°C在5 Kg的负荷下测量的；‑ 任选地，包围所述第一保护层的第二保护层，以及‑ 包围所述第一或第二保护层的铠甲壳。

【技术特征摘要】
2012.03.26 EP 12161230.31.一种井下电缆，包括：-至少一个被绝缘涂覆层包覆的导体，-包围所述绝缘涂覆层的第一保护层，所述第一保护层由四氟乙烯（TFE）共聚物[聚合物（F）]制成，该四氟乙烯（TFE）共聚物主要由以下各项组成：-按重量计从0.8%至2.5%的衍生自至少一种具有以下的式(I)的全氟化的烷基乙烯基醚的重复单元：CF2=CF-O-Rf，其中Rf为直链的或支链的C3-C5全氟化的烷基或者直链的或支链的包含一个或多个醚氧原子的C3-C12全氟化的烷基，以及-按重量计从97.5%至99.2%的衍生自TFE的重复单元，所述聚合物（F）具有包括在2.0与6.0g/10min之间的熔体流动指数，如根据ASTMD1238在372°C在5Kg的负荷下测量的；-任选地，包围所述第一保护层的第二保护层，以及-包围所述第一或第二保护层的铠甲壳。2.根据权利要求1所述的电缆，其中该聚合物（F）主要由以下各项组成：-按重量计从0.9%至2.4%、优选按重量计从1.0%至2.2%、进一步更优选按重量计从1.3%至1.9%的衍生自至少一种具有式(I)的全氟化的烷基乙烯基醚的重复单元，以及-按重量计从97.6%至99.1%、优选按重量计从97.8%至99.0%、进一步更优选按重量计从98.1%至98.7%的衍生自TFE的重复单元。3.根据权利要求1或2所述的电缆，其中该聚合物（F）具有如根据ASTMD1238在372°C在5Kg的负荷下测量的、包括在2.0与5.5g/10min之间、优选在...

【专利技术属性】
技术研发人员：P科莱安纳，M米伦达，G贝萨纳，G布里纳蒂，
申请(专利权)人：索尔维特殊聚合物意大利有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT