集束变频海底电缆制造技术

本实用新型专利技术涉及的是一种集束变频海底电缆及其制作方法，是由多个变频电缆单元合理地组合在一起，为海洋石油开采平台上的多口采油井的电动潜油泵传送不同参数的电源。包括变频电缆单元、间隙填充材料、铠装垫层、金属铠装层和海缆外护层；若干个变频电缆单元绞合成缆，变频电缆单元之间填充有间隙填充材料，在绞合成缆的变频电缆单元外部有铠装垫层，在铠装垫层外有金属铠装层，金属铠装层外挤包有海缆外护层；每个变频电缆单元包括动力线芯、控制线芯、间隙填充物、金属屏蔽层和护层，动力线芯由动力线芯导体、动力线芯绝缘层、半导电屏蔽层和动力线芯金属屏蔽层组成，控制线芯由控制线芯导体、控制线芯绝缘层和控制线芯金属屏蔽层组成。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

集束变频海底电缆
本技术涉及的是一种集束变频海底电缆及其制作方法，是由多个变频电缆 单元合理地组合在一起，电缆外部加上金属防护层，为海洋石油开采平台上的多口采油 井的电动潜油泵传送不同参数的电源。
技术介绍
随着我国海上石油开采力度的加强和石油开采技术的不断进步，海上石油开采 获得了快速发展。在一个海上石油平台上往往有多个电动潜油泵同时工作，而由于各个 电动潜油泵的生产厂家及运行参数不同，从电潜泵变压器出来的电源参数也不同，而同 一电缆传输的电源参数是一定的，这就要求有多根电缆向不同参数的电潜泵供电。如果 按照“一对一”的电潜泵控制方案，每个电潜泵都需要有一根电缆供电，一个平台上的 多个电潜泵就需要多根海底电缆。海缆的数目越多，所需要的敷设海域面积越大，施工 次数也越多，总体成本也越大，而且维护保养也极不方便。如果一根海底电缆中包含多 组能输送不同电源参数的电缆，且能分别控制不同参数的电潜泵，便能减少海底电缆的 数量和各项成本。
技术实现思路
本技术目的是针对上述海缆需求和目前海缆产品功能的不足，提供一种集 束变频海底电缆，把传输不同频率参数的变频海缆集成为一体，构成集束变频海底电 缆。该电缆能够完成为不同电源参数的电动潜油泵同时供电。集束变频海底电缆及其制作方法是采取以下方案实现集束变频海底电缆包括变频电缆单元、间隙填充材料、铠装垫层、金属铠装 层、海缆外护层。变频电缆单元是相对独立的一个变频电缆，变频电缆单元设置个数为2 10 组。若干个变频电缆单元绞合成缆，若干个变频电缆单元之间填充有间隙填充材料，间 隙填充材料为耐海水腐蚀且柔软性好的绳状填充物。在绞合成缆的若干个变频电缆单元 外部有铠装垫层，铠装垫层为挤出塑料垫层或耐海水增强纤维束。在铠装垫层外有金属 铠装层，金属铠装层为耐海水腐蚀的镀锌钢丝或锌铝镁合金镀层钢丝。金属铠装层外 挤包有海缆外护层，海缆外护层为挤出塑料护层或耐海水增强纤维束与防腐浙青的混合 物。集束变频海底电缆的每个变频电缆单元包括动力线芯、控制线芯、间隙填充 物、金属屏蔽层、护层。动力线芯与控制线芯绞合成缆，在动力线芯与控制线芯之间有 间隙填充物，在绞合成缆的动力线芯与控制线芯外部有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外挤 包有护层。所述动力线芯芯数为3芯。控制线芯芯数为2 8芯。间隙填充物为非吸 湿性化合物。金属屏蔽层可为编织金属丝，也可为紫铜带、黄铜带、镀锡铜带、合金铅 套、铜塑复合带及铝塑复合带等。护层为绝缘、防水型塑料/弹性体外护套。动力线芯由动力线芯导体、动力线芯绝缘层、半导电屏蔽层和动力线芯金属屏 蔽层组成。在动力线芯导体外挤包有动力线芯绝缘层，在动力线芯绝缘层外有半导电屏 蔽层，在半导电屏蔽层外有动力线芯金属屏蔽层。所述动力线芯导体材料为铜、铝及其 合金。绝缘层可为交联聚乙烯、聚乙烯塑料，也可为橡胶类材料。半导电屏蔽层为可交 联屏蔽料，对于额定电压IkV及以下低压电缆，本结构可省略。动力线芯金属屏蔽层可 为编织金属丝，也可为紫铜带、黄铜带、镀锡铜带、合金铅套、铜塑复合带及铝塑复合 带等。控制线芯由控制线芯导体、控制线芯绝缘层和控制线芯金属屏蔽层组成。在控 制线芯导体外挤包有控制线芯绝缘层，在控制线芯绝缘层外有控制线芯金属屏蔽层。控 制线芯导体材料为铜。控制线芯绝缘层可为交联聚乙烯、聚乙炔塑料，也可为橡胶类材 料。控制线芯金属屏蔽层可为编织金属丝，也可为紫铜带、黄铜带、镀锡铜带、铜塑复 合带及铝塑复合带等。集束变频海底电缆制作方法1、动力线芯的制作(1)动力线芯导体制作导电金属丝在绞线机上绞合成导体，紧压导体的紧压 系数控制在0.88 0.91之间，导体外层节径比为9 13倍。导体直径公差为士0.2mm。(2)动力线芯绝缘层和非金属屏蔽层制作额定电压3kV及以下的电缆在绝缘挤出机上(Φ65挤出机或Φ90挤出机)完成 动力线芯绝缘层的挤出，采用聚乙烯绝缘层，挤出工艺温度为100°C 160°C，聚乙烯绝 缘层采用常温水进行冷却。额定电压3kV及以上的电缆，导体外应有导体屏蔽，导体屏蔽外挤包绝缘层， 绝缘层外挤包半导电屏蔽层。导体屏蔽、绝缘和绝缘屏蔽应采用三层共挤方式制作，采 用三台挤塑机共用一个挤出机头三层同时挤出，其中导体屏蔽和绝缘屏蔽采用半导电材 料，导体屏蔽和绝缘屏蔽挤出工艺温度为70°C 110°C，在导体屏蔽层和绝缘屏蔽层之 间有绝缘层，绝缘层采用交联聚乙烯绝缘层，绝缘层的挤出工艺温度为90°C 120°C， 挤出温度偏差不超过士5°C。在导体屏蔽层、绝缘层和绝缘屏蔽层挤出后进入加热硫 化管进行硫化，加热硫化管各区硫化工艺温度范围为380°C ^0°C，温度偏差不超过 士 10°C。加热硫化后，采用常温水进行冷却；上述挤包有绝缘层和非金属屏蔽层的动力线芯采用力矩电机进行收线，将挤包 有绝缘层和非金属屏蔽层的动力线芯收卷在电缆盘上，卷绕直径不小于20倍动力线芯直 径，收线张力不大于70N/mm2。动力线芯外径不超过规定标称外径的士0.5mm。所述 半导电材料采用可交联半导电材料，其主要成份为EVA橡胶与导电碳黑。(3)动力线芯金属屏蔽层制作动力线芯金属屏蔽层在金属屏蔽机上完成。动 力线芯金属带屏蔽厚度为0.09 0.12mm，单层重叠绕包，绕包平均搭接率不小于带宽的 15%。金属编织屏蔽为多根细金属丝(直径0.2 0.5mm)正反向编织而成，编织覆盖 率不小于80%。所述金属屏蔽机采用同心式铜带屏蔽机或金属编织机。2、控制线芯的制作方法(1)控制线芯导体制作如无特殊要求，控制线芯导体采用实芯软圆铜线，也可采用如工序1(1)生产的绞合导体和软导体。实芯软圆铜线由铜杆经过连续退火高速大 拉机经过合理的选配拉丝模拉制而成。拉丝模成品模直径比成品单线大 1.5%，拉 线速度为12.0士0.5m/s，退火电压为45 50V。拉丝油浓度控制在8% 10%，冷却液 浓度为0.5 1%，冷却液温度不超过60°C。所述拉丝油以低粘度润滑油为基础油，添加 改性植物油、皂份等配制而成，可与不同硬度的水配制成电线、电缆行业拉制铜线用的 润滑、冷却液。(2)控制线芯绝缘层制作在绝缘挤出机上(Φ45挤出机或Φ65挤出机)完成 控制线芯绝缘层的挤出，挤出温度根据材料不同进行设定，线芯绝缘层采用常温水进行 冷却。挤出工艺温度为台110°c 180°C，挤出温度偏差不超过士5°C。绝缘线芯收线 采用力矩电力进行收线，收线张力不大于70N/mm2。线芯外径不超过规定标称外径的 士 0.5mmo(3)控制线芯金属屏蔽层制作控制线芯金属屏蔽层在金属屏蔽机(同心式铜带 屏蔽机或金属编织机)上完成。控制线芯金属带屏蔽厚度为0.09 0.12mm，单层重叠 绕包，绕包平均搭接率不小于带宽的15%。金属编织屏蔽为多根细金属丝(直径0.15 0.4mm)正反向编织而成，编织覆盖率不小于80%。3、变频电缆单元1制作动力线芯和控制线芯制作完成后，进行变频电缆单元的制作。该工序在成缆机 上绞合完成，将动力线芯和控制线芯在成缆机上绞合成变频电缆单元，成缆节距比不超 过30倍电缆外径，成缆方向为左向。成缆间隙用非吸湿性化合物填充圆整，并用包带 重叠绕包扎紧，包带重叠率不小于10%。外面用金属带重叠绕包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集束变频海底电缆，其特征在于包括变频电缆单元、间隙填充材料、铠装垫层、金属铠装层和海缆外护层；若干个变频电缆单元绞合成缆，若干个变频电缆单元之间填充有间隙填充材料，在绞合成缆的若干个变频电缆单元外部有铠装垫层，在铠装垫层外有金属铠装层，金属铠装层外挤包有海缆外护层；　　变频电缆单元是相对独立的一个变频电缆，集束变频海底电缆的每个变频电缆单元包括动力线芯、控制线芯、间隙填充物、金属屏蔽层和护层，动力线芯与控制线芯绞合成缆，在动力线芯与控制线芯之间有间隙填充物，在绞合成缆的动力线芯与控制线芯外部有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外挤包有护层；　　动力线芯由动力线芯导体、动力线芯绝缘层、半导电屏蔽层和动力线芯金属屏蔽层组成，在动力线芯导体外挤包有动力线芯绝缘层，在动力线芯绝缘层外有半导电屏蔽层，在半导电屏蔽层外有动力线芯金属屏蔽层；　　控制线芯由控制线芯导体、控制线芯绝缘层和控制线芯金属屏蔽层组成，在控制线芯导体外挤包有控制线芯绝缘层，在控制线芯绝缘层外有控制线芯金属屏蔽层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛驰，张建民，倪磊磊，陶新华，冯祝华，马志金，
申请(专利权)人：中天科技海缆有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]