油田线缆接头塑封装置的研制与试验研究

发布时间：2020-11-09 03:53

　　 针对油田井下高温、高压和酸腐蚀的工作环境中缆线接头可靠性差的问题,提出一种新型的绝缘处理方法,该方法是通过给线缆接头包覆一层塑料熔体,待其冷却凝固,对线缆接头形成绝缘密封。为实现该方法,研制了一套缆线接头二次塑封装置。基于该装置开展了两线接头的二次塑封试验,试验样品经过30MPa打压、150℃加温和酸腐蚀溶液浸泡等模拟油田井下环境处理后进行了测试,测试结果表明线缆接头密封良好,无任何膨胀、软化和漏电现象,可用于井下作业环境的线缆二次接头工艺。首先提出了一种新型的处理方法,该方法是在线缆接头外层包覆一层塑料熔体,以达到线缆接头绝缘密封的效果。基于moldflow分析了该塑料熔体的成型过程以及成型的工艺参数与塑料熔体成型质量之间的关系,并通过正交分析得到各工艺参数的影响程度,以及塑封成型的最佳工艺参数组合。然后基于传热理论和高分子材料的流变理论,设计出一套便携式油田线缆接头二次塑封装置,并对关键部分进行计算设计,使其充分达到设计要求和作业要求。并基于传热理论和有限元理论,建立了该装置模具热传导的温度场数学模型,并给出求解条件,为该装置模具的有限元传热分析以及热结构耦合分析提供理论依据。通过ANSYS热传导仿真以及热-结构耦合仿真,对该装置模具进行了不同阶段的温度场分析和热结构耦合分析。最后通过多组室内试验验证了该装置的可行性以及最佳工艺参数的正确性。塑封试验完成后对试验样品进行测试实验,通过对实验数据的统计分析,得到不同工艺参数与合格率之间的曲线关系,通过数据统计分析得到了最佳成型工艺,并验证了仿真结果的正确性。
【学位单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE92
【部分图文】：

如图1.1、1.2 所示，其主要作用是负责井下设备的供电以及检测数据传输的重要工作[2-3]。井下作业环境多为高温、高压的环境，对线缆要求较高，同时由于硫化物的存在，油田生产过程中测、试井线缆及特种线缆节点处老化、磨损现象严重，一段时间后就必须重新进行绝缘层作业[4-5]。油田此前的测、试井线缆接头的绝缘处理技术通常是采用多层热缩管来包裹线缆节点，但由于温度控制和压力控制不够准确，成型过程中容易产生气泡，产生裂痕，形成砂眼，导致密闭性和绝缘层强度差，在井下环境中极易出现漏电现象。同时，多层热缩管的绝缘层技术往往需要大型的配套设备，工序冗杂，不利于油田现场作业，不利于油田生产节约成本[6-7]。图 1.1 油田线缆 图 1.2 管柱线缆我国油田在开采过程中，许多井下工具，尤其是智能工具都需要通讯和供电线缆，部分工具的线缆需要穿过分隔器[8]等井下装置，因此需要现场接线。井下设备均在高温高压的环境下工作[9]，同时还伴有 H2S[10]等腐蚀性气体，工作环境复杂。目前线缆的接线方法主要是通过包覆热缩管，一般包裹 3-5 层

目前石油开采中会用到大量的深井测井电缆、潜油泵电缆以及其他特石油平台电缆、射孔电缆、加热电缆和超声波采油电缆。石油工业所是：使用条件苛刻、损坏量大、更换周期短；使用环境均为高温、等化学物质存在的环境。在石油开采的各个阶段都会用到大量的特种测、试井工作的关键设备，油田线缆主要用于油田生产过程中井下仪器据的传输[1]。测、试井技术中所使用的线缆以及其他特种线缆均是铠1.2 所示，其主要作用是负责井下设备的供电以及检测数据传输的重业环境多为高温、高压的环境，对线缆要求较高，同时由于硫化物的程中测、试井线缆及特种线缆节点处老化、磨损现象严重，一段时间绝缘层作业[4-5]。油田此前的测、试井线缆接头的绝缘处理技术通常来包裹线缆节点，但由于温度控制和压力控制不够准确，成型过程中容裂痕，形成砂眼，导致密闭性和绝缘层强度差，在井下环境中极易出，多层热缩管的绝缘层技术往往需要大型的配套设备，工序冗杂，不，不利于油田生产节约成本[6-7]。

图 1.3 注塑模具样品过程的介绍品的注塑成型原理：先将球状的固体塑料颗粒置于注塑机的加热料筒6]，塑料熔体在螺杆的推动作用下，经过注塑模具的浇注流道和喷嘴，，并在螺杆的推动作用下逐渐充满注塑模的内部成型型腔。填充完成进行保温保压处理，最后模腔中的熔体在模具热传导和注塑模具冷却成型，冷却完成后通过开模系统顶出注塑制品，完成上述流程便完成生产周期[17]。按要求重复上述工艺流程便可大批量生产注塑产品。塑周期主要包括三个重要阶段，即充模、保温保压以及冷却等，这三个、连续且顺序固定的过程，最终决定着塑料制品的质量与生产效率[1充填阶段填阶段是注塑生产过程中影响最大的一个阶段，填充阶段不仅会对最型质量产生影响，同时还将对注塑制品的最终使用性能产生不可逆影
【参考文献】

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本文编号：2875842