乙丙橡胶绝缘潜油电泵电缆检测

乙丙橡胶绝缘潜油电泵电缆检测要点

潜油电泵电缆作为井下动力传输的“生命线”，其可靠性关乎整个采油系统的安全高效运行。乙丙橡胶以其优异的耐高温、耐油、耐化学介质及电气性能，成为该领域绝缘材料的理想选择。为确保电缆在高温、高压、腐蚀性油井环境中长期稳定工作，必须实施严格且全面的检测。核心检测项目涵盖以下关键维度：

一、 材料与结构完整性检测

1. 外观与结构尺寸检查：
   • 目的： 确保电缆整体无外伤、变形、鼓包、压扁等缺陷，各层结构完整无异常。
   • 要点： 导体结构、绝缘层厚度及其最小点、护套层厚度及其最小点、铠装层（若有）结构与尺寸、外径均匀性。需符合设计图纸与工艺规范。
2. 导体直流电阻测量：
   • 目的： 评估导体导电性能是否符合要求，是否存在断线、接头不良或截面不足等问题。
   • 要点： 在标准温度下测量单位长度电阻值，换算至20°C标准值进行判定。
3. 绝缘和护套厚度测量：
   • 目的： 保证绝缘层具备足够的电气隔离能力，护套层提供可靠的机械与化学防护。
   • 要点： 使用精密测厚仪多点测量，记录平均值、最小厚度值。最小厚度是关键指标。
4. 乙丙橡胶绝缘材料性能检测（原材料或成品取样）：
   • 目的： 确认所用乙丙橡胶材料本身的物理化学性能达标。
   • 要点：
     • 热延伸试验： 评估材料在高温下的抗永久变形能力（伸长率与永久变形）。
     • 老化性能： 进行热空气老化试验（如135°C x 168h），检测老化前后抗张强度、断裂伸长率的变化率。
     • 耐油性能： 将试样浸泡在规定温度（如100°C或135°C）的标准油（如IRM 902或903）中规定时间（如24h或168h），检测体积变化率、硬度变化、抗张强度及断裂伸长率变化率。
     • 耐介质性能（可选）： 根据需要测试其在特定井下化学剂（如H₂S、CO₂、盐水等）作用下的性能变化。

二、 电气性能检测

1. 绝缘电阻测量：
   • 目的： 评估绝缘材料在直流电压下的绝缘质量，反映其纯净度与整体绝缘状况。
   • 要点： 通常在室温或规定高温（如90°C）下进行，施加500V或1000V直流电压一定时间（如1min），测量导体与导体间、导体与金属屏蔽/铠装间的绝缘电阻值（MΩ·km）。
2. 工频交流电压试验：
   • 目的： 考核绝缘层在工频交流电场下的短期耐压强度，剔除有严重缺陷的绝缘。
   • 要点： 在室温水中浸渍规定时间后，对导体与屏蔽/铠装间施加规定时间和数值的工频交流电压（如2.5kV或3kV， 5min）。
3. 局部放电试验：
   • 目的： 检测绝缘内部是否存在气隙、杂质等局部缺陷引起的微弱放电现象（局放量），这些缺陷在长期运行中可能发展成击穿通道。
   • 要点： 在1.73倍额定相电压（或规定电压）下测量局部放电量（pC）。优良电缆的局放量应极低甚至无可测值。
4. 电容与介质损耗角正切测量：
   • 目的： 评估绝缘材料的介质损耗特性。过高的损耗会导致电缆发热，影响寿命。
   • 要点： 测量导体对屏蔽/铠装的电容和工作电压下的介质损耗角正切值。

三、 机械物理性能检测

1. 护套机械性能测试：
   • 目的： 确保护套材料具备足够的抗拉强度和韧性以抵抗井下安装和运行中的机械应力。
   • 要点： 测量护套材料（通常是耐油氯丁橡胶或类似材料）的抗张强度、断裂伸长率。
2. 弯曲试验：
   • 目的： 模拟电缆在安装过程中通过井口滑轮或滚筒时的弯曲工况，检验绝缘和护套的抗开裂能力。
   • 要点： 按规定弯曲半径反复弯曲试样数次，检查绝缘和护套有无裂纹。
3. 冲击试验（可选）：
   • 目的： 评估电缆抵抗意外机械冲击（如工具掉落撞击）的能力。
4. 刮磨试验（针对铠装电缆，可选）：
   • 目的： 评估铠装层对内部结构的保护能力及自身耐磨性。

四、 热性能与长期稳定性检测

1. 高温压力试验：
   • 目的： 模拟绝缘在高温和机械压力（如被压扁）下的抗永久变形能力。
   • 要点： 在规定高温（如电缆最高工作温度或更高）下对绝缘施加规定压力一定时间，冷却后测量绝缘的凹陷深度。
2. 热循环试验：
   • 目的： 模拟电缆在启停机过程中经历的温度变化，考核绝缘、护套、连接处等抵抗热胀冷缩应力的能力。
   • 要点： 将电缆试样在高温（如工作温度上限）和低温（如室温或更低）间循环多次，然后在高温下进行电气试验（如耐压或局放）。
3. 长期老化试验（型式试验）：
   • 目的： 预测电缆在额定工作温度下的预期使用寿命。
   • 要点： 将电缆试样置于持续的额定高温（或加速老化温度）环境中施加额定电压运行极长时间（如数千小时），期间或之后检测电气和机械性能的变化。

五、 耐化学与耐环境性能检测

1. 成品电缆耐油试验：
   • 目的： 评估电缆整体（重点是乙丙橡胶绝缘和外护套）在高温油中长期浸泡后的性能保持率。
   • 要点： 将电缆试样浸入规定温度（如135°C）的标准油中规定时间（如7天），取出冷却后检查外观（是否溶胀、开裂、粘连），并测试绝缘电阻、耐压性能、绝缘材料的物理机械性能保留率。
2. 耐化学介质试验（按需）：
   • 目的： 针对特定油井环境（如含高浓度H₂S、CO₂、高矿化度水等），测试电缆关键材料（绝缘、护套）的耐受能力。
   • 要点： 在模拟介质和温度压力条件下进行浸泡老化，评估性能变化。
3. 密封性检查（对扁电缆尤其重要）：
   • 目的： 防止井液沿电缆纵向渗透。
   • 要点： 通常结合耐油试验进行，检查端头、连接处以及样品内部有无油迹渗透。

六、 安全性能检测

1. 阻燃性试验：
   • 目的： 评估电缆在特定条件下阻止火焰蔓延的能力，对井口安全至关重要。
   • 要点： 采用标准方法（如垂直燃烧试验）施加火焰，考核自熄时间、炭化高度等指标。

总结： 乙丙橡胶绝缘潜油电泵电缆的检测是一个多维度、多指标的综合性过程。从原材料性能到成品结构尺寸，从常温电气特性到高温高压下的长期稳定性，从机械强度到耐油耐化性，每一项检测都是为了确保电缆能够承受严苛井况的考验。上述检测项目构成了评估该类型电缆质量优劣、确认其满足预定服役要求的核心内容。严格遵循相关规范进行这些检测，是保障潜油电泵系统安全、可靠、长效运行不可或缺的关键环节。