[实用新型]一种碳纤维多层复合测井电缆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电缆，尤其是一种碳纤维多层复合测井电缆。

背景技术

我国油藏开发的类型日趋复杂、地域更为广阔，油气井遍布陆上、海域，伴随着深层油藏的开发，涌现出大量的深井、超深井。井矿环境除水、盐外，还出现CO₂、HCl和H₂S等腐蚀性气体，这就意味着在测试、测井系统中，装备将面临巨大的挑战。在油田勘探开发阶段，油气水井需要用专门的仪表测量压力、产油、气量与含水量的相对变化及温度等参数，测井用电缆是其中必用的装备。

目前国内现场使用的测井电缆以钢丝铠装形式为主。钢材的强度低，自重大，只能满足浅井的测试要求；钢材耐腐蚀性能差，不能应用于复杂的井况；铠装形式的自身缺陷导致高压含气井的井口密封困难，无法满足安全井控要求。总之，目前的电缆形式很难同时兼具“高强、质轻、耐腐蚀、安全井控”这四个特点。

碳纤维复合材料是兼具高比强度、高比模量、耐腐蚀等多种优异特性的新型材料，利用碳纤维与特种树脂制备的复合材料已经广泛应用于海洋、日晒、风沙等恶劣环境的电力系统部件和油田领域中，而利用碳纤维作为耐腐蚀和提高力学特性的主要部件与电缆的高导电材料配合使用，制备新型复合结构的测井电缆，是极具有发展潜力的设计思路。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于解决井口的密封、深井测试以及高温高压地下复杂环境的耐腐蚀问题处理的碳纤维多层复合测井电缆。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种碳纤维多层复合测井电缆，包括芯层和外层包覆层，芯层包括：铜导体芯、包裹在铜导体芯外侧的绝缘层和缠绕在绝缘层表面的碳纤维复合外层；外层包覆层包括：树脂碳纤维复合材料拉挤层和包裹缠绕在树脂碳纤维复合材料拉挤层外表面的碳纤维复合材料外表层，其中芯层包埋在树脂碳纤维复合材料拉挤层中。

所述铜导体芯为表面经过粗糙化处理或者采用螺纹化处理的黄铜芯或紫铜芯，铜导线为单芯或者多芯结构，铜导线直径在2-10mm之间。

所述铜导线为2芯、4芯或者8芯结构。

所述绝缘层的厚度为0.1-1mm，采用耐高温热塑性树脂。

所述绝缘层的材质为聚氨酯、聚乙烯、聚苯硫醚、聚丙烯中的一种。

所述碳纤维复合外层为单向纤维或二维织物缠绕层，其中碳纤维为T300、T700、T800中的一种，单向纤维或二维织物预浸热固性树脂，按质量百分比，树脂含量在30％-50％之间，树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种。

所述树脂碳纤维复合材料拉挤层为浸渍热固性树脂胶液的碳纤维，热固性树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种，碳纤维为T300、T700、T800、M40、M60中的一种。

所述树脂碳纤维复合材料拉挤层的整体厚度为3-20mm。

所述碳纤维复合材料外表层为碳纤维长丝或二维带状织物缠绕层，厚度为1-10mm，碳纤维为T300、T700、T800、M40、M60中的一种，碳纤维长丝或二维带状织物浸渍热固性树脂胶液，按质量百分比，树脂含量在30％-50％，热固性树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种。

本实用新型的有益效果是：

(1)与传统电缆相比，拉伸强度提高20％-30％；

(2)与传统电缆相比，耐腐蚀性增强，可实现复杂井况下的测试。

(3)解决了井口密封问题，可实现高压气井的测试。

附图说明

图1为本实用新型碳纤维多层复合测井电缆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1所示，本实用新型的碳纤维多层复合测井电缆，包括芯层和外层包覆层，芯层包括：铜导体芯1、包裹在铜导体芯外侧的绝缘层2和缠绕在绝缘层表面的碳纤维复合外层3；外层包覆层包括：树脂碳纤维复合材料拉挤层4和包裹缠绕在树脂碳纤维复合材料拉挤层外表面的碳纤维复合材料外表层5，其中芯层包埋在树脂碳纤维复合材料拉挤层4中。

所述铜导体芯1为表面经过粗糙化处理或者采用螺纹化处理的黄铜芯或紫铜芯，铜导线为单芯或者多芯结构，铜导线直径在2-10mm之间。

优选，所述铜导线为2芯、4芯或者8芯结构。

所述绝缘层2的厚度为0.1-1mm，采用耐高温热塑性树脂。

优选，所述绝缘层2的材质为聚氨酯、聚乙烯、聚苯硫醚、聚丙烯中的一种。