JPH0142443B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、とくに、油井内のような悪い環境の
中で使用し得るケーブルに関するものである。

〔発明の背景〕

油井内で用いるケーブルは、極めて厳しい熱的
および機械的な条件の下で満足に機能を発揮せね
ばならない。油井内の温度はしばしば非常に高
く、しかもケーブル内でのI²R損による発熱がそ
れに加えられることになる。ケーブルの寿命はそ
の動作温度に逆比例することが知られている。し
たがつて、動作中のケーブルから放熱できること
は重要である。

ケーブルには種々の機械的応力が加えられる。
バンドを用いて油井中を降ろされる石油ポンプの
パイプにケーブルをとりつけることは普通に行わ
れているが、それらのバンドによりケーブルが押
しつぶされたり、ケーブルの絶縁性や強度が大幅
に低下したりすることがある。使用中のケーブル
には長手方向の伸び力と、横方向の衝撃も加えら
れる。

したがつて、ケーブルの強度と電気絶縁度を高
くするために、そのようなケーブルに金属外装を
施し、個々の導電体を適切な絶縁材料で被覆する
ことが従来行われていた。

また、ケーブルが受ける数十〜数百気圧にも達
する地下の圧力によつても問題が起る。ケーブル
導電体を囲む絶縁体中に小さな隙間が存在するこ
とは避けられないが、そのような高い圧力のため
に、長時間の使用中にガスがそれらの隙間に入る
ことになる。そして、減圧するのに、すなわち、
それらの隙間に入つているガスを抜くのに十分な
時間をかけることがないほど、ケーブルを油井か
ら速くひきあげると、ケーブルの絶縁体は風船の
ように膨張して破裂することがあり、そうすると
ケーブルは使用できなくなる。

〔先行技術の説明〕

第１図は、一般に「平形ケーブル」と呼ばれて
いる種類の従来のケーブルの構造の一部を示す概
略斜視図である。このケーブル１０は絶縁体１５
で被覆されている３本の絶縁導電体１２，１３，
１４を含む。それらの３本の導電体は外部被覆１
６の中に含まれる。その外部被覆１６は絶縁導体
をいつしよに保持し、外部から保護する。

同様に、外部被覆１６は通常はインターロツク
外装で構成され、個々の導電体の被覆１６はテー
プおよび編組も含むことがある。それらも従来の
ケーブル構造であるから、これ以上の説明は行わ
ない。更に、ケーブルがとり扱う信号のレベル、
電力のレベルおよびケーブルの使用環境に応じ
て、ケーブルに用いる絶縁部品や外部被覆部品の
種類を変えることができる。

第１図においてとくに重要なことは、ケーブル
の個々の絶縁導電体の間には比較的軟かい材料や
ゴム状被覆材料が充填されるが、導電体の間の部
分１７が非常にしばしば空隙であることである。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、ケーブルを破損から守るため
に、熱ケーブルの半径方向と長手方向に伝えるた
めの有効な手段を有し、悪い環境の中でとくに用
いるためのケーブル構造を得ることである。

本発明の他の目的は、ケーブル中の絶縁導体に
接触するような形状を持ち、熱伝導度の高い材料
から作られる細長い支持部材を得ることである。

本発明の更に他の目的は、ケーブルを押しつぶ
そうとする力に抵抗できるように硬く、導電体の
被覆の中を半径方向に一方の側から他方の側へ延
びるそのような支持部材を得ることである。

本発明の別の目的は、外部被覆を摩耗から防
ぎ、かつ内部支持部材と協働して放熱を行うため
に、外部被覆を囲む外部編組を有する前記のよう
なケーブルを得ることである。

本発明の更に別の目的は、ケーブルの内部と外
部の大きな圧力差により、絶縁体が膨れることを
阻止する支持部材を有するケーブルを得ることで
ある。

上記目的を達成するために本発明のケーブル
は、ほぼ平行な関係にある複数の細長い絶縁導電
体と、それらの導電体を囲んで少くとも部分的に
ケーブルを形成する被覆と、この被覆の中で、導
電体の隣接する各導電体の間で各導電体にほぼ平
行に延びる細長い支持部材とを備え、支持部材は
隣接する導電体上の絶縁体の外形にほぼ合致する
形をしていて、被覆の内部をその一方の内面から
他方の内面へとほぼ横切つて延び、支持部材は被
覆の内部を横切る方向に絶縁体よりも圧縮性が小
さく、かつ絶縁体よりも良好な熱伝導性を有する
ことを特徴とするものである。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第２図に本発明のケーブルの第１の実施例を示
す。ケーブル２０は外部被覆２１を含む。この被
覆２１は、中心軸がほぼ同一平面内に含まれるよ
うに配置される絶縁導電体２２，２３，２４を囲
む。それらの導電体は互いにほぼ平行である。そ
れらの絶縁導電体の間には支持部材２５，２６が
配置される。各支持部材は細長く、導電体に平行
に延びる。支持部材２５，２６は十分に硬く、絶
縁体の熱伝導率より少くとも高い熱伝導率を有す
る材料から作られる。この目的のためには繊維を
充填した炭素組成が適当であり、この材料は高い
耐圧縮性も示す。この目的のためには鋼またはア
ルミニウムのような金属や、金属を充填した硬化
性重合体も適当である。

後で詳しく説明するように、各支持部材２５，
２６は上面および下面を有し、それらの表面が被
覆２１の平らな上面と下面に合致するように、支
持部材の上面と下面は平らであり、隣接する１本
の絶縁導電体の外形に合致するように、支持部材
の側面は弧状にわん曲させられる。ケーブルの外
面に加えられる圧縮力はその支持部材により阻止
され、または少くとも小さくされる。したがつ
て、このケーブルがバンドまたはひもで油井パイ
プなどにとりつけられると（このような場合にケ
ーブルが押しつぶされることがよくある）、バン
ドが被覆２１の外面に接触し、硬い支持部材２
５，２６がケーブルの破損を防ぐ。

本発明のケーブルの別の実施例を第３図に示
す。この実施例の導電体と、支持部材と、被覆は
第２図で示すそれと同じであるが、ワイヤロープ
（なるべく鋼線）の編組２８が外部被覆２１の外
側に設けられる。その編組２１は筒状の網構造を
形成する。この編組は熱伝達を更に良くするとと
もに、ケーブルが使用場所に出し入れされる際に
摩擦による機械的な摩耗に対するケーブルの抵抗
性を向上させる。鋼線製の編組の熱伝導度が周囲
の物質（石油、水、ガス等）の熱伝導度より高
く、したがつて編組の温度が周囲温度より高くな
るから、ケーブル表面からの放熱効果は更に高く
なる。熱伝導も促進される。

機械的な耐摩耗性が向上する理由は、従来のイ
ンターロツク外装の巻きつけ方向がケーブルの長
手方向に対してほぼ垂直であるのに対して、本発
明のケーブルの編組の方向がケーブルの長手方向
にほぼ平行であるのが主な理由である。この長手
方向の配置は、たとえば油井の中を石油ポンプ管
と油井ケーシングの間を通つてケーブルが出し入
れされる時に、ケーブルが受ける摩耗や打撃に耐
えることができるようにするから、非常に重要な
特徴である。支持部材の数は導体の数より１だけ
少くするほうが好ましい。

第４図は第２，３図に示すケーブルに使用でき
る支持部材の一実施例を示す。この支持部材２５
は細長い物体であつて、ほぼ平らな上面３０と、
ほぼ平らな下面３１と、隣接する絶縁導体の外形
にほぼ合致するように円弧状にくぼんだ側面３
２，３３とを有する。支持部材２５は非常に頑丈
であつて、表面３０，３１に加えられる圧縮力の
向きの圧縮に抗するが、第４図に示す細長い支持
部材はある程度の可とう性と弾性を有するから、
このケーブルを使用場所に敷設する時に大きな半
径でこのケーブルを曲げることができる。

しかし、ある状況においてはより大きな可とう
性を必要とする。これは、第５，６図に示されて
いる実施例で行うことができる。第５，６図に示
す支持部材３５は第４図に示す支持部材２５と同
じ横断面形状を有し、平らな上面３６と下面３７
および円弧状にわん曲した側面３８，３９を有す
る。この実施例は上面３６から支持部材の中へ延
び、支持部材３５のほぼ中心、すなわち、導電体
の中心軸を含む平面のほぼ近くで終端する複数の
スロツト４０を有する。これらのスロツト４０は
支持部材の長手方向にほぼ一様に隔てられる。ス
ロツト４０の間に長手方向に隔てられたスロツト
４１が配置される。それらのスロツト４１も長手
方向にほぼ一様な間隔で隔てられ、スロツト４０
のほぼ中間に位置させられる。それらのスロツト
４１は下面３７から部材３５のボデー内へ上方に
延びる。したがつて、スロツト４０，４１は上面
と下面からボデー内へ交互に延びるから、この支
持部材が用いられるケーブルの可撓性を大きくで
きる。この支持部材を用いて作つたケーブルの構
造は第２，３図に示されているものに類似し、ス
ロツトは外部被覆内に含まれる。

第２，３図に示すケーブル構造に類似するケー
ブル構造に用いられる支持部材の別の実施例を第
７図に示す。この支持部材４２は端部を突き合わ
せた係にある複数の同一の細長いボデー４３，４
４から作られる。各ボデーはほぼ平らな上面と下
面を有し、組立てられたケーブルにおいては、そ
れらの表面は外部被覆２１の内面に隣接して拡が
る。また、円弧状側面の形は隣接する絶縁導電体
の形に合致する。各ボデーは第４図において説明
した支持部材２５の短い区間に類似するように形
成されるが、作られたケーブルの可とう性を更に
大きくするために、支持部材は相対的に動くこと
ができる。

それらのボデーを、とくに組立中に、整列関係
に維持するために、支持部材は、ボデー４３，４
４と引き続くボデーに設けられている開口部を通
つて延びる細長い線状または棒状の部材４５，４
６を含むこともできる。部材４５，４６は単線ま
たは撚り線とすることができる。部材４５，４６
はたとえば十分な可とう性を有し、ケーブル全体
にも可とう性を持たせる程であるが、ボデー４
３，４４を正しく位置合わせさせるのに十分な強
度も有する。

支持部材の更に別の実施例が第８図に示されて
いる。この支持部材４８の横断面は第４〜７図に
示す実施例のそれに類似する。この実施例では、
支持部材は別々の上側ボデー４９と下側ボデー５
０で構成される。各ボデーは第１図に示すような
部材の半分として作られ、２つのボデーは、導電
体の中心軸を含む平面に平行な（かつ同一平面に
できる）平面５１に沿つて接合される。この実施
例の利点は、接合平面５１においてポデー４９と
５０が相対的にすべることができるために、全体
のケーブルの曲げに対する抵抗を小さくできるこ
とである。しかし、この実施例においては、前記
実施例におけるのと同様に支持部材の熱伝導度と
機械的支持特性を犠牲にすることなしに可とう性
を高くできる。

ボデー４９，５０は押し出しまたは成型などの
方法で作り、その後で第５，６図に示す実施例に
おけるスロツトを形成できる。

本発明の基本原理は、横断面が全体として円形
のケーブル用支持部材に対しても適用できる。そ
のような円形横断面の実施例を第９図に示す。こ
の実施例では、４本の絶縁導電体５５，５６，５
７，５８が外部被覆５９の中に全体として円形に
配置され、かつ支持部材６０により保持および保
護される。この支持部材６０は、導電体５５〜５
８と平行に延びる中央部分と、半径方向外向きに
延び、かつ導電体と同数の脚とを含む。各脚は細
長く、被覆５９の内面に適合する円弧状の外面６
１と、１本の絶縁導電体を受ける、導電体の外形
に全体として一致する形の細長い円弧状くぼみ６
２とを有する。くぼみ６２は各脚の各側に形成さ
れる。脚の数は偶数であるから、反対側へ延びる
２本の脚は全体として筒状の外部被覆の直径に沿
つて整列させられ、それによりケーブルを押しつ
ぶそうとする力に非常に効果的に耐えられる。く
ぼみ６２はケーブル全体と絶縁導電体の相対寸法
に応じて、１本以上の絶縁導電体を受けることが
できる。

また、第２，３図に示す平形ケーブルでも、絶
縁導電２２，２３，２４の少くとも１つを多心導
電体にできる。これは、導電体が電力でなく情報
信号の伝送に用いられる場合に、とくにそうでき
る。

導電体２２〜２４は同じ寸法にする必要はな
い。したがつて、３導電体ケーブルでは導電体の
１本を他の２本より大きな外径にできる。その場
合には、ケーブルの全体の横断面は長円形とな
る。この場合、第４図に示す支持部材の上面３０
と下面３１はわずかにわん曲させ、かつ傾斜させ
て異なる寸法の導電体に合わせることができる。
そして、たとえば、円弧状くぼみ３２の半径は１
つの支持部材の表面３３より大きくでき、その逆
もまた真である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のケーブルの一部の部分断面斜視
図、第２図は本発明のケーブルの一実施例の部分
断面斜視図、第３図は本発明のケーブルの別の実
施例の部分断面斜視図、第４図は第２，３図に示
すケーブルで使用される支持部材の一実施例の部
分斜視図、第５図は本発明のケーブルに使用でき
る支持部材の第２の実施例の部分側面図、第６図
は第５図の６−６線に沿う部分断面斜視図、第７
図は支持部材の第３の実施例の部分断面斜視図、
第８図は支持部材の第４の実施例の部分断面斜視
図、第９図は支持部材の第５の実施例を示すケー
ブルの異なる形の横断面図である。 ２０……ケーブル、２１……外部被覆、２２，
２３，２４，５５，５６，５７，５８……絶縁導
電体、２５，２６，３５，４２，４８……支持部
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ平行な関係にある複数の細長い絶縁導電
   体と、 それらの導電体を囲んで少くとも部分的にケー
   ブルを形成する被覆と、 この被覆の中で、前記導電体の隣接する各導電
   体の間で各導電体にほぼ平行に延びる細長い支持
   部材とを備え、 前記支持部材は前記隣接する導電体上の絶縁体
   の外形にほぼ合致する形をしていて、前記被覆の
   内部をその一方の内面から他方の内面へとほぼ横
   切つて延び、 前記支持部材は前記被覆の内部を横切る方向に
   前記絶縁体よりも圧縮性が小さく、かつ前記絶縁
   体よりも良好な熱伝導性を有することを特徴とす
   るケーブル。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルであ
   つて、前記支持部材は金属で作られていることを
   特徴とするケーブル。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載のケーブルであ
   つて、前記支持部材は鋼で作られていることを特
   徴とするケーブル。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルであ
   つて、前記導電体は、それらの中心軸がほぼ同じ
   平面内に含まれるようにして、互いに横に並べら
   れ、それにより全体として平らな２つの両側面を
   有するケーブルを形成していることを特徴とする
   ケーブル。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載のケーブルであ
   つて、前記支持部材はほぼ連続した細長い物体で
   あつて、前記被覆の両内面に隣接するほぼ平らな
   上面および下面と、前記絶縁体の外面に隣接する
   弧状にくぼんだ側面とを有していることを特徴と
   するケーブル。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載のケーブルであ
   つて、前記支持部材には、前記上面と下面から内
   側へ交互に延びて、前記導電体の中心軸を含む平
   面の近くで終端する長手方向に隔てられた複数の
   スロツトが形成されていることを特徴とするケー
   ブル。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載のケーブルであ
   つて、前記被覆を囲む金属性の外部編組線を備え
   ていることを特徴とするケーブル。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載のケーブルであ
   つて、絶縁導電体の数は２より多く、支持部材の
   数は導電体の数より１だけ少いことを特徴とする
   ケーブル。 ９ 特許請求の範囲第４項に記載のケーブルであ
   つて、前記支持部材は突き合わせ関係にある複数
   の同一構成の細長いボデーからなり、各ボデー
   は、前記被覆の両内面に隣接するほぼ平らな上面
   および下面と、前記絶縁体の外面に隣接する弧状
   にくぼんだ側面とを有していることを特徴とする
   ケーブル。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載のケーブルで
   あつて、前記支持部材は、前記複数のボデーを長
   手方向に貫通してそれらのボデーを結合する第１
   と第２の細長い線材を含んでいることを特徴とす
   るケーブル。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載のケーブル
   であつて、前記被覆を囲む外部金属編組線を備え
   ていることを特徴とするケーブル。 １２ 特許請求の範囲第１１項に記載のケーブル
   であつて、絶縁導電体の数は２より多く、支持部
   材の数は導電体の数より１だけ少いことを特徴と
   するケーブル。 １３ 特許請求の範囲第４項に記載のケーブルで
   あつて、前記支持部材は、前記導電体の中心軸を
   含む平面とほぼ平行な平面に沿つて接触する第１
   と第２の細長くてほぼ連続するボデーからなつて
   いることを特徴とするケーブル。 １４ 特許請求の範囲第１３項に記載のケーブル
   であつて、前記被覆を囲む外部金属編組線を備え
   ていることを特徴とするケーブル。 １５ 特許請求の範囲第４項に記載のケーブルで
   あつて、前記被覆を囲む外部金属編組線を備えて
   いることを特徴とするケーブル。 １６ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルで
   あつて、前記被覆を囲む外部金属編組線を備えて
   いることを特徴とするケーブル。 １７ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルで
   あつて、前記導電体は全体として筒状の被覆の中
   で全体として円形状に配置され、 前記導電体を含む円の中心を通る軸線に沿つて
   延びる中央部分と、 この中央部分から前記被覆の内面まで、前記導
   電体の間を半径方向外向きへ延びる複数の脚と、
   を有する１つの支持部材を含み、前記導電体に隣
   接する前記脚の側面はくぼんでいることを特徴と
   するケーブル。 １８ 特許請求の範囲第１７項に記載のケーブル
   であつて、脚の数は偶数であり、前記半径方向に
   沿つて延びる複数の脚は等しい角度で分離されて
   いることを特徴とするケーブル。 １９ 特許請求の範囲第１８項に記載のケーブル
   であつて、前記被覆を囲む外部金属編組線を備え
   ていることを特徴とするケーブル。