JPS6185713A - 外装電気ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、特に油井に有用な外装電気ケーブルに関する
。そのケーブルは、耐腐食性を与えるために絶縁導体を
囲む鉛被と、横方向圧縮力に対する抵抗を与えるために
鉛被を囲む一対のＵ形の支材とを有する。熱硬化性材料
とオープンメツシュファブリックの充填材層が鉛被と支
材の問にはさまれていて、一様で連続的な抑制を与え、
かつ絶縁体が高い圧力ガスを吸収する場合に爆発的減圧
に抵抗する。

（発明の技術的背景とその問題点） 油井でポンプのようなダウンホールｆｔｌに動力を供給
するために使用される電気ケーブルは、非常に危険な環
境で働く。例えば、そのような電気ケーブルは絶えず極
端な熱、腐食性化学薬品、破砕力および油井から取り出
したときの爆発的減圧の可能性にさらされる。

ノイロース（Ｎｅｕｒｏｔｈ　）の米国特許第４、４０
９，４３１号明ｌ１り書および第４、４５３．０３５号
明ｓｅａを含むいくつかに従来技術の特許がこの問題に
取りくんでいて、ケーブル内部に位置した導体に有意な
保護を与える構造を開示している。米国特許第 ４、４０９．４３１号では、複数の導体が、ほぼ■ビー
ム状の金属支材を間に置いて一列に整列ざれ、組立体全
体が外層テープにより覆われている。

米Ｏｉｌ特許第４．４５３，０３５号明綱書では、各Ｉ
ビームがＵ形の支材により形成され、各支材がそこに鉛
挿入体を有することを除いて同様な構造が設けられてい
る。

これらの特許は破砕力に対し有意な保護を与えるが、腐
食性薬品に抵抗する不浸透な層を与えない。さらに、鉛
挿入体を用いることにより製造が複雑になり、また鉛挿
入体がある領域で若干薄くなる。

クランドール（　Ｃｒａｎｄａ　ｌ　ｌ　）その他の米
国特許第２、６９０．９８４号明ＩＩ書は、円筒形の鉛
障壁を絶縁された導体の周りに設けることによりこの問
題に取りくもうとしている。しかしながら、この特許は
、圧縮力に対する有怠な抵抗を開示していない。

このように、例えば油井で使用される電気ケーブルの分
野で改善の必要が続いている。

（発明の目的） 従って、本発明の主目的は、破砕力に対する抵抗だけで
はな（、腐食に対する有意な抵抗を有する外装電気ケー
ブルを提供することである。

本発明の他の目的は、適度に厚い壁の耐化学性障壁層を
有していて、その下にある導体に機械的な強さと有意な
保護を与えるような電気ケーブルを提供することである
。

本発明の他の目的は、製造を単純化するために最少数の
部品を用いるような電気ケーブルを提供することである
。

本発明の他の目的は、ファブリック層を耐圧縮性金ａ層
と組合わせて設けることにより爆発的減圧に抵抗するよ
うな電気ケーブルを提供することである。

（発明のｌ［要） 上記の目的を達成するためには、基本的には、導電体と
、この導電体を囲む絶縁層と、絶縁層を囲む障壁層とを
備え、前記障壁層は、ほぼ円形である内側と、四角な配
列で配向された４つの直角なかどおよび４つの凸状領域
を含む外側とを有する連続的な横断面を有し、各凸状領
域が一対の隣り合う直角なかどを相互に連結しており、
また前記障壁層を囲む充填材層と、この充填材層を凹み
かつほぼ四角な横断面を有する耐圧縮性層とを備えた外
装電気ケーブルを設ければ良い。

障壁層は鉛被であり、充填＠層が、オーブンメツシュフ
ァブリックと組み合わせた熱硬化性材料のテープからな
り、また耐圧縮性層が一対のＵ形金属支材からなるのが
有利である。

（発明の実施例） 以下、本発明の好ましい実施例を図面により説明する。

第１図と第５図に見られるように、本発明による外装電
気ケーブル１０は、横に並んで係合した状態の３つの導
体組立体１２．１４および１６と、３つの導体組立体を
囲む外装チー１１８とからなる。各導体組立体は、４体
２０と、絶縁層２２と、腐食に抵抗する陣９層２４と、
充填材１１！１ｔ２６と、耐圧縮性１３１２８とからな
り、これらの最侵の二層は合同して、爆発的減圧力およ
び外部で発生して内方へ向けられた圧縮力に抵抗する一
様な抑制を与える。

３つの導体組立体１２．１４および１６の各々が同一で
あるので、組立体１２を詳細に述べる。

第１図〜第３図に見られるように、導体２０は金属４偉
材料の単独ストランドであるが、複数のストランドを使
用できる。絶縁１！２２は円筒形であって、例えばゴム
で構成される。

陣”；１ｍ２４は、第４図にそれだけで見られるように
、連続的な横断面を有する押出し品として形成された鉛
被であるのが有利である。この層は、例えば油井に見出
だされる腐食ガスや液体に抵抗できるような他のどんな
適当な押出し可能なかつ化学的に抵抗する材料で形成す
ることもできる。

障壁８２４は、円形の内側３０と、ほぼ四角に整列して
配置された４つの直角なかど３２．３４゜３６、および
３８、および４つの凸状領域４０゜４２．４／ｌおよび
４６で構成された外側とを有する。これらの凸状領域は
、隣り合う対の直角なかどを相互に連結して、障壁の連
続的な閉じた横断面を形成する。凸状領域は、横断面で
円形の内側３０と実質的に同じ中心点を有する外側面を
有し、かつ約５５＠にわたって延びる円弧である。その
°横断面はこれらの凸状領域で最も薄く、この厚さは一
様であり、かつ円筒の部分である。

障壁層２４は、絶縁体２２と耐圧縮性ＩＩ！２８の間の
空洞を、充填材層２６を除いて、その独特の形状により
実質的に充満する。このことについては、完全な正方形
横断面を使うことを避けるのが有利である。なぜなら、
この正方形横断面にすると、陣１１１ｉ４のかなりの愚
の材料が増し、従って重重が増加するからである。さら
に、円形横断面のみを使うことを避けるのが有利である
。なぜなら、このような円形横断面は絶縁体と耐圧縮性
層の問の空間を大部分満たさず、そしてこの大きな不均
一な９！間を付加的な適当な充填材材料で満たすには相
当な製造上の困難を生ずるからである。

充填材層２６は、障壁層２４の外面と耐圧縮性層２８の
内面の間に区画された空洞に位置している。充填材層２
６は、熱硬化性材料４８と、熱硬化性材料の外面に位置
した柵かいオープンメツシュファブリック５０と、低い
！ｓ擦係数を有するポリマー材料の１１５２とからなる
。

熱硬化性材料４８は、加硫前に２１２下で測定された約
５０〜１３０のムーニー　（Ｈｏｏｎｅｙ）粘度を有す
る、ゴムのような高い粘性のｍｓ可能な材料であるのが
有利である。オープンメツシュファブリック５０は、比
較的非伸縮性であるナイロン、ガラスｍＮまたは他の適
当な材料、従って減圧力の下で熱硬化性材料の外方破裂
に抵抗する材料で織成され、編組されまたは編まれるの
が有利である。熱硬化性材料およびオープンメツシュフ
ァブリックは、陣！！！層の周りに５〜５０％重複して
螺旋状に巻かれた単独のテープとして形成することがで
き、またＩＪ　Ｏ料をその上に押し出すことができる。

ポリン−材Ｆ４５２は、耐圧縮性層２８を、巻かれた障
壁層、絶縁体および導体の上へ結合するのを助けるよう
に低い摩擦係数を有するマイラー　（Ｈｙｌａｒ　）ま
たはボリプＯピレンの螺旋状に巻かれたテープであるの
が有利である。

耐圧縮性１ｉ１２８は、第１図〜第３図に見られるよう
に、一対のＵ形の支材５４と５６からなり、これらの支
材は金属で形成され、かつコネクタ組立体に作用する横
圧縮力に対する抵抗を与える。

これらの支材には、長い半径に沿って曲がることができ
る能力を増加させるために、そこに横方向に形成された
、間隔を置いた部分スロット５８がある。充填材１ｉｉ
ｉ２６の上に結合されたときに、第６図に見られるよう
に、対の支材５４と５６が実質的に正方形横断面を有し
、このとき対のスロット６０と６２がそれらの間で頂部
と底部に形成されている。

本発明によるケーブル１０を造る際には、各個の導体２
０に絶縁！２２を設け、それから１１１ｇ１１ｉｉ２４
を絶縁体の上へ押し出して、第１図に最も良く見られる
ように、各々に導体、絶縁層および障壁層からなる半組
立体を形成する。それから、未硬化の熱硬化性材料４８
、オープンメツシュファブリック５０およびポリマーテ
ープ５２からなる充填材Ｉ！２６を、このように形成さ
れた各半組立体の周りに螺旋状に巻く。

次に、３組の支材５４と５６を３つの充填材層の各々に
取り付けて、第１図、第２図および第５図に示した３つ
の導体組立体１２．１４および１６を形成する。それか
ら、これらの３つの等体組立体を横に並んだ状態に整列
させて、普通の外ＩＩ機械を通し、それにより外装チー
７１８をその導体組立体に施して第１図および第５図に
見られるように長方形横断面を有り゛るケーブル１０を
円筒形管に取り付けるのを助けるために、ケーブル１０
を一組の彎曲した成形Ｏ−ラを通して、第５図に示した
長方形横断面を、第６図に示した彎曲横断面に修正する
ことができる。

これに続いて、ケーブルをリールに貯蔵し、そして炉に
入れて約４８時間約２５０丁で硬化する。

この硬化中、絶縁体が外方に膨張して、障壁層を若干外
方へ変形させる。熱膨蓬と同様この外方の変形により、
熱硬化性材料が外方へ移動し、そしてオープンメツシュ
ファブリツタを通り、およびポリマーテープの重複部を
通って流れ、それによりスロット６０と６２だけでなく
耐圧縮性の層２８の内側の種々の空所を充満する。硬化
ｍ度が、使用中ケーブルにより経論される温度と同じで
あるので、使用中の熱膨張がケーブルを破壊しない。

不浸透の障壁層２４を利用することにより、その下にあ
る絶縁１１ｉ１２２が腐食性化学薬品から保護される。

ｍじた横断面の１ｉ１５壁１！１２４をほぼ正方形の耐
圧縮性層２８と組合わせて利用することにより、ケーブ
ルが横の圧縮力に抵抗する。また、オープンメツシュフ
ァブリック５０を熱硬化性材料４８と組合わせて利用す
ることにより、ケーブルは、高圧ガスが絶縁体により吸
収された場合に油井から取り出ずときの爆発的減圧に抵
抗する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による外装電気ケーブルを部分断面して
見た右側斜視図、第２図は第１図に示した導体組立体の
うちの一つを横断面した拡大端面図、第３図は一つの導
体組立体の第２図の線３−３に沿って切断した縦断面図
で示す側面図、第４図は第１〜３図に示した障壁層を横
断面した端面図、第５図は外装電気ケーブルの第１図の
１５−５に沿って切断した横断面で示す拡大端面図で、
充填材層のｌ１６１Ｓが明瞭にするために省略されてい
る。第６図はケーブルを成形ダイスにより長方形横断面
から彎曲横断面に変えるようにしたことを除いて、第５
図に示した横断面と同様な横断面で示す端面図である。 １２．１４．１６・・・導体組立体、１８・・・外装の
層、２０−１　電体、２２−・・絶縁層、２４−１１Ｉ
ｉ。 ２６・・・充填材層、２８・・・耐圧縮性層、３０・・
・内側、３２．３４．３６．３８・・・直角なかど、４
０゜４２．４４．４６・・・凸状領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電体と、この導電体を囲む絶縁層と、この絶縁層
   を囲む障壁層とを備え、前記障壁層は、ほぼ円形である
   内側と、四角な配列で配向された４つの直角なかどおよ
   び４つの凸状領域を含む外側とを有する連続的な横断面
   を有し、各凸状領域が一対の隣り合う直角なかどを相互
   に連結しており、また前記障壁層を囲む充填材層と、こ
   の充填材層を囲みかつほぼ四角な横断面を有する耐圧縮
   性層とを備えたことを特徴とする電気ケーブル。 ２、前記絶縁層がほぼ円筒形である、特許請求の範囲１
   項に記載の電気ケーブル。 ３、前記障壁層が金属である、特許請求の範囲第１項に
   記載の電気ケーブル。 ４、前記障壁層が鉛で形成されている、特許請求の範囲
   １項に記載の電気ケーブル。 ５、前記障壁層の横断面が前記凸状領域で最も薄い、特
   許請求の範囲第１項に記載の電気ケーブル。 ６、前記凸状領域が各々、前記横断面の前記円形内側と
   共通の中心点を有する円弧を区画する特許請求の範囲第
   １項に記載の電気ケーブル。 ７、前記の充填材層が、硬化した熱硬化性材料からなる
   、特許請求の範囲１項に記載の電気ケーブル。 ８、前記充填材層がオープンメッシュファブリックから
   なる、特許請求の範囲第１項に記載の電気ケーブル。 ９、前記充填材層がポリマー層からなる、特許請求の範
   囲１項に記載の電気ケーブル。 １０、前記充填材層が、硬化した熱硬化性材料とオープ
   ンメッシュファブリックからなる、特許請求の範囲第１
   項に記載の電気ケーブル。 １１、前記の耐圧縮性層が一対のほぼＵ形の支材からな
   る、特許請求の範囲第１項に記載の電気ケーブル。 １２、横に並んだ状態の複数の導体組立体を有し、各導
   体組立体が、導電体と、この導電体を囲む絶縁層と、前
   記絶縁層を囲む障壁層とを備え、前記障壁層が、ほぼ円
   形である内側と、四角な配列で配向された４つの直角な
   かどおよび４つの凸状領域を有する外側とを含む連続的
   な横断面を有し、各凸状領域が一対の隣り合う直角なか
   どを相互に連結しており、さらに各導体組立体が、前記
   障壁層を囲む充填材層と、この充填材層を囲みかつほぼ
   四角な横断面を有する耐圧縮性層とを備え、前記の複数
   の導体組立体を外装の層が囲んでいることを特徴とする
   外装電気ケーブル。 １３、前記ケーブルがほぼ長方形横断面を有する、特許
   請求の範囲第１２項に記載の外装電気ケーブル。 １４、前記ケーブルが、彎曲した横断面を有する特許請
   求の範囲第１２項に記載の外装電気ケーブル。 １５、前記の各導体組立体の前記障壁層が鉛で形成され
   ている、特許請求の範囲第１２項に記載の外装電気ケー
   ブル。 １６、導電体と、この導電体を囲む絶縁層と、この絶縁
   層を囲む障壁層とを備え、前記障壁層が、ほぼ円形であ
   る内側と、四角な配列で配向された４つの直角なかどお
   よび４つの凸状領域を有する外側とを含む連続的な横断
   面を有し、各凸状領域が一対の隣り合う直角なかどを相
   互に連結している電気ケーブル。 １７、前記障壁層が金属である、特許請求の範囲第１６
   項に記載の電気ケーブル。 １８、前記障壁層が鉛で形成されている、特許請求の範
   囲第１６項に記載の電気ケーブル。 １９、前記障壁層の横断面が前記凸状領域で最も薄い、
   特許請求の範囲第１６項に記載の電気ケーブル。 ２０、前記の凸状領域が各々、前記横断面の前記円形の
   内側と共通の中心点を有する円弧を区画している、特許
   請求の範囲第１６項に記載の電気ケーブル。