Naftas un gāzes rūpniecība gandrīz katrā izpētes, urbšanas, ražošanas, pārstrādes un transportēšanas posmā paļaujas uz elektriskajām un sakaru sistēmām. Aiz šīm sistēmām ir plašs specializētu kabeļu klāsts, kas paredzēts strāvas padevei, signālu pārraidīšanai, vadības aprīkojumam un sakaru atbalstam.
Atšķirībā no kabeļiem, ko izmanto parastā komerciālā vai vieglā{0}}rūpnieciskā vidē, naftas un gāzes kabeļiem var būt jādarbojas eļļas, ogļūdeņražu, ķīmisku vielu, mitruma, sālsūdens, karstuma, vibrācijas, saules gaismas un mehāniskās slodzes klātbūtnē.
Tāpēc pareizā kabeļa izvēle nav tikai pareiza vadītāja izmēra izvēle. Jāņem vērā kabeļa konstrukcija, izolācija, apvalks, ekranējums, mehāniskā aizsardzība, temperatūras novērtējums un lietošanas vide.
Kas ir naftas un gāzes kabeļi?
Naftas un gāzes kabeļi ir kabeļi, kas paredzēti elektroenerģijas, vadības, instrumentu vai sakaru sistēmām, ko izmanto naftas un gāzes iekārtās.
Atkarībā no lietojumprogrammas tos var instalēt:
- Naftas un gāzes urbšanas iekārtas
- Sauszemes ražošanas iekārtas
- Ārzonas platformas
- Rafinēšanas rūpnīcas
- Naftas ķīmijas rūpnīcas
- Cauruļvadu sistēmas
- Sūkņu stacijas
- Aku mežizstrādes sistēmas
- Zemūdens sūkņu sistēmas
- Naftas un gāzes pārstrādes iekārtas
Nav viena kabeļa konstrukcijas, kas atbilstu visiem naftas un gāzes lietojumiem. Kabelim, ko izmanto uz jūras platformas, prasības var būt ļoti atšķirīgas no kabeļa, kas uzstādīts krasta pārstrādes rūpnīcā vai novietots naftas urbumā.
Naftas un gāzes rūpniecībā izmantotie parastie kabeļu veidi
1. Strāvas kabeļi
Strāvas kabeļi tiek izmantoti, lai sadalītu elektroenerģiju motoriem, sūkņiem, kompresoriem, vadības sistēmām, apgaismojumam un citām iekārtām.
Atkarībā no elektriskās sistēmas naftas un gāzes iekārtās var tikt izmantoti zema-, vidēja- vai augsta{2}}sprieguma strāvas kabeļi.
Tipiski apsvērumi ietver:
- Sprieguma reitings
- Diriģenta izmērs
- Temperatūras novērtējums
- Izolācijas materiāls
- Ugunsizturība
- Eļļas un ķīmiskā izturība
- Mehāniskā aizsardzība
- Instalācijas vide
Ja nepieciešama papildu mehāniskā aizsardzība, var izvēlēties bruņotus strāvas kabeļus.
2. Vadības kabeļi
Vadības kabeļi pārraida elektriskos signālus, ko izmanto rūpniecisko iekārtu darbināšanai un uzraudzībai.
Tos var atrast vadības sistēmās:
- Motori
- Sūkņi
- Vārsti
- Sadales iekārta
- Procesu iekārtas
- Rūpnieciskās iekārtas
Tā kā vadības sistēmās vienā kabelī var būt vairākas ķēdes, daudz{0}}kodolu konstrukcijas ir izplatītas.
Atkarībā no uzstādīšanas vides vadības kabeļi var būt ekranēti, bruņoti, eļļas izturīgi, liesmu slāpējoši vai paredzēti lietošanai ārpus telpām.
3. Instrumentu kabeļi
Instrumentu kabeļi tiek izmantoti, lai pārraidītu zema{0}}līmeņa signālus starp lauka instrumentiem un vadības sistēmām.
Piemēram, viņi var savienot:
- Spiediena sensori
- Temperatūras sensori
- Plūsmas mērītāji
- Līmeņa instrumenti
- Raidītāji
- Procesu uzraudzības iekārtas
Signāla integritāte ir īpaši svarīga instrumentu sistēmām. Lai samazinātu elektromagnētiskos traucējumus un nevēlamu signālu savienojumu, parasti tiek izmantotas ekranēšanas un vītā pāra{1}}konstrukcijas.
Instrumentu kabeļi var būt arī konstruēti ar atsevišķu pāru ekranēšanu, vispārējo ekranēšanu vai abiem atkarībā no lietojuma.
4. VFD kabeļi
Mainīgas frekvences piedziņas (VFD) kabeļi tiek izmantoti starp mainīgas frekvences piedziņām un motoriem.
VFD sistēmas var radīt augstas{0}}frekvences elektriskos trokšņus un elektromagnētiskos traucējumus. Šī iemesla dēļ šajās sistēmās izmantotajos kabeļos parasti ir iekļauts ekranējums un rūpīgi izstrādāts zemējums.
Tipiskas VFD kabeļa funkcijas var ietvert:
- Vairāki vadītāji
- Simetriskie vai zemējuma vadītāji
- Kopējais ekranējums
- Elastīga konstrukcija
- Eļļas{0}}izturīga jaka
- Uzlabota elektromagnētiskā saderība
Šos kabeļus plaši izmanto sūkņiem, kompresoriem, ventilatoriem un citām motoru{0}} darbināmām iekārtām.
5. Pārnēsājami un elastīgi barošanas kabeļi
Naftas un gāzes operācijas bieži ir saistītas ar aprīkojumu, kas ir jāpārvieto, uz laiku jāuzstāda vai jāpievieno prasīgā āra vidē.
Tāpēc pārnēsājamos strāvas kabeļus izmanto, piemēram:
- Urbšanas iekārtas
- Pagaidu energosistēmas
- Rūpnieciskās iekārtas
- Sūkņi
- Pārnēsājams aprīkojums
Šiem kabeļiem var būt nepieciešams izturēt atkārtotu liekšanu, noberšanos, eļļas iedarbību, saules gaismu, mitrumu un skarbos laika apstākļus.
Elastība un mehāniskā izturība var būt tikpat svarīga kā elektriskā veiktspēja.
6. Jūras un jūras kabeļi
Naftas un gāzes iekārtas jūrā rada vēl vienu izaicinājumu kopumu.
Kabeļi, kas uzstādīti uz jūras platformām, urbšanas kuģiem un citām jūras iekārtām, var tikt pakļauti:
- Sālsūdens
- Augsts mitrums
- UV starojums
- Vējš un laikapstākļi
- Eļļa un ķīmiskās vielas
- Mehāniskais spriegums
- Vibrācija
- Ugunsgrēka briesmas
Tāpēc jūras un jūras kabeļi bieži tiek izstrādāti ar papildu prasībām attiecībā uz liesmas veiktspēju, zemu dūmu līmeni, izturību pret koroziju, mehānisko aizsardzību un vides izturību.
Dažām lietojumprogrammām var būt nepieciešamas arī specializētas bruņas vai ūdens{0}}izturīgas konstrukcijas.
7. Iegremdējamo sūkņu kabeļi
Iegremdējamo sūkņu kabeļus izmanto, lai nodrošinātu strāvas padevi sūkņiem, kas uzstādīti akās vai citā iegremdētā vidē.
Šie kabeļi darbojas apstākļos, kas ļoti atšķiras no parastajām virszemes{0}}instalācijām.
Atkarībā no pielietojuma tiem var būt nepieciešams izturēt:
- Pastāvīga šķidruma iedarbība
- Paaugstinātas temperatūras
- Spiediens
- Eļļa un ogļūdeņraži
- Mehāniskais spriegums
- Ilgtermiņa{0}}iegremdēšana
Tāpēc kabeļa konstrukcija ir jāizvēlas atbilstoši sūkņa sistēmai, uzstādīšanas dziļumam, temperatūrai, šķidruma sastāvam un elektriskajām prasībām.
8. Sakaru kabeļi
Mūsdienu naftas un gāzes iekārtas ir ļoti atkarīgas no sakaru tīkliem monitoringam, automatizācijai, datu pārraidei un tālvadībai.
Sakaru sistēmas var izmantot:
- Vara sakaru kabeļi
- Koaksiālie kabeļi
- Rūpnieciskie Ethernet kabeļi
- Optiskās šķiedras kabeļi
Optisko šķiedru kabeļi ir īpaši noderīgi, ja ir svarīgi lieli pārraides attālumi, liels joslas platums vai imunitāte pret elektromagnētiskiem traucējumiem.
Sakaru kabeļiem, ko izmanto rūpnieciskajās iekārtās, var būt nepieciešama arī pastiprināta mehāniskā un vides aizsardzība.
Kāpēc naftas un gāzes lietojumiem ir nepieciešami īpaši kabeļi?
Darbības vide ir viens no galvenajiem iemesliem.
Kabelis, kas uzstādīts naftas un gāzes iekārtā, vienlaikus var saskarties ar vairākiem vides spriedzi.
Eļļas un ogļūdeņražu iedarbība
Eļļa, degviela, ogļūdeņraži un naftas{0}}vielas var ietekmēt noteiktus izolācijas un apvalka materiālus.
Tāpēc ārējai apvalkai jābūt saderīgai ar paredzamajām ķīmiskajām vielām un šķidrumiem.
Ķīmiskā iedarbība
Naftas un gāzes iekārtas var saturēt skābes, šķīdinātājus, kodīgas ķīmiskas vielas un citas agresīvas vielas.
Kabeļu materiāli ir jāizvēlas atbilstoši faktiskajai ķīmiskajai videi, nevis jāpaļaujas uz vispārēju "rūpniecisko" novērtējumu.
Augsta un zema temperatūra
Kabeļus var pakļaut augstai darba temperatūrai, karstam aprīkojumam, saules gaismai vai zemai apkārtējās vides temperatūrai.
Gan izolācijai, gan apvalkam ir jāsaglabā nepieciešamās mehāniskās un elektriskās īpašības paredzētajā temperatūras diapazonā.
Ūdens un sālsūdens
Ārzonas iekārtas var pakļaut kabeļus pastāvīgai mitruma, lietus, aerosola un sālsūdens iedarbībai.
Ūdensizturība un izturība pret koroziju kļūst īpaši svarīga jūras vidē.
Mehāniskais stress
Kabeļi var piedzīvot:
- Vilkšanas spēki
- Liekšana
- Vibrācija
- Nobrāzums
- Ietekme
- Sasmalcināšana
Atkarībā no uzstādīšanas apstākļiem var izmantot bruņas, bizes, īpašas jakas un elastīgas konstrukcijas.
Uguns un dūmi
Ugunsdrošība ir vēl viens svarīgs apsvērums naftas un gāzes iekārtās.
Atkarībā no projekta prasībām kabeļiem var būt nepieciešams nodrošināt liesmas slāpētāju, ugunsizturību, zemu dūmu emisiju vai samazinātus halogēna raksturlielumus.
Precīzas prasības ir atkarīgas no piemērojamajiem standartiem, projekta specifikācijām un uzstādīšanas vides.
Kur tiek izmantoti naftas un gāzes kabeļi?
Naftas un gāzes kabeļi ir atrodami visā nozarē.
Urbšanas sistēmas
Urbšanas iekārtas izmanto jaudu, vadību, instrumentus, sakarus un elastīgus kabeļus, lai darbinātu un uzraudzītu urbšanas iekārtas.
Naftas urbumu un urbumu sistēmas
Dziļurbumos var būt nepieciešami specializēti kabeļi, kas spēj darboties augstā temperatūrā, spiedienā un pakļauti aku šķidrumu iedarbībai.
Ārzonas platformas
Ārzonas iekārtām ir nepieciešami kabeļi, kas spēj izturēt jūras vidi, tostarp ar sālsūdeni, mitrumu, UV starojumu, vibrāciju un ugunsgrēku saistītām prasībām.
Rafinēšanas rūpnīcas un naftas ķīmijas rūpnīcas
Rafinēšanas rūpnīcās ir liels skaits motoru, sūkņu, vārstu, sensoru, vadības sistēmu un sakaru tīklu.
Tāpēc plaši tiek izmantoti jaudas, vadības, instrumentu un rūpniecisko sakaru kabeļi.
Cauruļvadi un sūkņu stacijas
Cauruļvadu sistēmas izmanto elektrisko un sakaru infrastruktūru sūknēšanai, uzraudzībai, instrumentiem, kontrolei un drošības sistēmām.
Kā izvēlēties pareizo naftas un gāzes kabeli?
Pareizais kabelis ir jāizvēlas atbilstoši faktiskajam lietojumam, nevis vienkārši jāizvēlas kabelis ar apzīmējumu "nafta un gāze".
Svarīgi faktori ietver:
1. Pieteikums
Nosakiet, vai kabelis tiks izmantots barošanai, vadībai, instrumentiem, sakariem, urbšanai, sūknēšanai vai citiem mērķiem.
2. Sprieguma un elektriskās prasības
Apsveriet nominālo spriegumu, strāvas jaudu, vadītāja izmēru, frekvenci un zemējuma prasības.
3. Instalācijas vide
Nosakiet, vai kabelis tiks uzstādīts telpās, ārā, pazemē, atklātā jūrā, zem ūdens, bīstamā zonā vai urbumā.
4. Temperatūra
Pārbaudiet gan minimālo, gan maksimālo darba temperatūru.
5. Ķīmiskā iedarbība
Identificējiet eļļas, ogļūdeņražus, ķīmiskās vielas un citas vielas, kas var saskarties ar kabeli.
6. Mehāniskās prasības
Apsveriet locīšanu, vibrāciju, vilkšanu, saspiešanu, triecienu un noberšanos.
7. Ekranēšana un zemējums
Instrumentu, sakaru un VFD lietojumos ekranēšana un zemējums var būt ļoti svarīgi signāla kvalitātes uzturēšanai un elektromagnētisko traucējumu kontrolei.
8. Uguns sniegums
Atkarībā no projekta var būt jāņem vērā liesmas slāpēšanas, ugunsizturības, dūmu emisijas un halogēna prasības.
9. Piemērojamie standarti
Prasības kabeļiem var atšķirties atkarībā no valsts, nozares, uzstādīšanas metodes un projekta specifikācijas. Pirms kabeļa izvēles ir jāapstiprina piemērojamās IEC, UL, NEC, IEEE, API, jūras vai citu projektu{1}}specifiskās prasības.