Naftos ir dujų pramonė priklauso nuo elektros ir ryšių sistemų beveik visuose žvalgymo, gręžimo, gamybos, perdirbimo ir transportavimo etapuose. Už šių sistemų yra daugybė specializuotų kabelių, skirtų tiekti energiją, perduoti signalus, valdyti įrangą ir palaikyti ryšį.
Skirtingai nuo kabelių, naudojamų įprastoje komercinėje ar{0}}lengvojoje pramonėje, naftos ir dujų kabelius gali tekti eksploatuoti esant alyvai, angliavandeniliams, cheminėms medžiagoms, drėgmei, sūriam vandeniui, karščiui, vibracijai, saulės šviesai ir mechaniniam poveikiui.
Todėl tinkamo laido pasirinkimas nėra tik tinkamo laidininko dydžio pasirinkimas. Reikia atsižvelgti į kabelio konstrukciją, izoliaciją, apvalkalą, ekranavimą, mechaninę apsaugą, temperatūros įvertinimą ir taikymo aplinką.
Kas yra naftos ir dujų kabeliai?
Naftos ir dujų kabeliai yra kabeliai, skirti elektros energijos, valdymo, prietaisų ar ryšių sistemoms, naudojamoms naftos ir dujų įrenginiuose.
Priklausomai nuo programos, jie gali būti įdiegti:
- Naftos ir dujų gręžimo įrenginiai
- Sausumos gamybos įrenginiai
- Jūros platformos
- Rafinavimo gamyklos
- Naftos chemijos gamyklos
- Vamzdynų sistemos
- Siurblinės
- Šulinių registravimo sistemos
- Povandeninės siurblinės sistemos
- Naftos ir dujų perdirbimo įrenginiai
Nėra vieno kabelio dizaino, kuris tiktų kiekvienam naftos ir dujų naudojimui. Kabeliui, naudojamam ant jūrinės platformos, reikalavimai gali labai skirtis nuo kabelio, sumontuoto kranto perdirbimo gamykloje arba nutiesto naftos gręžinyje.
Įprasti kabelių tipai, naudojami naftos ir dujų pramonėje
1. Maitinimo kabeliai
Maitinimo kabeliai naudojami elektros energijai paskirstyti varikliams, siurbliams, kompresoriams, valdymo sistemoms, apšvietimui ir kitai įrangai.
Atsižvelgiant į elektros sistemą, naftos ir dujų įmonėse gali būti naudojami žemos-, vidutinės- arba aukštos{2}} įtampos maitinimo kabeliai.
Įprasti svarstymai apima:
- Įtampos įvertinimas
- Laidininko dydis
- Temperatūros įvertinimas
- Izoliacinė medžiaga
- Atsparumas liepsnai
- Atsparumas alyvai ir cheminėms medžiagoms
- Mechaninė apsauga
- Diegimo aplinka
Šarvuotus maitinimo kabelius galima pasirinkti ten, kur reikalinga papildoma mechaninė apsauga.
2. Valdymo kabeliai
Valdymo kabeliai perduoda elektrinius signalus, naudojamus pramoninei įrangai valdyti ir stebėti.
Juos galima rasti valdymo sistemose:
- Varikliai
- Siurbliai
- Vožtuvai
- Skirstomieji įrenginiai
- Proceso įranga
- Pramoninės mašinos
Kadangi valdymo sistemose gali būti kelios grandinės tame pačiame kabelyje, dažnai naudojamos kelių{0}gyslų konstrukcijos.
Atsižvelgiant į įrengimo aplinką, valdymo kabeliai gali būti ekranuoti, šarvuoti, atsparūs alyvai, antipirenai arba skirti naudoti lauke.
3. Instrumentų kabeliai
Prietaisų kabeliai naudojami žemo lygio{0}}signalams perduoti tarp lauko prietaisų ir valdymo sistemų.
Pavyzdžiui, jie gali prisijungti:
- Slėgio jutikliai
- Temperatūros jutikliai
- Srauto matuokliai
- Lygio instrumentai
- Siųstuvai
- Proceso stebėjimo įranga
Signalo vientisumas ypač svarbus prietaisų sistemoms. Ekranavimo ir vytos poros konstrukcijos dažniausiai naudojamos elektromagnetiniams trukdžiams ir nepageidaujamam signalo sujungimui sumažinti.
Priklausomai nuo taikymo, prietaisų kabeliai taip pat gali būti suprojektuoti su atskirų porų ekranavimu, bendru ekranavimu arba abiem.
4. VFD kabeliai
Kintamo dažnio pavaros (VFD) kabeliai naudojami tarp kintamo dažnio pavarų ir variklių.
VFD sistemos gali generuoti aukšto{0}}dažnio elektrinį triukšmą ir elektromagnetinius trukdžius. Dėl šios priežasties šiose sistemose naudojami kabeliai paprastai turi ekranavimą ir kruopščiai suprojektuotą įžeminimą.
Įprastos VFD kabelio funkcijos gali būti:
- Keli laidininkai
- Simetriniai arba įžeminimo laidininkai
- Bendras ekranavimas
- Lanksti konstrukcija
- Aliejui{0}}atspari striukė
- Patobulintas elektromagnetinis suderinamumas
Šie kabeliai plačiai naudojami siurbliams, kompresoriams, ventiliatoriams ir kitai{0}}motorinei įrangai.
5. Nešiojami ir lankstūs maitinimo kabeliai
Naftos ir dujų operacijos dažnai apima įrangą, kuri turi būti perkelta, laikinai sumontuota arba prijungta sudėtingoje lauko aplinkoje.
Todėl nešiojamieji maitinimo kabeliai naudojami tokioms reikmėms kaip:
- Gręžimo įranga
- Laikinosios elektros energijos sistemos
- Pramoninės mašinos
- Siurbliai
- Nešiojama įranga
Šie kabeliai gali atlaikyti pasikartojančius lenkimus, dilimą, alyvos poveikį, saulės šviesą, drėgmę ir atšiaurias oro sąlygas.
Lankstumas ir mechaninis patvarumas gali būti tokie pat svarbūs kaip ir elektrinės savybės.
6. Jūriniai ir jūrų kabeliai
Naftos ir dujų įrenginiai atviroje jūroje kelia dar vieną iššūkių rinkinį.
Ant jūros platformų, gręžimo laivų ir kitų jūrinių įrenginių įrengti kabeliai gali būti veikiami:
- Sūrus vanduo
- Didelė drėgmė
- UV spinduliuotė
- Vėjas ir oras
- Aliejus ir chemikalai
- Mechaninis įtempis
- Vibracija
- Gaisro pavojai
Todėl jūriniai ir jūriniai kabeliai dažnai projektuojami taikant papildomus reikalavimus dėl liepsnos veikimo, mažo dūmų kiekio, atsparumo korozijai, mechaninės apsaugos ir aplinkos patvarumo.
Kai kurioms programoms taip pat gali prireikti specializuotų šarvų arba vandeniui{0}}atsparių konstrukcijų.
7. Povandeninio siurblio kabeliai
Povandeninių siurblių kabeliai naudojami tiekti maitinimą siurbliams, įrengtiems šuliniuose ar kitoje panardintoje aplinkoje.
Šie kabeliai veikia sąlygomis, kurios labai skiriasi nuo įprastų antžeminių{0}}įrengimų.
Priklausomai nuo taikymo, jiems gali tekti atlaikyti:
- Nuolatinis skysčių poveikis
- Padidėjusios temperatūros
- Slėgis
- Nafta ir angliavandeniliai
- Mechaninis įtempis
- Ilgalaikis{0}}panardinimas
Todėl kabelio konstrukcija turi būti parinkta atsižvelgiant į siurblio sistemą, montavimo gylį, temperatūrą, skysčio sudėtį ir elektros reikalavimus.
8. Ryšio kabeliai
Šiuolaikiniai naftos ir dujų įrenginiai labai priklauso nuo ryšių tinklų stebėjimui, automatizavimui, duomenų perdavimui ir nuotoliniam valdymui.
Ryšio sistemos gali naudoti:
- Variniai ryšių kabeliai
- Koaksialiniai kabeliai
- Pramoniniai eterneto kabeliai
- Šviesolaidiniai kabeliai
Šviesolaidiniai kabeliai ypač naudingi ten, kur svarbūs dideli perdavimo atstumai, didelis pralaidumas arba atsparumas elektromagnetiniams trukdžiams.
Pramoniniuose objektuose naudojamiems ryšių kabeliams taip pat gali prireikti didesnės mechaninės ir aplinkos apsaugos.
Kodėl naudojant naftą ir dujas reikia specialių kabelių?
Veiklos aplinka yra viena iš pagrindinių priežasčių.
Naftos ir dujų įrenginyje sumontuotas kabelis vienu metu gali patirti keletą aplinkos įtempių.
Naftos ir angliavandenilių poveikis
Alyva, kuras, angliavandeniliai ir{0}}naftos pagrindu pagamintos medžiagos gali paveikti tam tikras izoliacijos ir apvalkalo medžiagas.
Todėl išorinis apvalkalas turi būti suderinamas su numatomomis cheminėmis medžiagomis ir skysčiais.
Cheminis poveikis
Naftos ir dujų įrenginiuose gali būti rūgščių, tirpiklių, ėsdinančių cheminių medžiagų ir kitų agresyvių medžiagų.
Kabelių medžiagos turėtų būti parenkamos atsižvelgiant į faktinę cheminę aplinką, o ne remiantis bendru „pramoniniu“ įvertinimu.
Aukšta ir žema temperatūra
Kabelius gali veikti aukšta darbinė temperatūra, karšta įranga, saulės šviesa arba žema aplinkos temperatūra.
Tiek izoliacija, tiek apvalkalas turi išlaikyti reikiamas mechanines ir elektrines savybes numatomame temperatūros diapazone.
Vanduo ir sūrus vanduo
Atviroje jūroje esantys įrenginiai gali paveikti kabelius nuolatinės drėgmės, lietaus, purslų ir sūraus vandens poveikio.
Atsparumas vandeniui ir atsparumas korozijai tampa ypač svarbūs jūrinėje aplinkoje.
Mechaninis stresas
Kabeliai gali patirti:
- Traukimo jėgos
- Lenkimas
- Vibracija
- Dilimas
- Poveikis
- Gniuždymas
Priklausomai nuo montavimo sąlygų, gali būti naudojami šarvai, pynė, specialios striukės, lanksčios konstrukcijos.
Ugnis ir dūmai
Priešgaisrinė sauga yra dar vienas svarbus aspektas naftos ir dujų įrenginiuose.
Priklausomai nuo projekto reikalavimų, kabeliams gali prireikti slopinti liepsną, atsparumą ugniai, mažą dūmų emisiją arba sumažinti halogenines charakteristikas.
Tikslūs reikalavimai priklauso nuo taikomų standartų, projekto specifikacijų ir įrengimo aplinkos.
Kur naudojami naftos ir dujų kabeliai?
Naftos ir dujų kabelių galima rasti visoje pramonėje.
Gręžimo sistemos
Gręžimo įrenginiai naudoja galią, valdymą, prietaisus, ryšį ir lanksčius kabelius gręžimo įrangai valdyti ir stebėti.
Naftos gręžinių ir gręžinių sistemos
Gręžiniams gali prireikti specializuotų kabelių, galinčių veikti esant aukštai temperatūrai, slėgiui ir veikiant šulinių skysčiams.
Užsieninės platformos
Įrenginiams atviroje jūroje reikalingi kabeliai, tinkantys jūrinei aplinkai, įskaitant sūrų vandenį, drėgmę, UV spindulių poveikį, vibraciją ir{0}}susijusius gaisro reikalavimus.
Naftos perdirbimo gamyklos ir naftos chemijos gamyklos
Naftos perdirbimo gamyklose yra daug variklių, siurblių, vožtuvų, jutiklių, valdymo sistemų ir ryšių tinklų.
Todėl plačiai naudojami maitinimo, valdymo, prietaisų ir pramoninio ryšio kabeliai.
Vamzdynai ir siurblinės
Vamzdynų sistemos naudoja elektros ir ryšių infrastruktūrą siurbimo, stebėjimo, prietaisų, valdymo ir saugos sistemoms.
Kaip išsirinkti tinkamą alyvos ir dujų kabelį?
Tinkamas kabelis turėtų būti parinktas pagal faktinę paskirtį, o ne tiesiog pasirenkant kabelį, pažymėtą „naftos ir dujų“.
Svarbūs veiksniai apima:
1. Taikymas
Nustatykite, ar kabelis bus naudojamas maitinimui, valdymui, prietaisams, ryšiui, gręžimui, siurbimui ar kitiems tikslams.
2. Įtampos ir elektros reikalavimai
Apsvarstykite nominalią įtampą, srovės stiprumą, laidininko dydį, dažnį ir įžeminimo reikalavimus.
3. Diegimo aplinka
Nustatykite, ar kabelis bus montuojamas patalpoje, lauke, po žeme, jūroje, po vandeniu, pavojingoje zonoje ar duobėje.
4. Temperatūra
Patikrinkite ir minimalią, ir maksimalią darbinę temperatūrą.
5. Cheminis poveikis
Nustatykite alyvas, angliavandenilius, chemines medžiagas ir kitas medžiagas, kurios gali liestis su kabeliu.
6. Mechaniniai reikalavimai
Apsvarstykite lenkimą, vibraciją, traukimą, gniuždymą, smūgį ir dilimą.
7. Ekranavimas ir įžeminimas
Naudojant prietaisus, ryšius ir VFD, ekranavimas ir įžeminimas gali būti labai svarbūs norint palaikyti signalo kokybę ir valdyti elektromagnetinius trukdžius.
8. Ugnies pasirodymas
Atsižvelgiant į projektą, gali reikėti atsižvelgti į antipireno, atsparumo ugniai, dūmų emisijos ir halogeno reikalavimus.
9. Taikomi standartai
Kabelių reikalavimai gali skirtis priklausomai nuo šalies, pramonės šakos, montavimo metodo ir projekto specifikacijos. Prieš pasirenkant kabelį, reikia patvirtinti taikomus IEC, UL, NEC, IEEE, API, jūrų ar kitų projektų reikalavimus.