GB/T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用-检测标准-检测项目-北检院

标准中涉及的相关检测项目

标准《GB/T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用》详细规定了潜油电泵电缆系统的相关检测项目、检测方法以及涉及的产品。以下是对这些内容的总结：

检测项目：

电缆的绝缘电阻测试
电缆的导体直流电阻
电缆的高温高压下的绝缘性能
电缆的老化性能测试
电缆的机械性能测试，包括抗拉、抗压等性能
电缆的耐化学腐蚀性能
电缆的耐热、耐寒、耐湿性能
电缆在高压下的泄露电流测试

检测方法：

使用兆欧表进行绝缘电阻测试
使用双电桥进行导体直流电阻测量
在特定温度和压力环境下进行绝缘性能测试
利用加速老化试验设备进行电缆老化性能测试
应用专用设备测定电缆的机械特性
在实验室条件下对电缆进行化学试剂浸泡试验
在温湿度可控试验箱中检测耐环境能力
使用高压发生器进行泄露电流测试

涉及的产品：

潜油电泵电缆
潜油电泵用绝缘材料
潜油电泵系统中的连接件和保护套件
与电缆系统配套使用的开关和接线设备
各种电缆附件如接头、终端等

这些检测项目、方法及涉及产品确保了潜油电泵电缆系统的安全、可靠和高效运行。

GB/T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用的基本信息

标准名：潜油电泵电缆系统的应用

标准号：GB/T 17389-1998

标准类别：国家标准(GB)

发布日期：1998-05-18

实施日期：1999-02-01

标准状态：现行

GB/T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用的简介

本标准包括制造厂商、销售商或用户对潜油电缆的应用，并不包括潜油电泵系统的其他组件。GB/T17389-1998潜油电泵电缆系统的应用GB/T17389-1998

GB/T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用的部分内容

GB/T17389—1998

本标准等同采用美国石油学会标准APIRP11S5《潜油电缆应用推荐作法》（1993年版），其技术内容及编写规则均与之相同。编写格式及方法与APIRP11S5一致，只是作了小的编辑性修改和补充说明，即：

1.原文“2.4.3附图目录”中标明图2.5.9中a)为边棱抗压型，b)为标准型，与图2.5.9标明的不一致。经核对，“2.4.3附图目录”中的标明不正确，改为与图2.5.9标明的相一致。2．将计量单位一律改为我国的法定计量单位。3.根据GB/T1.1-1993的要求，对产品商标名称作出脚注说明：下列产品商标名称是商业上所用产品实例，提供本商品名称是为用户提供方便，而不是全国石油钻采设备与工具标准化委员会对这些产品的认可。

4.根据制定标准的需要，增加了附录C（提示的附录）美国线规号公制尺寸和附录D（提示的附录）AISI316，AISI409不锈钢化学成分和机械性能。5．为便于对IEEE1018，IEEE1019标准的查找，在附录B后增加了查找该两项标准出处的注释。本标准的附录A和附录B是标准的附录，附录C和附录D是提示的附录。本标准由中国石油天燃气总公司提出。本标准由全国石油钻采设备及工具标准化委员会归口。本标准由胜利石油管理局无杆采油泵公司负责起草。本标准主要起草人：王金鹏、王改良、严锡梁。734

GB/T17389—1998

API前言

（a）本推荐作法归API开发设备标准化委员会管辖(b）本推荐作法旨在为潜油电缆系统的材料和应用制定的。本标准自封面所印日期起生效。对于修订版，用户可自愿全部或部分地与本标准保持-致。换言之，自发布之日起取代现行规范或与现行规范尚时使用以便与生产日期所用版本保持一致。735

1总则

1.1引言

中华人民共和国国家标准

潜油电泵电缆系统的应用

Recommended practice for application ofESP submersible cable systemsGB/T 17389-1998

本标准包括潜油电缆系统的材料和应用。本标准适用于大多数潜油电泵电缆的应用。1.2范围

本标准包括制造厂商、销售商或用户对潜油电缆的应用，并不包括潜油电泵系统的其他组件。1.3管辖

本标准包括了用于潜油电缆系统的通用公认作法。每“安装均应遵循地方性和国家的所有适用的法典和法规。

潜油电泵电缆术语定义

本标准采用下列定义。

2.1--般术语

2.1.1抗氧化剂antioxidants

向橡胶混合物中添加的材料，它可通过减缓硬化和脆裂来防止橡胶或塑料的老化。2.1.2混合物compound

用基础聚合物加入其他配料获得要求特性的机械掺合物。这些混合物通常为各制造商的专有配方，彼此间各有差异。这些差异会影响电缆的工作特性。2.1.3腐蚀corrosion

通过氧化对金属表面的破坏。腐蚀可以通过化学剂本身或与油井液的共同作用而产生。电蚀是由电流在传导介质(如盐水)中两种不同金属间流动所引起的电化反应所致。2.1.4硫化cure

制造电缆期间，硫化是改变橡胶原材料物理特性以获得所要求的绝缘层或护套层材质的过程。这种变化需要硫化剂、加温和加压。加硫和交联是硫化的一种形式。2.1.5三烯-三氟氯乙烯共聚物ECTFE-Fthylenechlorotetrafluoroethylene由乙烯和氯四氟乙烯组成的氯氟热塑共聚物。这种材料化学上呈惰性，有较好的低电压绝缘性能。乙氯四氟乙烯属于称为含氟聚合物的塑性材料系。2.1.6弹性材料elastomer

在轻微受力时可以拉伸，解除受力时可以恢复原状的类似橡胶的材料。2.1.7绝缘电阻electrical insulationresistance指绝缘时直流电径向流动通过绝缘材料的阻力。绝缘电阻通常指15.6℃时的电阻值。测量绝缘电阻（\IR”)的公式如下：国家质量技术监督局1998-05-18批准736

1999-02-01实施

GB/T 17389-1998

“IR\ =- E/I(M2)

式中：E导线和地线间施加的电压，V；I——直流泄漏电流，uA。

电阻值将随着复合材料和电缆几何尺寸的改变而改变。各相的绝缘电阻或泄漏电流测试结果应该平衡。

2.1.8三元乙丙橡胶EPDM-Ethylene propylene diene monomer由乙烯丙烯和二烯组分构成的聚台物。这种聚合物或称橡胶基材料可用硫或过氧化物进行硫化2.1.9乙丙烯单体EPM-Ethylenepropylenemonomer由乙烯和丙烯组分构成的聚合物。这种材料只能采用过氧化物硫化剂进行硫化，其实用特性与三元乙丙橡胶相似。

2.1.10乙丙橡胶EPR-Ethylene propylene rubber用于描述三元乙丙橡胶（EPDM)或乙丙烯单位（EPM)的术语。2.1.11 乙烯-四氟乙烯共聚物 ETFE-Ethylene tetrafluoroethylene由乙烯和四氟乙烯构成的氟化热塑共聚物。这种材料化学上呈惰性，是一种良好的低电压绝缘体。乙烯-四氟乙烯属于称为含氟聚合物的塑性材料系。2.1.12氟化乙丙烯FEP-Fluorinated ethylene propylene热塑氟化乙丙烯共聚物。这种材料化学上呈惰性，是一种良好的低电压绝缘体。氟化乙丙烯属于称为含氟聚台物的塑性材料系。

2.1.13 复合填料 fillers，compaund向复合材料内填加的用以提高各种性能，如机械强度、耐潮湿性以及电气特性的材料。2.1.14物理填充料fillers,physica!用于填充电缆结构内空隙的材料。常用材料有橡胶和聚丙烯。2.1.15箍紧强度hoop strength

对抑制电缆伸张的切向阻力的量度。由于内部气体的压力沿径向推动，会使绝缘层和护套层表面产生沿切向伸张和击穿的趋势。箍紧强度阻止这种趋势。如果在圆型护套层外再额外缠包护层，可以增加其箍紧强度，

2.1.16泄漏电流leakage current指在施加直流电压时流过绝缘体表面或流经绝缘体的电流，该值规定了在特定直流电压情况下的绝缘电阻值。不管介电材料的质量优劣，都会有不同程度的泄漏电流。2.1.17单体monomer

通过化学链形成聚合物的基本化学成分。2.1.18腈橡胶nitrile

由丁二烯和芮烯腈单体组成的共聚物。常用的名称有：丁腈橡胶（Buna N），腈橡胶（nitrile rubber）和腈丁二烯橡胶（NBR-Nitrile butadienerubber）。改变丙烯腈和丁二烯的含量比可以实现耐油强度或耐低温性能的不同需求。用此方式可以随意调配适用于特殊应用条件的复合材料。2.1.19 增韧剂 plasticizers

添加在复合物内用于增强挠性、易加工性和延展性的化学剂。2.1.20聚酰胺 polyamide

高分子聚合热塑材料。它由含酰胺(一COHN一)基团的聚合物质构成。这种材料显示出-般程度的化学惰性，并具有较高的拉伸强度。2.1.21 聚乙烯 PE-Polyethylene由化学链状乙烯单体组分构成的热塑材料。2.1.22聚酰亚胺polyimide

GB/T 17389 -1998

在聚合物主链内混有酰亚胺基团的完全反应的线形聚合物。如注册的品牌卡顿（Kapton)和阿佩科（ApicalR）。

2.1.23聚合物polymer

多种单体通过化学反应链为一体而形成的材料。聚合物的分子链由重复出现的-结构组分组成。前缀-，二，三基本组分分别用英语“homo”“Co\和\ler\表示。2.1.24聚丙烯PP-Polypropylene由靠化学链接在一起的丙烯单体组成的热塑材料。不同电气等级的聚丙烯通过掺入较少的乙烯或丁烯单体可获得较好的低温性能。2.1.25 聚氟乙烯 PVF-Polyvinyl fluoride由靠化学链接在一起的氟单体组分构成的含氟热塑材料。聚氟乙烯属丁称为含氟聚合物的塑性材料系。

2.1.26聚偏二氟乙烯PVF,-Polyvinylidenefluoride由靠化学链接在一起的氟化乙烯单体组分构成的含氟热塑材料。聚偏二氟乙烯属于称为含氟聚合物的塑性材料系。

2.1.27热塑材料thermoplastics在温升状态下软化或流变，冷却时硬化的聚合物。这是一个可逆过程。热塑材料的范例有：聚丙烯（PP），聚乙烯（PE），聚氟乙烯（PVF），聚偏二氟乙烯（PVF2)和聚酰胺（尼龙）。2.1.28热固性材料therrmoset

一旦固化不能再形成交链，并不可再重塑的聚合材料。常用的两种热固性材料为三元乙丙橡胶和腈橡胶。

2.2温度

2.2.1导体温度conductortemperature指载流导体表面的温度。该温度是电流在导体中流动所产生的热量、通过材料的热量散失以及环境温度的函数。由于扁电缆是非对称结构，会因其他电损而产生额外的热量。2.2.2额定温度rated temperatur电缆能连续工作而不会使材料产生明显老化的最高导体温度。2.2.3运行温度operating temperature在稳定状态运行期间导体的温度。最高运行温度称为额定温度。2.2.4井底温度bottom hole temperature射孔井段中部的静态温度。

2.2.5环境温度ambient temperature电缆周围任何点的温度。在井下环境中，环境温度取决于诸如油藏温度、井下沉没设备产生的温升、并温的分布以及并液、泡沫和气体的导热性等许多变量。2.3品牌1）

2.3.1阿佩科（Apical?）

阿佩科是联合化工公司（AlliedChemical）生产的一种聚酰亚胺产品品牌，该产品可被直接用在芯线的外表作为辅助绝缘层。由于阿佩科（Apical)无熔点，所以采用氟化乙丙烯（FEP)作为聚酰亚胺的叠层材料，目的在于制造时提供热封结构。2.3.2哈勒（Halar?）

哈勒（Halar）是美国奥塞蒙特（Ausimont）公司生产的-种乙四氟乙烯产品品牌。1）文中提供的产品品牌是为了给本国标准的使用者提供方便，而不是全国石油钻采设备及工具标准化委员会对这些产品的认可。

2.3.3 哈伦（Halon ET?)

GB/T 17389—1998

哈伦(Halon)是美国奥塞蒙特（Ausimont)公司生产的一种乙四氟乙烯产品品牌。2.3.4卡普顿（Kapton?)

卡普顿(Kapton）是美国杜邦(Dupont)公司生产的一种聚酰亚胺产品品牌，该产品可直接被用在导体的外表作为主绝缘层。由于卡普顿(Kapton)无熔点，所以采用泰氟隆氟化乙丙烯（TeflonFEP）作为聚酰亚胺的叠层材料，目的在于为其在制造时提供热封结构。2.3.5 凯纳(Kynar?)

凯纳(Kynar）是潘瓦尔特（Pennwalt)公司生产的-一种聚偏二氟乙烯（PVF，）产品品牌。通常用作编织层和挤制绝缘套。

2.3.6耐伦（Nylon）

耐伦是聚酰胺的品牌。耐伦的供货商很多，一般用作编织层。2.3.7泰德勒（Tedlar?)

泰德勒是美国杜邦（Dupont）公司生产的一种聚氟乙烯（PVF）产品品牌。通常用作绝缘带。2.3.8泰氟隆氟化乙丙烯（TeflonFEpR）泰氟隆氟化乙丙烯是美国杜邦（Dupont）公司生产的一种产品品牌。该产品通常用作聚酰亚胺的叠层材料形成一种热封带或可挤制层。2.3.9泰氟泽（Tefzel?）

泰氟泽是美国杜邦（Dupont）公司生产的一种产品品牌。该产品通常用作阻挡带或可挤制阻挡层。2.4构成说明和附图目录

2.4.1范围

本章包括与电缆结构有关的图例。关于联接和终端接头有关的内容参见第8章。2.4.2

电缆构成说明

绞线导气箍

导体和绝缘导气箍

辅助绝缘、种类

基本绝缘、种类

物理机械填料

护套、种类

2.4.3附图目录

参考章条

阻挡层

编织层

铅护层

衬垫层

抗压件

参考章条

导体构造形式

a）单股

b）同心并压紧绞合

c）压实绞合

圆电缆：聚丙烯绝缘、橡胶护套扁电缆：聚丙烯绝缘、腈橡胶护套a）标准型

b）束紧带和编织层型

c）加密封套型

GB/T 17389

—1998

2.5.6圆电缆：=元乙闪橡胶绝缘、=元乙闪橡胶护套或填料a）标准型

b）束紧带和编织层型

c）阻挡层和填料

2.5.7扁电缆：三元乙内橡胶绝缘、双层铠装2.5.8扁电缆：元乙丙橡胶绝缘、铅护套a）标准型

b）电机引接电缆

2.5.9扁电缆：三元乙丙橡胶绝缘、铅护套、抗压件2.5.4圆电缆：三元乙丙橡胶绝缘、腈橡胶护套2.5.5扁电缆：三元乙芮橡胶绝缘、腈橡胶扩套a）标推型

b）电机引接电缆

a）单股

b）同心并压紧绞合

绞线气封

a）标准型

b）边棱抗压型

c）电机引接电缆

c）乐实绞合

图2.5.1导体构造形式

基本绝缘.聚丙烯

物理机械填料

护套，腈橡胶

图2.5.2圆电缆：聚丙烯绝缘、睛橡胶护套740

a）标准型

GB/T 17389- 1998

b）束紧带和编织层型

导体和绝缘导气箍

基本绝绝·聚丙烯

护套，腈橡胶

阻挡层

编织层

扁电缆：聚丙烯绝缘、腈橡胶护套图

基本绝缘，EPDM

物理机械填料

护套，腈橡胶

阻挡层

编织层

c）加密封套型

图2.5.4圆电缆：三元乙丙橡胶绝缘、橡胶护套741

a）标准型

GB/T17389—1998

辅助绝缘

基本绝绝,EPDM

护套，腈橡胶

阻挡层

编织层

b）电机引接电缆

扁电缆：三元乙丙橡胶绝缘、腈橡胶护套图2.5.5

a）标准型

b）束紧带和编织层型

基本绝缘,EPDM

物理机械填料

护套，腈橡胶

阻挡层

编织层

c）阻挡层和填料

圆电缆：三元乙丙橡胶绝缘、三元乙丙橡胶护套或填料件号

a）标准型

GB/T17389—1998

基本绝缘.EPDM

扁电缆：三元乙丙橡胶绝缘、双层铠装b）电机引接电缆

辅助绝缘

基本绝绝,EPDM

铅包层

衬垫层

图2.5.8扁电缆：三元乙丙橡胶绝缘、铅护套7.13

3电缆导体

3.1总则

3.1.1说明

a）标准型

GB/T 17389 ---1998

b）边棱抗压型

辅助绝缘

基本绝缘，EPDM

阻挡层

编织层

铅包层

衬垫层

抗压件

c）电机引接电缆

图2.5.9扁电缆：三元乙丙橡胶绝缘、铅护套、抗压件铜或铝导体均可用于将交流电流由地面输送至电机。对于潜油泵的应用，导体的工业标准化尺寸主要为美国线规（AWG)1号、2号、4号和6号【见附录C(提示的附录)中表C1)。其他规格的电缆可专门订购。3.1.2应用

电缆的线规尺寸要依据其额定载流量、经济情况和井的环隙来选择。首先，用井筒环隙确定电缆的最大允许直径；其次，根据电机需要的电流和容许的电压降确定导体的最小尺寸；最后，进行不同电缆尺寸间的经济对比。

对于给定尺寸的导体，增大电流既会增加电力损耗，也会增加电缆的运行温度。在电流一定情况下，如增加导体尺寸会降低其电力损耗和运行温度。潜油电泵电缆可以购置多股绞合导体电缆，也可以购置单股导体电缆。单股导体直径最小。对于同线规尺寸的导体，绞股可以增加导体的直径和性。对于尺寸较大的线芯采用绞股较普遍，电机引接电缆通常采用单股导体。

单股导体可将气体的运移和因硫化氢造成的老化减至最小。填充气封化合物的“压紧”或“压实”绞合导体也是解决这些问题的另一办法。美国线规（AWG）直径是根据同心绞线规定的。压紧多股导体的直径是同心多股绞合导体直径的98%，压实多股绞合导体的直径为同心多股导体直径的92%。与铜导体相比，铝的成本低廉，重量也轻，因此对于同样安载流容量的电缆而言其制造成本会744

少的多。

3.1.3限制

GB/T17389---1998

铝一般不作为潜油泵用电缆导体的理想材料，因为其传导率仅为同线号铜导体的61%，因此，必须采用直径较大的导线来输送与铜导线相等的电流。井筒内的环隙会因此而变小。铝导体比铜导体更难进行联接和端接。在连接铝导体端子时，必须采用压紧式专用接头。在拆除绝缘层时，切勿在铝导体上留有刻痕铜导体的主要缺点是易被硫化氢（H,S）侵蚀。在高温井中应用，需采用连续铅皮完全地包住绝缘层，以避免此类问题的发生。

4电缆绝缘系统

4.1总则

4.1.1说明

绝缘材料将导体与一些其他传导材料间的电位隔离开来。绝缘层可以把导体的泄漏电流减至最小。采用不同种类的绝缘材料会影响其保持电隔离性能所需要的空间。4.1.2应用

用于油井潜油电缆的典型材料有类似于聚丙烯的热塑材料和类似于三元乙丙橡胶的热固复合材料。

有些电缆采用一一种由主要绝缘和辅助绝缘组成的复合绝缘系统。辅助绝缘一般采用绝缘膜或挤制的薄层材料，这些材料厚度小，介电强度（V/mm）高。就整个系统而言，这些绝缘材料提供了协同效应。4.1.3限制

这种辅助绝缘材料不能独立使用，必须与主要热塑材料或热固绝缘材料复合使用才能增加其电气和机械性能。

用聚乙烯或聚丙烯热塑材料绝缘的电缆，其额定温度要低于用热固材料绝缘的电缆。提高运行温度将会缩短电缆的寿命。一般情况下，随着温度的增高，电缆的寿命呈指数下降。通常以绝缘材料的脆化（老化变硬）来描述电缆的有效寿命。局部受热区域在靠近泵和电机处。绝缘材料其他形式的退化是因周期性压力和与井下化学剂接触的缘故。选择绝缘材料还要受井下环境、气体的类型和聚集条件的影响。在低温状态下操作潜油电泵用电缆不仅要受其绝缘材料类型的限制，而且还要受到护套材料的制约。如果电缆直被置放在低温环境中，需将其移至室内（15.6℃）升温至少48h后才能操作。作为指南，用聚丙烯绝缘材料的潜油电泵用电缆不应在温度低于一10℃情况下操作；用三元乙丙橡胶为绝缘层，橡胶为护套层的潜油电泵用电缆不应在温度低于一29℃情况下操作；用三元乙丙橡胶为绝缘层，三元乙丙橡胶为护套层的潜油电泵用电缆不应在温度低于一40℃情况下操作。4.2热塑材料

4.2.1说明

热塑材料是一种在加热至高温时能制成一定形状，降温后其形状保持不变的塑性材料。当再次增温超过其变形温度时，如果施加外力这种材料仍会变成新的形状。变形温度随着外力的增加而降低。典型的热塑材料包括聚艺烯，聚丙烯和聚酰胺。4.2.2应用

聚丙烯是-一种适用于低温油井环境，价格比较低廉的绝缘材料。适用温度范围为一10C（环境）至96℃（导体）。

4.2.3限制

适用温度范围是指在无化学侵蚀或不受任何机械力的理想工况下的范围。用聚芮烯绝缘的电缆不应在环境温度低于10℃情况下操作。在低温状态下弯曲会使绝缘材料龟裂。745

现行

北检院检验检测中心能够参考《GB/T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用》中的检验检测项目，对规范内及相关产品的技术要求及各项指标进行分析测试。并出具检测报告。

检测范围包含《GB/T 17389-1998 潜油电泵电缆系统的应用》中适用范围中的所有样品。