Przemysł naftowy i gazowy opiera się na systemach elektrycznych i komunikacyjnych na niemal każdym etapie poszukiwań, wierceń, produkcji, przetwarzania i transportu. Za tymi systemami kryje się szeroka gama specjalistycznych kabli zaprojektowanych do dostarczania zasilania, przesyłania sygnałów, sprzętu sterującego i wspierania komunikacji.
W przeciwieństwie do kabli stosowanych w zwykłych środowiskach komercyjnych lub{0}lekkim przemyśle, kable naftowe i gazowe mogą być narażone na działanie oleju, węglowodorów, chemikaliów, wilgoci, słonej wody, ciepła, wibracji, światła słonecznego i naprężeń mechanicznych.
Wybór odpowiedniego kabla nie polega zatem po prostu na wyborze odpowiedniego rozmiaru przewodu. Należy wziąć pod uwagę konstrukcję kabla, izolację, płaszcz, ekranowanie, ochronę mechaniczną, temperaturę znamionową i środowisko zastosowania.
Czym są kable naftowe i gazowe?
Kable naftowe i gazowe to kable przeznaczone do zasilania elektrycznego, sterowania, oprzyrządowania lub systemów komunikacyjnych stosowanych w obiektach naftowych i gazowych.
W zależności od zastosowania mogą być instalowane w:
- Wiertnice do ropy i gazu
- Zakłady produkcyjne na lądzie
- Platformy offshore
- Rafinerie
- Zakłady petrochemiczne
- Systemy rurociągów
- Przepompownie
- Cóż, systemy logowania
- Zatapialne systemy pompowe
- Urządzenia do przetwarzania ropy i gazu
Nie ma jednej konstrukcji kabla, która pasowałaby do każdego zastosowania w przemyśle naftowym i gazowym. Kabel używany na platformie morskiej może mieć zupełnie inne wymagania niż kabel zainstalowany w lądowym zakładzie przetwórczym lub ułożony w szybie naftowym.
Typowe typy kabli stosowanych w przemyśle naftowym i gazowym
1. Kable zasilające
Kable zasilające służą do dystrybucji energii elektrycznej do silników, pomp, sprężarek, systemów sterowania, oświetlenia i innego sprzętu.
W zależności od systemu elektrycznego w zakładach naftowych i gazowych mogą być stosowane kable zasilające niskiego, średniego- lub wysokiego-napięcia.
Typowe rozważania obejmują:
- Napięcie znamionowe
- Rozmiar przewodnika
- Ocena temperatury
- Materiał izolacyjny
- Odporność na płomień
- Odporność na olej i chemikalia
- Ochrona mechaniczna
- Środowisko instalacyjne
Tam, gdzie wymagana jest dodatkowa ochrona mechaniczna, można wybrać opancerzone kable zasilające.
2. Kable sterujące
Kable sterujące przesyłają sygnały elektryczne wykorzystywane do obsługi i monitorowania urządzeń przemysłowych.
Można je spotkać w systemach sterujących:
- Silniki
- Lakierki
- Zawory
- Rozdzielnica
- Sprzęt procesowy
- Maszyny przemysłowe
Ponieważ systemy sterowania mogą zawierać wiele obwodów w tym samym kablu, powszechne są konstrukcje wielożyłowe.
W zależności od środowiska instalacji kable sterujące mogą być ekranowane, zbrojone, olejoodporne, trudnopalne lub przeznaczone do użytku na zewnątrz.
3. Kable oprzyrządowania
Kable przyrządowe służą do przesyłania-sygnałów niskiego poziomu pomiędzy przyrządami terenowymi a systemami sterowania.
Mogą na przykład połączyć:
- Czujniki ciśnienia
- Czujniki temperatury
- Przepływomierze
- Instrumenty poziomu
- Nadajniki
- Sprzęt do monitorowania procesu
Integralność sygnału jest szczególnie ważna w przypadku systemów oprzyrządowania. Konstrukcje ekranujące i skrętki-są powszechnie stosowane w celu ograniczenia zakłóceń elektromagnetycznych i niepożądanego sprzężenia sygnału.
Kable oprzyrządowania mogą być również zaprojektowane z ekranowaniem pojedynczej pary, ekranowaniem ogólnym lub obydwoma, w zależności od zastosowania.
4. Kable VFD
Kable napędu o zmiennej częstotliwości (VFD) są stosowane pomiędzy napędami o zmiennej częstotliwości a silnikami.
Systemy VFD mogą generować-szum elektryczny o wysokiej częstotliwości i zakłócenia elektromagnetyczne. Z tego powodu kable stosowane w tych systemach zwykle zawierają ekranowanie i starannie zaprojektowane układy uziemiające.
Typowe cechy kabla VFD mogą obejmować:
- Wielu przewodników
- Przewody symetryczne lub uziemiające
- Ogólne ekranowanie
- Elastyczna konstrukcja
- Kurtka-odporna na olej
- Zwiększona kompatybilność elektromagnetyczna
Kable te są szeroko stosowane w pompach, sprężarkach, wentylatorach i innym sprzęcie-napędzanym silnikiem.
5. Przenośne i elastyczne kable zasilające
Operacje naftowe i gazowe często wymagają sprzętu, który należy przenieść, tymczasowo zainstalować lub podłączyć w wymagających warunkach zewnętrznych.
Dlatego przenośne kable zasilające są wykorzystywane do takich zastosowań jak:
- Sprzęt wiertniczy
- Tymczasowe systemy zasilania
- Maszyny przemysłowe
- Lakierki
- Sprzęt przenośny
Kable te mogą wymagać odporności na wielokrotne zginanie, ścieranie, działanie oleju, światło słoneczne, wilgoć i trudne warunki pogodowe.
Elastyczność i trwałość mechaniczna mogą być równie ważne jak parametry elektryczne.
6. Kable morskie i morskie
Morskie instalacje naftowe i gazowe stwarzają kolejny zestaw wyzwań.
Kable instalowane na platformach morskich, statkach wiertniczych i innych obiektach morskich mogą być narażone na:
- Słona woda
- Wysoka wilgotność
- Promieniowanie UV
- Wiatr i pogoda
- Ropa i chemikalia
- Naprężenia mechaniczne
- Wibracja
- Zagrożenia pożarowe
Dlatego kable morskie i morskie są często projektowane z dodatkowymi wymaganiami dotyczącymi płomienia, niskiego poziomu dymu, odporności na korozję, ochrony mechanicznej i trwałości środowiskowej.
Niektóre zastosowania mogą również wymagać specjalistycznych konstrukcji pancernych lub-wodoodpornych.
7. Kable pomp głębinowych
Kable do pomp głębinowych służą do zasilania pomp zainstalowanych w studniach lub innych środowiskach zanurzonych.
Kable te działają w warunkach znacznie różniących się od konwencjonalnych instalacji naziemnych.
W zależności od zastosowania mogą wymagać wytrzymałości:
- Ciągłe narażenie na płyny
- Podwyższone temperatury
- Ciśnienie
- Ropa naftowa i węglowodory
- Naprężenia mechaniczne
- Długotrwałe-zanurzenie
Dlatego konstrukcję kabla należy dobrać odpowiednio do systemu pompy, głębokości montażu, temperatury, składu cieczy i wymagań elektrycznych.
8. Kable komunikacyjne
Nowoczesne obiekty naftowe i gazowe w dużym stopniu zależą od sieci komunikacyjnych w zakresie monitorowania, automatyzacji, transmisji danych i zdalnego sterowania.
Systemy komunikacji mogą wykorzystywać:
- Miedziane kable komunikacyjne
- Kable koncentryczne
- Przemysłowe kable Ethernet
- Kable światłowodowe
Kable światłowodowe są szczególnie przydatne tam, gdzie ważne są duże odległości transmisji, duża przepustowość lub odporność na zakłócenia elektromagnetyczne.
Kable komunikacyjne stosowane w obiektach przemysłowych mogą również wymagać zwiększonej ochrony mechanicznej i środowiskowej.
Dlaczego zastosowania w przemyśle naftowym i gazowym wymagają specjalnych kabli?
Środowisko operacyjne jest jednym z głównych powodów.
Kabel zainstalowany w zakładzie naftowo-gazowym może podlegać jednocześnie kilku obciążeniom środowiskowym.
Narażenie na ropę i węglowodory
Olej, paliwo, węglowodory i substancje-na bazie ropy naftowej mogą wpływać na niektóre materiały izolacyjne i płaszczowe.
Dlatego płaszcz zewnętrzny musi być kompatybilny z oczekiwanymi chemikaliami i płynami.
Narażenie chemiczne
Obiekty naftowe i gazowe mogą zawierać kwasy, rozpuszczalniki, żrące chemikalia i inne agresywne substancje.
Materiały na kable należy wybierać zgodnie z rzeczywistym środowiskiem chemicznym, a nie polegać na ogólnej ocenie „przemysłowej”.
Wysokie i niskie temperatury
Kable mogą być narażone na działanie wysokich temperatur roboczych, gorącego sprzętu, światła słonecznego lub niskich temperatur otoczenia.
Zarówno izolacja, jak i płaszcz muszą zachować wymagane właściwości mechaniczne i elektryczne w oczekiwanym zakresie temperatur.
Woda i słona woda
Obiekty na morzu mogą narażać kable na ciągłe działanie wilgoci, deszczu, rozprysków i słonej wody.
Wodoodporność i odporność na korozję stają się szczególnie ważne w środowiskach morskich.
Naprężenie mechaniczne
Kable mogą doświadczać:
- Siły ciągnące
- Pochylenie się
- Wibracja
- Abrazja
- Uderzenie
- Miażdżący
W zależności od warunków montażu można zastosować zbroje, plecionki, specjalne płaszcze i konstrukcje elastyczne.
Ogień i Dym
Bezpieczeństwo przeciwpożarowe to kolejna ważna kwestia w obiektach naftowych i gazowych.
W zależności od wymagań projektu, kable mogą wymagać zapewnienia ognioodporności, odporności ogniowej, niskiej emisji dymu lub zmniejszonych właściwości halogenowych.
Dokładne wymagania zależą od obowiązujących norm, specyfikacji projektu i środowiska instalacji.
Gdzie stosuje się kable naftowe i gazowe?
Kable naftowe i gazowe można znaleźć w całej branży.
Systemy wiertnicze
Wiertnice wykorzystują kable zasilające, sterujące, oprzyrządowania, komunikacyjne i elastyczne do obsługi i monitorowania sprzętu wiertniczego.
Studnie naftowe i systemy odwiertów
Zastosowania wiertnicze mogą wymagać specjalistycznych kabli zdolnych do pracy w wysokiej temperaturze, ciśnieniu i narażeniu na płyny ze studni.
Platformy offshore
Obiekty na morzu wymagają kabli, które wytrzymają warunki morskie, w tym słoną wodę, wilgoć, ekspozycję na promieniowanie UV, wibracje i wymagania związane z ogniem.-
Rafinerie i zakłady petrochemiczne
Rafinerie zawierają dużą liczbę silników, pomp, zaworów, czujników, systemów sterowania i sieci komunikacyjnych.
Dlatego powszechnie stosuje się kable zasilające, sterujące, oprzyrządowania i komunikacji przemysłowej.
Rurociągi i przepompownie
Systemy rurociągów wykorzystują infrastrukturę elektryczną i komunikacyjną do pompowania, monitorowania, oprzyrządowania, sterowania i systemów bezpieczeństwa.
Jak wybrać odpowiedni kabel do ropy i gazu?
Należy wybrać odpowiedni kabel w zależności od rzeczywistego zastosowania, a nie po prostu wybierać kabel z etykietą „ropa i gaz”.
Ważne czynniki obejmują:
1. Zastosowanie
Określ, czy kabel będzie używany do zasilania, sterowania, oprzyrządowania, komunikacji, wiercenia, pompowania lub do innych celów.
2. Wymagania dotyczące napięcia i prądu elektrycznego
Należy wziąć pod uwagę napięcie znamionowe, obciążalność prądową, rozmiar przewodu, częstotliwość i wymagania dotyczące uziemienia.
3. Środowisko instalacji
Określ, czy kabel będzie instalowany wewnątrz, na zewnątrz, pod ziemią, na morzu, pod wodą, w obszarze niebezpiecznym czy w odwiercie.
4. Temperatura
Sprawdź minimalną i maksymalną temperaturę roboczą.
5. Narażenie chemiczne
Zidentyfikuj oleje, węglowodory, chemikalia i inne substancje, które mogą stykać się z kablem.
6. Wymagania mechaniczne
Weź pod uwagę zginanie, wibracje, ciągnięcie, zgniatanie, uderzenia i ścieranie.
7. Ekranowanie i uziemienie
W przypadku oprzyrządowania, komunikacji i zastosowań VFD ekranowanie i uziemienie mogą mieć kluczowe znaczenie dla utrzymania jakości sygnału i kontrolowania zakłóceń elektromagnetycznych.
8. Wydajność ogniowa
W zależności od projektu może zaistnieć potrzeba uwzględnienia wymagań dotyczących ognioodporności, odporności ogniowej, emisji dymu i halogenów.
9. Obowiązujące standardy
Wymagania dotyczące kabli mogą się różnić w zależności od kraju, branży, metody instalacji i specyfikacji projektu. Przed wybraniem kabla należy sprawdzić obowiązujące wymagania IEC, UL, NEC, IEEE, API, wymagania morskie lub inne{1}}specyficzne wymagania projektu.