Nafta- ja gaasitööstus tugineb elektri- ja sidesüsteemidele peaaegu igas uurimise, puurimise, tootmise, töötlemise ja transpordi etapis. Nende süsteemide taga on lai valik spetsiaalseid kaableid, mis on ette nähtud toite ja signaalide edastamiseks, juhtimisseadmete ja side toetamiseks.
Erinevalt tavalistes kaubanduslikes või{0}}kergetööstuslikes keskkondades kasutatavatest kaablitest peavad nafta- ja gaasikaablid töötama õli, süsivesinike, kemikaalide, niiskuse, soolase vee, kuumuse, vibratsiooni, päikesevalguse ja mehaanilise pinge tingimustes.
Seetõttu ei ole õige kaabli valimine lihtsalt õige juhtme suuruse valimine. Arvesse tuleb võtta kaabli konstruktsiooni, isolatsiooni, ümbrist, varjestust, mehaanilist kaitset, temperatuuri reitingut ja kasutuskeskkonda.
Mis on nafta- ja gaasikaablid?
Nafta- ja gaasikaablid on nafta- ja gaasirajatistes kasutatavate elektri-, juhtimis-, mõõteriistade või sidesüsteemide kaablid.
Olenevalt rakendusest võidakse need installida:
- Nafta ja gaasi puurimisseadmed
- Maismaa tootmisrajatised
- Avamereplatvormid
- Rafineerimistehased
- Naftakeemiatehased
- Torujuhtmesüsteemid
- Pumbajaamad
- Kaevude logimise süsteemid
- Sukelpumbasüsteemid
- Nafta ja gaasi töötlemise rajatised
Pole olemas ühte kaablikonstruktsiooni, mis sobiks iga nafta- ja gaasirakendusega. Avamereplatvormil kasutatavale kaablile võivad nõuded olla väga erinevad kui maismaal asuvasse töötlemisettevõttesse paigaldatud või naftapuurkaevu paigutatud kaablile.
Nafta- ja gaasitööstuses kasutatavad levinumad kaablitüübid
1. Toitekaablid
Toitekaableid kasutatakse elektrienergia jaotamiseks mootoritele, pumpadele, kompressoritele, juhtimissüsteemidele, valgustusele ja muudele seadmetele.
Olenevalt elektrisüsteemist võivad nafta- ja gaasiettevõtted kasutada madala-, keskmise- või kõrge-pinge toitekaableid.
Tüüpilised kaalutlused hõlmavad järgmist:
- Pinge nimiväärtus
- Dirigendi suurus
- Temperatuuri reiting
- Isolatsioonimaterjal
- Leegikindlus
- Õli- ja kemikaalikindlus
- Mehaaniline kaitse
- Paigalduskeskkond
Kui on vaja täiendavat mehaanilist kaitset, võib valida soomustatud toitekaableid.
2. Juhtkaablid
Juhtkaablid edastavad elektrilisi signaale, mida kasutatakse tööstusseadmete käitamiseks ja jälgimiseks.
Neid võib leida juhtimissüsteemidest:
- Mootorid
- Pumbad
- Klapid
- Jaotusseadmed
- Protsessi seadmed
- Tööstuslikud masinad
Kuna juhtimissüsteemid võivad ühes kaablis sisaldada mitut vooluahelat, on mitmetuumalised konstruktsioonid tavalised.
Olenevalt paigalduskeskkonnast võivad juhtkaablid olla varjestatud, soomustatud, õlikindlad, leegiaeglustavad või mõeldud välitingimustes kasutamiseks.
3. Instrumentide kaablid
Instrumentaalkaableid kasutatakse madala{0}}taseme signaalide edastamiseks väliinstrumentide ja juhtimissüsteemide vahel.
Näiteks saavad nad ühendada:
- Rõhuandurid
- Temperatuuriandurid
- Vooluhulgamõõturid
- Taseme instrumendid
- Saatjad
- Protsessi jälgimise seadmed
Signaali terviklikkus on mõõteriistade jaoks eriti oluline. Varjestus- ja keerdpaarkonstruktsioone{1}}kasutatakse tavaliselt elektromagnetiliste häirete ja signaali soovimatu sidumise vähendamiseks.
Instrumentide kaablid võivad olenevalt rakendusest olla konstrueeritud ka üksiku paarivarjestuse, üldise varjestusega või mõlemaga.
4. VFD kaablid
Variable Frequency Drive (VFD) kaableid kasutatakse muutuva sagedusega ajamite ja mootorite vahel.
VFD-süsteemid võivad tekitada{0}}kõrgsageduslikku elektrilist müra ja elektromagnetilisi häireid. Sel põhjusel sisaldavad nendes süsteemides kasutatavad kaablid tavaliselt varjestust ja hoolikalt kavandatud maandust.
Tüüpilised VFD-kaabli funktsioonid võivad hõlmata järgmist:
- Mitu juhti
- Sümmeetrilised või maandusjuhtmed
- Üldine varjestus
- Paindlik konstruktsioon
- Õli-kindel jope
- Täiustatud elektromagnetiline ühilduvus
Neid kaableid kasutatakse laialdaselt pumpade, kompressorite, ventilaatorite ja muude{0}}mootoriga käitatavate seadmete jaoks.
5. Kaasaskantavad ja paindlikud toitekaablid
Nafta- ja gaasitoimingud hõlmavad sageli seadmeid, mida tuleb nõudlikus väliskeskkonnas teisaldada, ajutiselt paigaldada või ühendada.
Seetõttu kasutatakse kaasaskantavaid toitekaableid sellistes rakendustes nagu:
- Puurimisseadmed
- Ajutised elektrisüsteemid
- Tööstuslikud masinad
- Pumbad
- Kaasaskantavad seadmed
Need kaablid peavad võib-olla taluma korduvat painutamist, hõõrdumist, õliga kokkupuudet, päikesevalgust, niiskust ja karme ilmastikutingimusi.
Paindlikkus ja mehaaniline vastupidavus võivad olla sama olulised kui elektriline jõudlus.
6. Avamere- ja merekaablid
Avamere nafta- ja gaasirajatised toovad kaasa veel ühe väljakutse.
Avamereplatvormidele, puurimislaevadele ja muudele mererajatistele paigaldatud kaablid võivad kokku puutuda:
- Soolane vesi
- Kõrge õhuniiskus
- UV-kiirgus
- Tuul ja ilm
- Õli ja kemikaalid
- Mehaaniline pinge
- Vibratsioon
- Tuleohud
Mere- ja avamerekaablid on seetõttu sageli projekteeritud lisanõuetega leegi jõudluse, vähese suitsususe, korrosioonikindluse, mehaanilise kaitse ja keskkonna vastupidavuse osas.
Mõned rakendused võivad vajada ka spetsiaalseid soomust või veekindlaid konstruktsioone-.
7. Sukelpumba kaablid
Sukelpumbakaableid kasutatakse kaevudesse või muudesse sukelkeskkondadesse paigaldatud pumpade toiteallikaks.
Need kaablid töötavad tingimustes, mis erinevad oluliselt tavapärastest{0}}maapealsetest paigaldustest.
Olenevalt rakendusest peavad need vastu pidama:
- Pidev kokkupuude vedelikega
- Kõrgendatud temperatuurid
- Surve
- Nafta ja süsivesinikud
- Mehaaniline pinge
- Pikaajaline{0}}kümblus
Seetõttu tuleb kaabli konstruktsioon valida vastavalt pumbasüsteemile, paigaldussügavusele, temperatuurile, vedeliku koostisele ja elektrinõuetele.
8. Sidekaablid
Kaasaegsed nafta- ja gaasirajatised sõltuvad suuresti seire, automatiseerimise, andmeedastuse ja kaugjuhtimise sidevõrkudest.
Sidesüsteemid võivad kasutada:
- Vasest sidekaablid
- Koaksiaalkaablid
- Tööstuslikud Etherneti kaablid
- Kiudoptilised kaablid
Fiiberoptilised kaablid on eriti kasulikud, kui olulised on pikad edastuskaugused, suur ribalaius või vastupidavus elektromagnetiliste häirete suhtes.
Tööstusrajatistes kasutatavad sidekaablid võivad samuti vajada tõhustatud mehaanilist ja keskkonnakaitset.
Miks vajavad nafta- ja gaasirakendused spetsiaalseid kaableid?
Tegevuskeskkond on üks peamisi põhjusi.
Nafta- ja gaasirajatisse paigaldatud kaabel võib korraga kokku puutuda mitme keskkonnakoormusega.
Kokkupuude nafta ja süsivesinikega
Õli, kütus, süsivesinikud ja nafta{0}}põhised ained võivad mõjutada teatud isolatsiooni- ja mantelmaterjale.
Seetõttu peab väliskate sobima eeldatavate kemikaalide ja vedelikega.
Keemiline kokkupuude
Nafta- ja gaasirajatised võivad sisaldada happeid, lahusteid, söövitavaid kemikaale ja muid agressiivseid aineid.
Kaabli materjalid tuleks valida vastavalt tegelikule keemilisele keskkonnale, mitte tugineda üldisele "tööstuslikule" hinnangule.
Kõrged ja madalad temperatuurid
Kaablid võivad kokku puutuda kõrge töötemperatuuri, kuuma seadmete, päikesevalguse või madala ümbritseva õhu temperatuuriga.
Nii isolatsioon kui ka mantel peavad säilitama oma nõutavad mehaanilised ja elektrilised omadused eeldatavas temperatuurivahemikus.
Vesi ja soolane vesi
Avamererajatised võivad kaablid puutuda kokku pideva niiskuse, vihma, pritsmete ja soolase veega.
Veekindlus ja korrosioonikindlus muutuvad eriti oluliseks merekeskkonnas.
Mehaaniline stress
Kaablid võivad kogeda:
- Tõmbejõud
- Painutamine
- Vibratsioon
- Hõõrdumine
- Mõju
- Purustamine
Olenevalt paigaldustingimustest võib kasutada soomust, punutist, spetsiaalseid jakke ja painduvaid konstruktsioone.
Tuli ja suits
Nafta- ja gaasirajatiste puhul on veel üks oluline aspekt tuleohutus.
Olenevalt projekti nõuetest võivad kaablid tagada leegiaeglustuse, tulekindluse, madala suitsuheite või vähendatud halogeeni omadused.
Täpsed nõuded sõltuvad kehtivatest standarditest, projekti spetsifikatsioonidest ja paigalduskeskkonnast.
Kus kasutatakse nafta- ja gaasikaableid?
Nafta- ja gaasikaableid võib leida kogu tööstusest.
Puurimissüsteemid
Puurimisseadmed kasutavad puurimisseadmete käitamiseks ja jälgimiseks võimsust, juhtimist, mõõteriistu, sidet ja painduvaid kaableid.
Naftakaevude ja puurkaevude süsteemid
Puuraugurakendused võivad vajada spetsiaalseid kaableid, mis on võimelised töötama kõrgel temperatuuril, rõhul ja kokkupuutel kaevuvedelikega.
Avamereplatvormid
Avamererajatiste jaoks on vaja kaableid, mis suudavad taluda merekeskkonda, sealhulgas soolase vee, niiskuse, UV-kiirguse, vibratsiooni ja tulega{0}}seotud nõudeid.
Rafineerimistehased ja naftakeemiatehased
Rafineerimistehased sisaldavad suurel hulgal mootoreid, pumpasid, ventiile, andureid, juhtimissüsteeme ja sidevõrke.
Seetõttu kasutatakse laialdaselt toite-, juhtimis-, mõõteriistade ja tööstuslikke sidekaableid.
Torujuhtmed ja pumbajaamad
Torujuhtmesüsteemid kasutavad pumpamiseks, jälgimiseks, mõõtmiseks, juhtimiseks ja ohutussüsteemideks elektri- ja sideinfrastruktuuri.
Kuidas valida õige nafta- ja gaasikaabel?
Õige kaabel tuleks valida vastavalt tegelikule rakendusele, mitte valida lihtsalt kaablit, millel on silt "õli ja gaas".
Oluliste tegurite hulka kuuluvad:
1. Rakendus
Tehke kindlaks, kas kaablit kasutatakse toiteks, juhtimiseks, mõõteriistadeks, sideks, puurimiseks, pumpamiseks või muuks otstarbeks.
2. Pinge- ja elektrinõuded
Võtke arvesse pinge nimiväärtust, vooluvõimsust, juhtme suurust, sagedust ja maandusnõudeid.
3. Paigalduskeskkond
Tehke kindlaks, kas kaabel paigaldatakse siseruumides, väljas, maa all, avameres, vee all, ohtlikus piirkonnas või auku.
4. Temperatuur
Kontrollige nii minimaalset kui ka maksimaalset töötemperatuuri.
5. Keemiline kokkupuude
Tuvastage õlid, süsivesinikud, kemikaalid ja muud ained, mis võivad kaabliga kokku puutuda.
6. Mehaanilised nõuded
Kaaluge painutamist, vibratsiooni, tõmbamist, muljumist, lööki ja hõõrdumist.
7. Varjestus ja maandus
Mõõteriistade, side ja VFD rakenduste puhul võivad varjestus ja maandus olla olulised signaali kvaliteedi säilitamisel ja elektromagnetiliste häirete kontrollimisel.
8. Tuleetendus
Olenevalt projektist võib olla vaja arvestada leegiaeglustuse, tulekindluse, suitsuheite ja halogeeni nõudeid.
9. Kohaldatavad standardid
Nõuded kaablitele võivad riigi, tööstusharu, paigaldusmeetodi ja projekti spetsifikatsioonide lõikes erineda. Enne kaabli valimist tuleb kinnitada kohaldatavad IEC, UL, NEC, IEEE, API, mere- või muu projektispetsiifilised nõuded.