Olie- og gasindustrien er afhængig af elektriske og kommunikationssystemer i næsten alle stadier af efterforskning, boring, produktion, forarbejdning og transport. Bag disse systemer er en bred vifte af specialiserede kabler designet til at levere strøm, sende signaler, styre udstyr og understøtte kommunikation.
I modsætning til kabler, der bruges i almindelige kommercielle eller lette-industrielle miljøer, skal olie- og gaskabler muligvis fungere under tilstedeværelse af olie, kulbrinter, kemikalier, fugt, saltvand, varme, vibrationer, sollys og mekanisk belastning.
At vælge det rigtige kabel er derfor ikke blot et spørgsmål om at vælge den rigtige lederstørrelse. Kabelkonstruktionen, isoleringen, kappen, afskærmningen, den mekaniske beskyttelse, temperaturklassificeringen og anvendelsesmiljøet skal alle overvejes.
Hvad er olie- og gaskabler?
Olie- og gaskabler er kabler designet til elektrisk strøm, kontrol, instrumentering eller kommunikationssystemer, der anvendes i olie- og gasanlæg.
Afhængigt af applikationen kan de installeres i:
- Olie- og gasborerigge
- Produktionsfaciliteter på land
- Offshore platforme
- Raffinaderier
- Petrokemiske anlæg
- Rørledningssystemer
- Pumpestationer
- Brøndlogningssystemer
- Dykpumpesystemer
- Olie- og gasbehandlingsanlæg
Der er ikke et enkelt kabeldesign, der passer til enhver olie- og gasapplikation. Et kabel, der bruges på en offshore platform, kan have meget forskellige krav end et kabel, der er installeret inde i et onshore behandlingsanlæg eller installeret ned i en oliebrønd.
Almindelige typer kabler, der bruges i olie- og gasindustrien
1. Strømkabler
Strømkabler bruges til at distribuere elektrisk strøm til motorer, pumper, kompressorer, styresystemer, belysning og andet udstyr.
Afhængigt af det elektriske system kan olie- og gasanlæg bruge strømkabler med lav-, mellem- eller høj-spænding.
Typiske overvejelser omfatter:
- Spændingsmærke
- Lederens størrelse
- Temperaturvurdering
- Isoleringsmateriale
- Flammemodstand
- Olie- og kemikalieresistens
- Mekanisk beskyttelse
- Installationsmiljø
Pansrede strømkabler kan vælges, hvor der kræves yderligere mekanisk beskyttelse.
2. Styrekabler
Kontrolkabler transmitterer elektriske signaler, der bruges til at betjene og overvåge industrielt udstyr.
De kan findes i systemer, der kontrollerer:
- Motorer
- Pumper
- Ventiler
- Koblingsudstyr
- Procesudstyr
- Industrielle maskiner
Fordi kontrolsystemer kan indeholde flere kredsløb inden for det samme kabel, er multi-kernekonstruktioner almindelige.
Afhængigt af installationsmiljøet kan styrekabler være skærmede, pansrede, oliebestandige, flammehæmmende eller designet til udendørs brug.
3. Instrumenteringskabler
Instrumenteringskabler bruges til at transmittere lavt-niveausignaler mellem feltinstrumenter og styresystemer.
For eksempel kan de forbinde:
- Tryksensorer
- Temperaturfølere
- Flowmålere
- Niveau instrumenter
- Sendere
- Procesovervågningsudstyr
Signalintegritet er særlig vigtig for instrumenteringssystemer. Afskærmende og snoede-parkonstruktioner bruges almindeligvis til at reducere elektromagnetisk interferens og uønsket signalkobling.
Instrumenteringskabler kan også designes med individuelt par afskærmning, overordnet afskærmning eller begge dele, afhængigt af applikationen.
4. VFD-kabler
Variable Frequency Drive (VFD) kabler bruges mellem variabel frekvens drev og motorer.
VFD-systemer kan generere høj-elektrisk støj og elektromagnetisk interferens. Af denne grund indeholder kabler, der bruges i disse systemer, almindeligvis afskærmning og omhyggeligt designede jordingsarrangementer.
Typiske VFD-kabelfunktioner kan omfatte:
- Flere ledere
- Symmetriske eller jordede ledere
- Samlet afskærmning
- Fleksibel konstruktion
- Olie-afvisende jakke
- Forbedret elektromagnetisk kompatibilitet
Disse kabler bruges i vid udstrækning til pumper, kompressorer, ventilatorer og andet motor-drevet udstyr.
5. Bærbare og fleksible strømkabler
Olie- og gasdrift involverer ofte udstyr, der skal flyttes, midlertidigt installeres eller tilsluttes i krævende udendørsmiljøer.
Bærbare strømkabler bruges derfor til applikationer som:
- Boreudstyr
- Midlertidige strømsystemer
- Industrielle maskiner
- Pumper
- Bærbart udstyr
Disse kabler skal muligvis modstå gentagne bøjninger, slid, olieeksponering, sollys, fugt og barske vejrforhold.
Fleksibilitet og mekanisk holdbarhed kan være lige så vigtig som elektrisk ydeevne.
6. Offshore- og havkabler
Offshore olie- og gasanlæg introducerer endnu et sæt udfordringer.
Kabler installeret på offshore platforme, borefartøjer og andre marine faciliteter kan blive udsat for:
- Saltvand
- Høj luftfugtighed
- UV-stråling
- Vind og vejr
- Olie og kemikalier
- Mekanisk stress
- Vibration
- Brandfarer
Marine- og offshorekabler er derfor ofte designet med yderligere krav til flammeydelse, lav røg, korrosionsbestandighed, mekanisk beskyttelse og miljømæssig holdbarhed.
Nogle applikationer kan også kræve specialiseret armering eller vandafvisende konstruktioner.-
7. Dykpumpekabler
Dykpumpekabler bruges til at levere strøm til pumper installeret i brønde eller andre nedsænkede miljøer.
Disse kabler fungerer under forhold, der er meget forskellige fra konventionelle overjordiske-installationer.
Afhængigt af applikationen skal de muligvis modstå:
- Kontinuerlig udsættelse for væsker
- Forhøjede temperaturer
- Tryk
- Olie og kulbrinter
- Mekanisk stress
- Langvarig-fordybelse
Kabelkonstruktionen skal derfor vælges efter pumpesystem, installationsdybde, temperatur, væskesammensætning og elektriske krav.
8. Kommunikationskabler
Moderne olie- og gasanlæg er stærkt afhængige af kommunikationsnetværk til overvågning, automatisering, datatransmission og fjernstyring.
Kommunikationssystemer kan bruge:
- Kobber kommunikationskabler
- Koaksialkabler
- Industrielle Ethernet-kabler
- Fiberoptiske kabler
Fiberoptiske kabler er særligt nyttige, hvor lange transmissionsafstande, høj båndbredde eller immunitet over for elektromagnetisk interferens er vigtige.
Kommunikationskabler, der bruges i industrielle faciliteter, kan også kræve forbedret mekanisk og miljømæssig beskyttelse.
Hvorfor kræver olie- og gasapplikationer specielle kabler?
Driftsmiljøet er en af hovedårsagerne.
Et kabel installeret i et olie- og gasanlæg kan støde på flere miljøbelastninger på samme tid.
Eksponering for olie og kulbrinter
Olie, brændstof, kulbrinter og petroleum-baserede stoffer kan påvirke visse isolerings- og kappematerialer.
Yderjakken skal derfor være kompatibel med de forventede kemikalier og væsker.
Kemisk eksponering
Olie- og gasanlæg kan indeholde syrer, opløsningsmidler, ætsende kemikalier og andre aggressive stoffer.
Kabelmaterialer bør vælges i henhold til det faktiske kemiske miljø i stedet for at stole på en generel "industriel" vurdering.
Høje og lave temperaturer
Kabler kan blive udsat for høje driftstemperaturer, varmt udstyr, sollys eller lave omgivende temperaturer.
Både isolering og kappe skal bevare deres nødvendige mekaniske og elektriske egenskaber inden for det forventede temperaturområde.
Vand og saltvand
Offshoreanlæg kan udsætte kabler for vedvarende fugt, regn, sprøjt og saltvand.
Vandbestandighed og korrosionsbestandighed bliver særligt vigtige i havmiljøer.
Mekanisk stress
Kabler kan opleve:
- Trækkræfter
- Bøjning
- Vibration
- Afslidning
- Indvirkning
- Knusende
Panser, fletning, specielle jakker og fleksible konstruktioner kan bruges afhængigt af installationsforholdene.
Ild og røg
Brandsikkerhed er en anden vigtig overvejelse i olie- og gasanlæg.
Afhængigt af projektets krav skal kabler muligvis give flammehæmning, brandmodstand, lav røgemission eller reducerede halogenegenskaber.
De nøjagtige krav afhænger af de gældende standarder, projektspecifikationer og installationsmiljø.
Hvor bruges olie- og gaskabler?
Olie- og gaskabler kan findes i hele branchen.
Boresystemer
Borerigge bruger strøm, kontrol, instrumentering, kommunikation og fleksible kabler til at betjene og overvåge boreudstyr.
Oliebrønde og borehullssystemer
Anvendelser i borehullet kan kræve specialiserede kabler, der er i stand til at fungere under høj temperatur, tryk og udsættelse for brøndvæsker.
Offshore platforme
Offshorefaciliteter kræver kabler, der er i stand til at håndtere havmiljøer, herunder saltvand, fugtighed, UV-eksponering, vibrationer og-brandrelaterede krav.
Raffinaderier og petrokemiske anlæg
Raffinaderier indeholder et stort antal motorer, pumper, ventiler, sensorer, styresystemer og kommunikationsnetværk.
Strøm-, kontrol-, instrumenterings- og industrielle kommunikationskabler er derfor meget brugt.
Rørledninger og pumpestationer
Rørledningssystemer bruger elektrisk og kommunikationsinfrastruktur til pumpning, overvågning, instrumentering, kontrol og sikkerhedssystemer.
Hvordan vælger man det rigtige olie- og gaskabel?
Det korrekte kabel bør vælges i henhold til den faktiske anvendelse i stedet for blot at vælge et kabel mærket "olie og gas".
Vigtige faktorer omfatter:
1. Ansøgning
Bestem, om kablet skal bruges til strøm, kontrol, instrumentering, kommunikation, boring, pumpning eller andre formål.
2. Spændings- og elektriske krav
Overvej spændingsmærke, strømkapacitet, lederstørrelse, frekvens og jordingskrav.
3. Installationsmiljø
Identificer, om kablet skal installeres indendørs, udendørs, under jorden, offshore, under vandet, i et farligt område eller nede i hullet.
4. Temperatur
Kontroller både minimum og maksimum driftstemperaturer.
5. Kemisk eksponering
Identificer de olier, kulbrinter, kemikalier og andre stoffer, der kan komme i kontakt med kablet.
6. Mekaniske krav
Overvej bøjning, vibration, træk, knusning, stød og slid.
7. Afskærmning og jording
Til instrumentering, kommunikation og VFD-applikationer kan afskærmning og jording være afgørende for at opretholde signalkvaliteten og kontrollere elektromagnetisk interferens.
8. Brandydelse
Afhængigt af projektet kan det være nødvendigt at overveje krav til flammehæmning, brandmodstand, røgemission og halogen.
9. Gældende standarder
Kabelkrav kan variere efter land, branche, installationsmetode og projektspecifikation. De gældende IEC-, UL-, NEC-, IEEE-, API-, marine- eller andre-projektspecifikke krav skal bekræftes, før du vælger kablet.