石油およびガス産業は、探査、掘削、生産、加工、輸送のほぼすべての段階で電気および通信システムに依存しています。これらのシステムの背後には、電力の供給、信号の送信、機器の制御、および通信のサポートを目的として設計されたさまざまな特殊ケーブルがあります。
通常の商業環境や軽工業環境で使用されるケーブルとは異なり、石油およびガスのケーブルは、油、炭化水素、化学物質、湿気、塩水、熱、振動、太陽光、機械的ストレスの存在下で動作する必要がある場合があります。{0}
したがって、適切なケーブルを選択することは、単に正しい導体サイズを選択することだけではありません。ケーブルの構造、絶縁体、ジャケット、シールド、機械的保護、温度定格、および使用環境をすべて考慮する必要があります。
石油・ガスケーブルとは何ですか?
石油およびガス ケーブルは、石油およびガス施設で使用される電力、制御、計装、または通信システム用に設計されたケーブルです。
アプリケーションに応じて、次の場所にインストールされます。
- 石油およびガス掘削リグ
- 陸上生産施設
- オフショアプラットフォーム
- 製油所
- 石油化学プラント
- パイプラインシステム
- ポンプ場
- 井戸検層システム
- 水中ポンプシステム
- 石油およびガス処理施設
すべての石油およびガス用途に適合する単一のケーブル設計はありません。海洋プラットフォームで使用されるケーブルには、陸上処理プラント内に設置されたケーブルや油井に配備されたケーブルとはまったく異なる要件が必要になる場合があります。
石油・ガス産業で使用される一般的なタイプのケーブル
1. 電源ケーブル
電源ケーブルは、モーター、ポンプ、コンプレッサー、制御システム、照明、その他の機器に電力を分配するために使用されます。
電気システムに応じて、石油およびガス施設では低電圧-、中電圧-、または高電圧の電力ケーブル-が使用される場合があります。
一般的な考慮事項は次のとおりです。
- 定格電圧
- 導体サイズ
- 温度定格
- 断熱材
- 難燃性
- 耐油性、耐薬品性
- 機械的保護
- 設置環境
追加の機械的保護が必要な場合は、装甲電源ケーブルを選択できます。
2. 制御ケーブル
制御ケーブルは、産業機器の操作と監視に使用される電気信号を伝送します。
これらは、以下を制御するシステムに存在します。
- モーター
- パンプス
- バルブ
- 開閉装置
- プロセス装置
- 産業機械
制御システムは同じケーブル内に複数の回路を含めることができるため、マルチコア構造が一般的です。{0}
設置環境に応じて、制御ケーブルはシールド、外装、耐油、難燃性、または屋外使用向けに設計されている場合があります。
3. 計装ケーブル
計装ケーブルは、フィールド計器と制御システムの間で低レベル信号を送信するために使用されます。{0}
たとえば、次のように接続できます。
- 圧力センサー
- 温度センサー
- 流量計
- 水準器
- 送信機
- プロセス監視装置
シグナルインテグリティは計測システムにとって特に重要です。シールドとツイストペア構造は、電磁干渉と不要な信号結合を軽減するために一般的に使用されます。-
計装ケーブルは、用途に応じて、個別のペアのシールド、全体のシールド、またはその両方を使用して設計することもできます。
4. VFDケーブル
可変周波数ドライブ (VFD) ケーブルは、可変周波数ドライブとモーターの間に使用されます。
VFD システムは、高周波の電気ノイズや電磁干渉を発生させる可能性があります。{0}このため、これらのシステムで使用されるケーブルには通常、シールドと慎重に設計された接地配置が組み込まれています。
一般的な VFD ケーブルの機能には次のようなものがあります。
- 複数の導体
- 対称導体または接地導体
- 全体的なシールド
- 柔軟な構造
- 耐油性ジャケット-
- 強化された電磁適合性
これらのケーブルは、ポンプ、コンプレッサー、ファン、その他のモーター駆動機器に広く使用されています。-
5. ポータブルでフレキシブルな電源ケーブル
石油およびガスの操業では、多くの場合、要求の厳しい屋外環境で移動、一時的に設置、または接続する必要がある機器が必要になります。
したがって、ポータブル電源ケーブルは次のような用途に使用されます。
- 掘削設備
- 仮設電源システム
- 産業機械
- パンプス
- ポータブル機器
これらのケーブルは、繰り返しの曲げ、摩耗、油への曝露、日光、湿気、過酷な気象条件に耐える必要がある場合があります。
柔軟性と機械的耐久性は、電気的性能と同じくらい重要です。
6. 海洋および海洋ケーブル
海洋石油およびガス施設には、別の一連の課題が伴います。
海洋プラットフォーム、掘削船、その他の海洋施設に設置されているケーブルは、次のようなものにさらされる可能性があります。
- 塩水
- 高湿度
- 紫外線
- 風と天気
- 石油と化学薬品
- 機械的応力
- 振動
- 火災の危険性
したがって、海洋ケーブルや海洋ケーブルは、多くの場合、耐炎性能、低煙、耐食性、機械的保護、環境耐久性などの追加要件を備えて設計されています。
用途によっては、特殊な外装や防水構造が必要になる場合もあります。{0}}
7. 水中ポンプケーブル
水中ポンプ ケーブルは、井戸またはその他の水没環境に設置されたポンプに電力を供給するために使用されます。
これらのケーブルは、従来の地上設置とは大きく異なる条件下で動作します。{0}
用途によっては、次のような耐久性が必要になる場合があります。
- 液体への継続的な暴露
- 高温
- プレッシャー
- 石油と炭化水素
- 機械的応力
- 長期的な没入感-
したがって、ケーブルの構造は、ポンプ システム、設置深さ、温度、流体組成、および電気要件に従って選択する必要があります。
8. 通信ケーブル
現代の石油およびガス施設は、監視、自動化、データ送信、遠隔制御のために通信ネットワークに大きく依存しています。
通信システムでは以下が使用される場合があります。
- 銅線通信ケーブル
- 同軸ケーブル
- 産業用イーサネットケーブル
- 光ファイバーケーブル
光ファイバー ケーブルは、長い伝送距離、高帯域幅、または電磁干渉に対する耐性が重要な場合に特に役立ちます。
産業施設で使用される通信ケーブルには、機械的および環境的保護の強化が必要な場合もあります。
石油およびガス用途に特別なケーブルが必要なのはなぜですか?
動作環境は主な理由の 1 つです。
石油およびガス施設に敷設されたケーブルは、複数の環境ストレスに同時に遭遇する可能性があります。
石油と炭化水素への曝露
石油、燃料、炭化水素、石油ベースの物質は、特定の断熱材やジャケットの素材に影響を与える可能性があります。{0}
したがって、外側のジャケットは、予想される化学物質や液体と互換性がある必要があります。
化学物質への暴露
石油およびガス施設には、酸、溶剤、腐食性化学物質、その他の攻撃的な物質が含まれる場合があります。
ケーブルの材質は、一般的な「工業用」定格に依存するのではなく、実際の化学環境に応じて選択する必要があります。
高温と低温
ケーブルは、高い動作温度、高温の機器、太陽光、または低い周囲温度にさらされる可能性があります。
絶縁体とジャケットは両方とも、予想される温度範囲内で必要な機械的および電気的特性を維持する必要があります。
水と塩水
海洋施設では、ケーブルが継続的に湿気、雨、しぶき、塩水にさらされる可能性があります。
海洋環境では、耐水性と耐食性が特に重要になります。
機械的応力
ケーブルでは次のような問題が発生する可能性があります。
- 引っ張る力
- 曲げ
- 振動
- 摩耗
- インパクト
- 粉砕
設置条件に応じて、アーマー、ブレード、特殊ジャケット、フレキシブル構造が使用される場合があります。
火と煙
石油およびガス施設では、火災に対する安全性も重要な考慮事項です。
プロジェクトの要件に応じて、ケーブルは難燃性、耐火性、低発煙性、またはハロゲン低減特性を備えている必要がある場合があります。
正確な要件は、適用される規格、プロジェクトの仕様、設置環境によって異なります。
石油およびガスケーブルはどこで使用されますか?
石油およびガスのケーブルは業界全体で見られます。
掘削システム
掘削リグは、電力、制御、計装、通信、およびフレキシブル ケーブルを使用して掘削装置を操作および監視します。
油井およびダウンホールシステム
ダウンホール用途では、高温、高圧、坑井流体への曝露下での動作が可能な特殊なケーブルが必要となる場合があります。
オフショアプラットフォーム
海洋施設には、塩水、湿気、紫外線暴露、振動、火災関連の要件などの海洋環境に対応できるケーブルが必要です。-
製油所および石油化学プラント
製油所には、多数のモーター、ポンプ、バルブ、センサー、制御システム、通信ネットワークが設置されています。
したがって、電力、制御、計装、産業用通信ケーブルが広く使用されています。
パイプラインとポンプ場
パイプライン システムは、ポンプ、監視、計装、制御、安全システムに電気および通信インフラストラクチャを使用します。
適切な石油およびガスケーブルを選択するには?
単に「石油とガス」というラベルの付いたケーブルを選択するのではなく、実際の用途に応じて正しいケーブルを選択する必要があります。
重要な要素には次のようなものがあります。
1. 申請
ケーブルが電力、制御、計装、通信、掘削、ポンプ、またはその他の目的に使用されるかどうかを決定します。
2. 電圧および電気要件
定格電圧、電流容量、導体サイズ、周波数、接地要件を考慮してください。
3. 設置環境
ケーブルが屋内、屋外、地下、海上、水中、危険区域、または坑内に設置されるかどうかを確認します。
4. 温度
最低動作温度と最高動作温度の両方を確認してください。
5. 化学物質への曝露
ケーブルに接触する可能性のある油、炭化水素、化学薬品、その他の物質を特定します。
6. 機械的要件
曲げ、振動、引っ張り、潰れ、衝撃、摩耗を考慮してください。
7. シールドと接地
計測機器、通信、および VFD アプリケーションの場合、シールドと接地は信号品質を維持し、電磁干渉を制御するために重要です。
8. 防火性能
プロジェクトによっては、難燃性、耐火性、排煙、ハロゲン要件を考慮する必要がある場合があります。
9. 適用規格
ケーブル要件は、国、業界、設置方法、プロジェクトの仕様によって異なる場合があります。ケーブルを選択する前に、適用される IEC、UL、NEC、IEEE、API、海洋、またはその他のプロジェクト固有の要件を確認する必要があります。-