本發(fā)明涉及一種海洋勘探震源采集專用電纜及制造方法,屬于電纜制造。
背景技術(shù):
1、海洋勘探震源采集專用電纜是專為地震勘探信號傳輸設(shè)計的電纜,用于連接地震檢波器(傳感器)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(采集站/記錄儀),將檢波器接收的地震波(機(jī)械振動信號)轉(zhuǎn)換為電信號,并低損耗傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。海洋勘探震源采集專用電纜通過屏蔽結(jié)構(gòu)抑制電磁干擾,確保微弱地震信號的完整性。
2、已有技術(shù)的海洋勘探震源采集專用電纜在復(fù)雜的野外環(huán)境下,面臨著諸多挑戰(zhàn)。例如,由于電纜的導(dǎo)體強(qiáng)度不足,在頻繁的拖拽、彎折過程中容易發(fā)生斷裂,導(dǎo)致信號傳輸中斷或電力供應(yīng)異常。而且,常規(guī)的絕緣材料硬度不夠,難以抵御外界尖銳物體的刮擦、穿刺,使得電纜的絕緣性能下降,引發(fā)漏電等安全隱患。同時,現(xiàn)有海洋勘探震源采集專用電纜的屏蔽效果不佳,無法有效隔離外界電磁干擾,影響勘探信號的精確傳輸。另外,海洋勘探震源采集專用電纜護(hù)套防護(hù)性能不好,在潮濕、水下、高低溫等惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作,護(hù)套容易破損造成滲水、腐蝕導(dǎo)致的信號中斷或設(shè)備損壞,嚴(yán)重影響地震勘探作業(yè)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種海洋勘探震源采集專用電纜及制造方法,提高電纜的抗拉強(qiáng)度,減少了因外力導(dǎo)致導(dǎo)體斷裂的風(fēng)險;采用改性高硬度?pp?絕緣材料,提高電纜的絕緣性能,增強(qiáng)抗刮擦和穿刺的能力,保障了電纜在惡劣環(huán)境中的安全運行;有效隔離外界電磁干擾,提高信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性,電纜具有出色的防水、防塵和耐磨性能,延長電纜的使用壽命,降低了維護(hù)成本,解決已有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案是:
3、一種海洋勘探震源采集專用電纜,包含鍍錫銅合金導(dǎo)體、改性高硬度pp絕緣材料、鋁塑復(fù)合膜屏蔽層、鍍錫銅絲引流線、彈性體內(nèi)護(hù)套和聚氨酯外護(hù)套,鍍錫銅合金導(dǎo)體外擠包改性高硬度pp絕緣材料構(gòu)成帶有絕緣層的銅合金線芯,兩根帶有絕緣層的銅合金線芯絞合形成一對絞合線芯,絞合線芯外繞包鋁塑復(fù)合膜屏蔽層,在鋁塑復(fù)合膜屏蔽層同步設(shè)置鍍錫銅絲引流線,構(gòu)成屏蔽雙絞線;屏蔽雙絞線外擠包彈性體內(nèi)護(hù)套,彈性體內(nèi)護(hù)套外擠包聚氨酯外護(hù)套;所述鍍錫銅合金導(dǎo)體以銅為基體,銅為100%質(zhì)量比,添加30%-50%質(zhì)量比的錫、0.5%-2%質(zhì)量比的銀和0.1%-1%質(zhì)量比的鎳,通過冶煉和加工工藝,獲得鍍錫銅合金導(dǎo)體。
4、一種海洋勘探震源采集專用電纜的制造方法,鍍錫銅合金導(dǎo)體以銅為基體,銅為100%質(zhì)量比,添加30%-50%質(zhì)量比的錫、0.5%-2%質(zhì)量比的銀和0.1%-1%質(zhì)量比的鎳,通過冶煉和加工工藝,獲得鍍錫銅合金導(dǎo)體;所述鍍錫銅合金導(dǎo)體冶煉和加工工藝是采用真空感應(yīng)熔煉技術(shù),在真空環(huán)境下將銅、錫、銀和鎳,按上述比例加入感應(yīng)爐中,通過高頻感應(yīng)加熱使原料熔化;將冶煉好的銅合金鑄錠進(jìn)行熱擠壓,得到直徑為5-10mm的棒材;然后采用多道次拉絲工藝,將棒材逐步拉細(xì)至直徑為0.1-0.3mm;將拉絲后的銅合金單絲浸入熔融的錫液中,使單絲表面形成厚度為3-5μm的鍍錫層;所述鍍錫銅合金導(dǎo)體外擠包改性高硬度pp絕緣材料構(gòu)成帶有絕緣層的銅合金線芯,兩根帶有絕緣層的銅合金線芯絞合形成一對絞合線芯,絞合線芯外繞包鋁塑復(fù)合膜屏蔽層,在鋁塑復(fù)合膜屏蔽層同步設(shè)置鍍錫銅絲引流線,構(gòu)成屏蔽雙絞線;屏蔽雙絞線外擠包彈性體內(nèi)護(hù)套,彈性體內(nèi)護(hù)套外擠包聚氨酯外護(hù)套。
5、本發(fā)明改性后的銅合金導(dǎo)體具有優(yōu)異的強(qiáng)度和導(dǎo)電性,通過調(diào)整合金比例平衡導(dǎo)電率與抗拉強(qiáng)度,鍍錫層(3-5μm)保護(hù)銅合金防氧化。所述鍍錫銅合金導(dǎo)體單絲直徑為0.1-0.3mm,采用先束后絞的方式,導(dǎo)體絞合節(jié)徑比≤14倍,提升導(dǎo)體的柔韌性;鍍錫銅合金導(dǎo)體抗拉強(qiáng)度≥800mpa,相比普通銅導(dǎo)體,其抗拉強(qiáng)度提高了300%,能夠有效抵抗在地震勘探過程中因拖拽、彎折等外力作用而產(chǎn)生的斷裂風(fēng)險,確保電力和信號的穩(wěn)定傳輸。
6、所述鍍錫銅合金導(dǎo)體外擠包的改性高硬度pp絕緣材料以聚丙烯(pp)為基體材料,聚丙烯占改性材料總質(zhì)量的80%-90%,聚丙烯具有良好的絕緣性能和加工性能;選用玻璃纖維作為增強(qiáng)劑,玻璃纖維的添加比例為改性高硬度pp絕緣材料總質(zhì)量的10%-15%;玻璃纖維能夠顯著提高材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和硬度,有效增強(qiáng)絕緣材料的機(jī)械性能;采用馬來酸酐接枝聚丙烯(mapp)作為相容劑,其作用是改善玻璃纖維與pp基體之間的相容性,提高兩者之間的界面結(jié)合力;添加比例為改性高硬度pp絕緣材料總質(zhì)量的2%-5%;同時,還添加抗氧劑(如受阻酚類抗氧劑1010,添加量為改性高硬度pp絕緣材料總質(zhì)量的0.1-?0.3%)和光穩(wěn)定劑(如受阻胺類光穩(wěn)定劑770,添加量為改性高硬度pp絕緣材料總質(zhì)量的0.1-0.3%),以提高材料的耐老化性能。
7、所述抗氧劑添加量為改性高硬度pp絕緣材料總質(zhì)量的0.1-0.3%,光穩(wěn)定劑添加量為改性高硬度pp絕緣材料總質(zhì)量的0.1-0.3%。
8、通過以上添加的增強(qiáng)劑和改性劑,使改性高硬度pp絕緣材料硬度顯著提高,同時保持了良好的絕緣性能。其硬度相較于普通pp絕緣材料提升了20%,能夠有效防止外界對電纜絕緣纖芯的刮擦和穿刺,保障電纜在復(fù)雜環(huán)境下的絕緣可靠性。滿足地震勘探等特殊環(huán)境下對電力和信號傳輸線纜的性能要求。
9、所述兩根帶有絕緣層的銅合金線芯絞合形成一對絞合線芯,這種絞合方式有助于減少線芯之間的電磁干擾,提高信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。
10、所述鋁塑復(fù)合膜屏蔽層繞包在絞合線芯表面。鋁塑復(fù)合膜屏蔽層的鋁塑復(fù)合膜具有良好的屏蔽性能,能夠有效阻擋外界電磁干擾對電纜內(nèi)部信號的影響。在鋁塑復(fù)合膜屏蔽內(nèi)附鍍錫銅絲引流線,構(gòu)成屏蔽雙絞線,鍍錫銅絲引流線具有良好的導(dǎo)電性和抗腐蝕性,能夠?qū)㈦娎|在使用過程中產(chǎn)生的靜電或感應(yīng)電流及時引流到大地,進(jìn)一步提高電纜的安全性和穩(wěn)定性。
11、2芯、4芯、16芯的屏蔽雙絞線通過籠絞機(jī)成纜在一起。
12、所述彈性體內(nèi)護(hù)套擠包在成纜的屏蔽雙絞線外;該彈性體內(nèi)護(hù)套采用具有高彈性和耐磨性的材料制成,能夠在電纜受到外力沖擊時起到緩沖作用,保護(hù)內(nèi)部的線芯和屏蔽層。
13、所述聚氨酯外護(hù)套擠包在彈性體內(nèi)護(hù)套表面,聚氨酯材料具有優(yōu)異的耐候性、耐磨性和防水性。彈性體內(nèi)護(hù)套和聚氨酯外護(hù)套采用共擠的方式,使得兩者完全粘接在一起,這種共擠粘接結(jié)構(gòu)增加了電纜的整體防護(hù)性能,有效阻止水分、灰塵等外界物質(zhì)侵入電纜內(nèi)部,延長電纜的使用壽命。
14、本發(fā)明的有益效果:
15、1、采用鍍錫銅合金作為導(dǎo)體,極大地提高了電纜的抗拉強(qiáng)度,減少了因外力導(dǎo)致導(dǎo)體斷裂的風(fēng)險,確保了地震勘探設(shè)備在復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下的穩(wěn)定電力供應(yīng)和信號傳輸;
16、2、改性高硬度pp絕緣材料不僅提高了電纜的絕緣性能,還增強(qiáng)了其抗刮擦和穿刺的能力,保障了電纜在惡劣環(huán)境中的安全運行;
17、3、鋁塑復(fù)合膜屏蔽層結(jié)合鍍錫銅絲引流線,有效隔離了外界電磁干擾,提高了信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性,有助于獲取更精確的地震勘探數(shù)據(jù);
18、4、采用改性彈性體內(nèi)護(hù)套和聚氨酯外護(hù)套的共擠結(jié)構(gòu)以及材料特性,使得電纜具有出色的防水、防塵和耐磨性能,能夠適應(yīng)各種惡劣的野外環(huán)境,延長了電纜的使用壽命,降低了維護(hù)成本。