De olie- en gasindustrie is in bijna elke fase van exploratie, boren, productie, verwerking en transport afhankelijk van elektrische en communicatiesystemen. Achter deze systemen schuilt een breed scala aan gespecialiseerde kabels die zijn ontworpen om stroom te leveren, signalen over te brengen, apparatuur te besturen en communicatie te ondersteunen.
In tegenstelling tot kabels die in gewone commerciële of licht-industriële omgevingen worden gebruikt, moeten olie- en gaskabels mogelijk werken in de aanwezigheid van olie, koolwaterstoffen, chemicaliën, vocht, zout water, hitte, trillingen, zonlicht en mechanische spanning.
Het kiezen van de juiste kabel is dus niet simpelweg een kwestie van het selecteren van de juiste geleidermaat. Er moet allemaal rekening worden gehouden met de kabelconstructie, isolatie, mantel, afscherming, mechanische bescherming, temperatuurbestendigheid en toepassingsomgeving.
Wat zijn olie- en gaskabels?
Olie- en gaskabels zijn kabels die zijn ontworpen voor elektrische stroom-, besturings-, instrumentatie- of communicatiesystemen die worden gebruikt in olie- en gasfaciliteiten.
Afhankelijk van de toepassing kunnen ze worden geïnstalleerd in:
- Booreilanden voor olie en gas
- Productiefaciliteiten op het land
- Offshore-platforms
- Raffinaderijen
- Petrochemische fabrieken
- Pijpleidingsystemen
- Pompstations
- Goed logsystemen
- Dompelpompsystemen
- Olie- en gasverwerkingsfaciliteiten
Er bestaat niet één enkel kabelontwerp dat geschikt is voor elke olie- en gastoepassing. Een kabel die op een offshore-platform wordt gebruikt, kan heel andere eisen stellen dan een kabel die in een verwerkingsfabriek aan land wordt geïnstalleerd of in een oliebron wordt ingezet.
Veel voorkomende soorten kabels die worden gebruikt in de olie- en gasindustrie
1. Voedingskabels
Stroomkabels worden gebruikt om elektrische stroom te distribueren naar motoren, pompen, compressoren, besturingssystemen, verlichting en andere apparatuur.
Afhankelijk van het elektrische systeem kunnen olie- en gasfaciliteiten gebruikmaken van stroomkabels met lage-, midden- of hoge- spanning.
Typische overwegingen zijn onder meer:
- Spanningswaarde
- Grootte van de geleider
- Temperatuurclassificatie
- Isolatie materiaal
- Vlamweerstand
- Olie- en chemische bestendigheid
- Mechanische bescherming
- Installatieomgeving
Gepantserde stroomkabels kunnen worden gekozen als extra mechanische bescherming vereist is.
2. Besturingskabels
Besturingskabels zenden elektrische signalen uit die worden gebruikt om industriële apparatuur te bedienen en te bewaken.
Ze zijn te vinden in systemen die het volgende regelen:
- Motoren
- Pompen
- Kleppen
- Schakelapparatuur
- Procesapparatuur
- Industriële machines
Omdat besturingssystemen meerdere circuits binnen dezelfde kabel kunnen bevatten, zijn constructies met meerdere kernen gebruikelijk.
Afhankelijk van de installatieomgeving kunnen besturingskabels afgeschermd, gepantserd, oliebestendig, vlamvertragend of ontworpen zijn voor gebruik buitenshuis.
3. Instrumentatiekabels
Instrumentatiekabels worden gebruikt om signalen op laag-niveau te verzenden tussen veldinstrumenten en besturingssystemen.
Ze kunnen bijvoorbeeld verbinding maken met:
- Druksensoren
- Temperatuur sensoren
- Stroommeters
- Niveau instrumenten
- Zenders
- Apparatuur voor procesbewaking
Signaalintegriteit is vooral belangrijk voor instrumentatiesystemen. Afscherming en twisted-pair-constructies worden vaak gebruikt om elektromagnetische interferentie en ongewenste signaalkoppeling te verminderen.
Instrumentatiekabels kunnen ook worden ontworpen met individuele paarafscherming, algehele afscherming of beide, afhankelijk van de toepassing.
4. VFD-kabels
Kabels met variabele frequentieaandrijving (VFD) worden gebruikt tussen frequentieregelaars en motoren.
VFD-systemen kunnen hoogfrequente elektrische ruis en elektromagnetische interferentie genereren. Om deze reden zijn de kabels die in deze systemen worden gebruikt gewoonlijk voorzien van afscherming en zorgvuldig ontworpen aardingsvoorzieningen.
Typische kenmerken van VFD-kabels kunnen zijn:
- Meerdere geleiders
- Symmetrische of aardgeleiders
- Algemene afscherming
- Flexibele constructie
- Olie-bestendige jas
- Verbeterde elektromagnetische compatibiliteit
Deze kabels worden veel gebruikt voor pompen, compressoren, ventilatoren en andere motor-aangedreven apparatuur.
5. Draagbare en flexibele voedingskabels
Bij olie- en gasactiviteiten is vaak apparatuur betrokken die moet worden verplaatst, tijdelijk geïnstalleerd of aangesloten in veeleisende buitenomgevingen.
Draagbare stroomkabels worden daarom gebruikt voor toepassingen zoals:
- Boorapparatuur
- Tijdelijke energiesystemen
- Industriële machines
- Pompen
- Draagbare apparatuur
Deze kabels moeten mogelijk bestand zijn tegen herhaaldelijk buigen, schuren, blootstelling aan olie, zonlicht, vocht en barre weersomstandigheden.
Flexibiliteit en mechanische duurzaamheid kunnen net zo belangrijk zijn als elektrische prestaties.
6. Offshore- en maritieme kabels
Offshore olie- en gasfaciliteiten brengen nog een reeks uitdagingen met zich mee.
Kabels die op offshore-platforms, boorschepen en andere maritieme faciliteiten zijn geïnstalleerd, kunnen worden blootgesteld aan:
- Zout water
- Hoge luchtvochtigheid
- UV-straling
- Wind en weer
- Olie en chemicaliën
- Mechanische spanning
- Trillingen
- Brandgevaren
Maritieme en offshore-kabels worden daarom vaak ontworpen met aanvullende eisen op het gebied van vlamprestaties, weinig rook, corrosieweerstand, mechanische bescherming en duurzaamheid voor het milieu.
Voor sommige toepassingen is mogelijk ook gespecialiseerde bepantsering of waterbestendige constructies nodig.
7. Kabels voor dompelpompen
Dompelpompkabels worden gebruikt om stroom te leveren aan pompen die in putten of andere ondergedompelde omgevingen zijn geïnstalleerd.
Deze kabels werken onder omstandigheden die heel anders zijn dan conventionele boven-grondinstallaties.
Afhankelijk van de toepassing moeten ze mogelijk bestand zijn tegen:
- Continue blootstelling aan vloeistoffen
- Verhoogde temperaturen
- Druk
- Olie en koolwaterstoffen
- Mechanische spanning
- Onderdompeling op lange- termijn
De kabelconstructie moet daarom worden geselecteerd op basis van het pompsysteem, de installatiediepte, de temperatuur, de vloeistofsamenstelling en de elektrische vereisten.
8. Communicatiekabels
Moderne olie- en gasfaciliteiten zijn sterk afhankelijk van communicatienetwerken voor monitoring, automatisering, datatransmissie en afstandsbediening.
Communicatiesystemen kunnen gebruik maken van:
- Koperen communicatiekabels
- Coaxiale kabels
- Industriële Ethernet-kabels
- Glasvezelkabels
Glasvezelkabels zijn vooral nuttig wanneer lange transmissieafstanden, hoge bandbreedte of immuniteit tegen elektromagnetische interferentie belangrijk zijn.
Communicatiekabels die in industriële faciliteiten worden gebruikt, vereisen mogelijk ook verbeterde mechanische en omgevingsbescherming.
Waarom vereisen olie- en gastoepassingen speciale kabels?
De werkomgeving is een van de belangrijkste redenen.
Een kabel die in een olie- en gasinstallatie wordt geïnstalleerd, kan tegelijkertijd met verschillende omgevingsfactoren te maken krijgen.
Blootstelling aan olie en koolwaterstoffen
Olie, brandstof, koolwaterstoffen en op aardolie-gebaseerde stoffen kunnen bepaalde isolatie- en mantelmaterialen aantasten.
De buitenmantel moet daarom compatibel zijn met de verwachte chemicaliën en vloeistoffen.
Chemische blootstelling
Olie- en gasfaciliteiten kunnen zuren, oplosmiddelen, bijtende chemicaliën en andere agressieve stoffen bevatten.
Kabelmaterialen moeten worden geselecteerd op basis van de feitelijke chemische omgeving, in plaats van te vertrouwen op een algemene "industriële" beoordeling.
Hoge en lage temperaturen
Kabels kunnen worden blootgesteld aan hoge bedrijfstemperaturen, hete apparatuur, zonlicht of lage omgevingstemperaturen.
Zowel de isolatie als de mantel moeten hun vereiste mechanische en elektrische eigenschappen binnen het verwachte temperatuurbereik behouden.
Water en zout water
Offshore-faciliteiten kunnen kabels blootstellen aan voortdurend vocht, regen, opspattend water en zout water.
Waterbestendigheid en corrosiebestendigheid worden vooral belangrijk in maritieme omgevingen.
Mechanische spanning
Kabels kunnen last hebben van:
- Trekkrachten
- Buigen
- Trillingen
- Slijtage
- Invloed
- Verpletteren
Afhankelijk van de installatieomstandigheden kunnen pantsering, vlechtwerk, speciale mantels en flexibele constructies worden gebruikt.
Vuur en rook
Brandveiligheid is een andere belangrijke overweging bij olie- en gasfaciliteiten.
Afhankelijk van de projectvereisten moeten kabels mogelijk vlamvertraging, brandwerendheid, lage rookemissie of verminderde halogeeneigenschappen bieden.
De exacte eisen zijn afhankelijk van de geldende normen, projectspecificaties en installatieomgeving.
Waar worden olie- en gaskabels gebruikt?
Olie- en gaskabels zijn overal in de industrie te vinden.
Boorsystemen
Boorplatforms gebruiken stroom, besturing, instrumentatie, communicatie en flexibele kabels om boorapparatuur te bedienen en te monitoren.
Oliebronnen en ondergrondse systemen
Voor toepassingen onder in het boorgat kunnen gespecialiseerde kabels nodig zijn die kunnen werken onder hoge temperaturen, druk en blootstelling aan putvloeistoffen.
Offshore-platforms
Offshore-faciliteiten hebben kabels nodig die bestand zijn tegen maritieme omgevingen, inclusief zout water, vochtigheid, blootstelling aan UV, trillingen en brand-gerelateerde vereisten.
Raffinaderijen en petrochemische fabrieken
Raffinaderijen bevatten grote aantallen motoren, pompen, kleppen, sensoren, besturingssystemen en communicatienetwerken.
Stroom-, besturings-, instrumentatie- en industriële communicatiekabels worden daarom veel gebruikt.
Pijpleidingen en pompstations
Pijpleidingsystemen maken gebruik van elektrische en communicatie-infrastructuur voor pomp-, monitoring-, instrumentatie-, besturings- en veiligheidssystemen.
Hoe kiest u de juiste olie- en gaskabel?
De juiste kabel moet worden geselecteerd op basis van de daadwerkelijke toepassing, in plaats van eenvoudigweg een kabel te kiezen met het opschrift 'olie en gas'.
Belangrijke factoren zijn onder meer:
1. Toepassing
Bepaal of de kabel zal worden gebruikt voor stroom, besturing, instrumentatie, communicatie, boren, pompen of een ander doel.
2. Spannings- en elektrische vereisten
Houd rekening met de spanning, stroomcapaciteit, geleidergrootte, frequentie en aardingsvereisten.
3. Installatieomgeving
Bepaal of de kabel binnen, buiten, ondergronds, offshore, onder water, in een gevaarlijke omgeving of in een boorgat zal worden geïnstalleerd.
4. Temperatuur
Controleer zowel de minimale als maximale bedrijfstemperaturen.
5. Chemische blootstelling
Identificeer de oliën, koolwaterstoffen, chemicaliën en andere stoffen die in contact kunnen komen met de kabel.
6. Mechanische vereisten
Denk aan buigen, trillen, trekken, pletten, stoten en schuren.
7. Afscherming en aarding
Voor instrumentatie-, communicatie- en VFD-toepassingen kunnen afscherming en aarding van cruciaal belang zijn voor het behouden van de signaalkwaliteit en het beheersen van elektromagnetische interferentie.
8. Brandprestaties
Afhankelijk van het project moet mogelijk rekening worden gehouden met vlamvertraging, brandwerendheid, rookemissie en halogeenvereisten.
9. Toepasselijke normen
Kabelvereisten kunnen variëren per land, branche, installatiemethode en projectspecificatie. De toepasselijke IEC-, UL-, NEC-, IEEE-, API-, maritieme of andere project-specifieke vereisten moeten worden bevestigd voordat de kabel wordt geselecteerd.