本發(fā)明涉及機電電纜，特別地扭矩平衡的、耐擠壓的和帶護套的并且具有特殊的用途的用于在抽取地下自然資源時供給電力到井下設備的機電電纜。

背景技術(shù)：

機電電纜通常用來提供電力到油氣工業(yè)以及許多的其他地下活動中的井下設備。這類井下或下井應用通常具有需要任何入口的密封的所述升高的壓力。因而，機電電纜到井的入口必須被密封。此外，當電纜下降到井中時，連續(xù)的密封必須被維持。

用于維持電纜入口的密封的現(xiàn)有和通常的方法是要包裝(pack)與油脂的界面。油脂是對與其接觸的周圍環(huán)境具有不利影響的石油產(chǎn)品。另外，當電纜在它從油或氣井引入和移除期間被收回并且重新纏繞時難以將油脂從機電電纜的外表面移除。

對于這樣的機電電纜還有利的是要耐壓的以使得密封的完整性在使用期間被維持。該耐擠壓性在機電電纜包括光學纖維數(shù)據(jù)線也是特別地有利的，其在工業(yè)中是常用的。

另外，井下油氣井可通常延伸數(shù)千英尺，由此需要機電電纜能夠適當?shù)匕l(fā)揮作用同時延伸這樣的距離。

因此，存在對不需要或很少需要用于井下或下井應用的油脂的機電電纜的需求。另外，存在對耐擠壓的機電電纜的需求，以使得所述截面保持一致以維持油脂較少的密封并保護可結(jié)合到電纜中的光學纖維數(shù)據(jù)線的完整性。另外，因為機電電纜可延伸數(shù)千英尺到油或氣井中，在現(xiàn)有技術(shù)中存在對抗扭矩構(gòu)造的需要，允許增加的電纜長度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是要提供一種適合用于地下環(huán)境尤其地用于井下應用的機電電纜。本發(fā)明的另一個目的是要提供一種機電電纜，該機電電纜與密封的電纜入口結(jié)合可被用于井下應用，使用很少的油脂或不使用油脂同時保持密封入口的完整性。本發(fā)明的另一個目的是要提供一種合適的機電電纜，該機電電纜是耐擠壓的以保持密封入口在井下應用的完整性并且保護結(jié)合到該電纜中的光學纖維線路。本發(fā)明的另一個目的是要提供一種機電電纜，該機電電纜是扭矩平衡的以允許在地下井下應用中通常要求的延伸的電纜長度。

本發(fā)明通常涉及一種扭矩平衡的機電電纜，其包括由多個護套層和鎧裝層圍繞的電纜芯。護套層和鎧裝層的布置和構(gòu)造便于電纜中的扭矩平衡和耐擠壓特性的建立。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電纜芯包括由由塑料或類似的線涂覆材料制成的第一護套層圍繞的導體。該導體可以是單個線或多個成股線。擠壓在電纜芯之上的可以是由塑料或類似的涂覆材料制成的第二護套層。多個線圍繞第二護套層纏繞以形成具有指定的捻(lay)方向的第一鎧裝層。線被部分地壓入到第二護套層中，建立第二護套層和第一鎧裝層之間的更好的結(jié)合并且移除第一鎧裝層的線之間的空隙空間。第一鎧裝層能因此由第三護套層圍繞。第三護套層可以是擠壓的塑料或類似的涂覆材料并且可填充存在于第一鎧裝層的外部上的任何空隙以允許這些層之間的更好的粘附。

第二鎧裝層，具有指定的捻方向，可形成為圍繞所述第三護套層。在本發(fā)明的一個實施例中，第二鎧裝層包括圍繞第三護套層圓周地分開的多個3-線股。在另一個實施例中，第二鎧裝層包括圍繞第三護套層圓周地分開的多個單個線。在又一個實施例中，3-線股和單個線的組合用來構(gòu)造所述第二鎧裝層。第二鎧裝層可以以與第一鎧裝層的捻方向相反的捻方向圍繞所述第三護套層纏繞以實現(xiàn)機電電纜的更大的扭矩平衡。第二鎧裝層能因此由包括塑料或類似的涂覆材料的第四護套層圍繞以完成扭矩平衡的機電電纜。第四護套層被擠壓在第二鎧裝層之上并且圍繞所述線和/或線股，填充第二鎧裝層的線和/或線股之間的任何空隙空間。

附圖說明

本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將從以下優(yōu)選實施例的詳細描述和附圖是顯而易見的。在附圖中，其形成說明書的一部分并且要與其結(jié)合閱讀，其中在各個視圖中相同的附圖標記用來指示相同或相似的部件：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有帶交替的對稱和不對稱的3-線股的鎧裝層的機電電纜的示意性截面圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有帶Z形的線的鎧裝層的機電電纜的示意性截面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有帶梯形的線的鎧裝層的機電電纜的示意性截面圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有帶對稱的3-線股的鎧裝層的機電電纜的示意性截面圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有帶單個線的鎧裝層的機電電纜的示意性截面圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有替代的電纜芯設計的機電電纜的示意性截面圖；

圖6A是示出電纜芯的、圖6的機電電纜的示意性截面圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有替代的實施例的機電電纜的示意性截面圖；

圖7A是示出電纜芯的、圖7的機電電纜的示意性截面圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有帶H形的線的鎧裝層的機電電纜的示意性截面圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，其中相同的附圖標記在整個附圖中指的是相同的部件。為了在示出本發(fā)明的特征時的清楚的目的，元件的比例關系不必總維持在附圖中。

以下的本發(fā)明的詳細描述參照其中可實施本發(fā)明的具體實施例。這些實施例用來以足夠詳細的方式描述本發(fā)明以能使本領域內(nèi)的技術(shù)人員實施本發(fā)明。其他的實施例可被采用并且在沒有背離本發(fā)明的范圍的情況下進行改變。本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定，因此所述說明書不應當被理解為限制的意義并且不應當限制這樣的權(quán)利要求所擁有權(quán)利的等同物的范圍。

本發(fā)明通常致力于一種如在整個附圖中的各個實施例中示出的扭矩平衡的機電電纜10。機電電纜10可包括電纜芯12和一個或更多個護套層和/或鎧裝層，如在下面更詳細地描述的。如在圖1中所示的，電纜芯12可包括芯導體14，包括至少一個導體線16，和第一護套層18。如在圖1中所示的，芯導體14包括單個導體線16。替代地，如在圖2中所示的，芯導體14包括多個導體線16。在又一個替代實施例中，電纜芯12可包括多個芯導體14，如在圖6和6A中所示的，每個包括至少一個導體線16，如在下面更詳細地描述的。導體14還可以是金屬管中的纖維(“FIMT”)，銅導體或用于信號和/或電力傳送的其它適合的導體。導體14的直徑可根據(jù)機電電纜10的預期的應用變化。在圖4中示出的實施例中，導體線16每個具有如通常在現(xiàn)有技術(shù)中使用的大約0.0142英寸(0.0361厘米)的直徑，以使得導體14具有大約0.071英寸(0.180厘米)的直徑。然而，用于導體線16和導體14的更大和更小的直徑被認為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

如在圖6A中所示的，導體芯12可具有多個導體100。每個導體100包括具有導電特性的多個線102，例如銅線，其由絕緣體護套104圍繞。絕緣體護套104可由若干不同材料或材料組合構(gòu)造而成，包括而不限于乙烯基四氟乙烯(“ETFE”)，聚四氟乙烯(“PTFE”)，由制作的ePTFE帶，全氟烷氧基樹脂(“PFA”)，氟化乙丙烯(“FEP”)，或現(xiàn)在已知的或以后研發(fā)的任何絕緣材料。在圖6和6A中示出的實施例中，每個導體100包括七個(7)線102，其中六個(6)線102圍繞中心線102c纏繞。每個導體100還可以以類似于下面參照圖7A所述的方式被壓緊。多個導體100可在導體芯12內(nèi)取向。在這樣的實施例中，六個(6)導體100圍繞中心線100c成螺旋形地纏繞。然而，本領域內(nèi)的技術(shù)人員將認識到，其他通常數(shù)量的多個導體100可被使用。導體芯12經(jīng)常包括在從1-10的范圍內(nèi)的導體數(shù)目，其取決于井下要求和所需要的電纜的總直徑。然而，任何數(shù)量的導體在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

如圖7和7A中所示的，導體芯12可包括具有多個線102的單個導體100，其中導體100在絕緣體護套104的施加之前被壓緊。導體100可被壓緊以使多個線102的外表面光滑或變平。如圖7A中所示的，壓緊步驟使最初圓形的多個線102的截面顯著地變形成為“D”或三角形的形狀，其中每個外部線102e具有圓形的外部面110。壓緊減少了線102之間的空隙從而建立了導體100中的線的更密集分布。如進一步在圖7A中示出的，線102的壓緊可使中心線102c的外表面108的一部分106顯著地凹進。在多個線102被壓緊之后，絕緣體護套104可被施加以通過將絕緣體護套104共同擠壓在多個線102之上來包封多個線102。

電纜芯12還可以包括圍繞導體14的第一護套層18。第一護套層18包括通常被用于商業(yè)線或線繩中的任何套護或涂覆材料。在圖1中示出的實施例中，第一護套層18由FEP構(gòu)造而成。在替代的實施例中，第一護套層18可由其他聚合物構(gòu)造而成，例如ETFE，PFA聚合物，聚偏二氟乙烯(“PVDF”)，全氟甲氧基聚合物，和它們的任何混合物。

第一護套層18的厚度可根據(jù)機電電纜10的預期的應用變化。在這些圖中示出的實施例中，第一護套層18具有大約在0.005英寸和0.035英寸(0.013厘米-0.089厘米)之間的厚度范圍。然而，在該范圍之外的厚度在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

第一護套層18圍繞導體14以形成電纜芯12。第一護套層18可通過擠壓或現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的任何其他套護方法被施加到導體14。這樣的方法可包括，但不限于，帶繞，熱變形(volcanizing)，沖頭擠壓等。電纜芯12的總直徑取決于導體14的直徑和第一護套層18的厚度。在圖1中示出的實施例中，電纜芯12具有大約0.098英寸(0.249厘米)的直徑；然而，在替代實施例中電纜芯12的直徑可以是在現(xiàn)有技術(shù)中有用的任何直徑。

如在圖1中所示的，電纜芯12由第二護套層20圍繞。第二護套層20可包括任何套護或涂覆材料，例如FEP，ETFE，PFA，PVDF或它們的任何組合。在圖1中示出的實施例中，第二護套層20包括ETFE。第二護套層20還可以包括如上所述的改進耐磨特性或靜電消除降低的填充物。

第二護套層20可擠壓或現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其他套護方法被施加到電纜芯12。第二護套層20的厚度根據(jù)機電電纜10的預期的應用變化，以及在這些圖中示出的實施例中，第二護套層20具有大約在0.005和0.035英寸(0.013厘米-0.089厘米)之間的厚度范圍。然而，本領域內(nèi)的技術(shù)人員將認識到，在整個該公開內(nèi)容中闡述的尺寸、厚度和直徑的范圍可容易按比例增大或減小以導致根據(jù)某些應用的需要或預期來變化層厚度和整個尺寸的機電電纜。

如圖1中所示的，機電電纜10可進一步包括圍繞第二護套層20并圍繞其設置的第一鎧裝層22。第一鎧裝層22可包括圍繞第二護套層20和電纜芯12成螺旋形地纏繞的多個線24。包括第一鎧裝層22的多個線24可具有各種形狀和構(gòu)造，其取決于機電電纜10的具體應用。如圖1中所示的，在一個實施例中，第一鎧裝層22包括多個圓形線24a。在另一個實施例中，如圖2中所示的，第一鎧裝層22包括多個Z形狀的線24b。在又一個實施例中，如圖3中所示的，第一鎧裝層22包括多個梯形形狀的線24c。在又一個實施例中，如圖8中所示的，第一鎧裝層22包括多個交替的圓形的線24a和H形的線24d。在本發(fā)明的替代實施例中，多個線24可具有任何數(shù)目的附加形狀或形狀組合。多個線24可包括通常在現(xiàn)有技術(shù)中采用的任何線材料或類型，包括超高強度(“EHS”)的線。每個線24的直徑或厚度，以及相應地第一鎧裝層22的厚度可根據(jù)機電電纜10的具體應用變化。在一個實施例中，如圖1中所示的，每個線24具有大約0.04英寸(0.102厘米)的直徑。

第一鎧裝層22可以各種捻(lay)構(gòu)造圍繞纏繞第二護套層20，取決于如在下面更詳細描述的具體實施例。一旦圍繞第二護套層20纏繞，第一鎧裝層22可壓縮到第二護套層20中以使得多個線24建立在第二護套層20中的凹口并且嵌套在其中，如在圖1中最佳示出的。如還在圖1中示出的，多個線24可嵌套在第二護套層20中以使得在多個線24的每個之間的多個空間或空隙26被基本上填充。第二護套層20的厚度可大于多個線24a中的每個的半徑或者多個線24b或24c或24d中的每個的半個深度以便保證第一鎧裝層22可足夠地壓縮到第二護套層20中以基本上填充多個線24中的每個之間的多個空隙26。將第一鎧裝層22壓縮到第二護套層20中減少了機電電纜10的總直徑。多個線24可以變化角度的左捻或右捻方式纏繞。在圖1的實施例中，第一鎧裝層22的多個線24以大約1.4英寸(3.6厘米)的捻和大約21.1度的捻角以右捻構(gòu)造施加；然而，其它的捻構(gòu)造，捻和捻角可被使用。在圍繞第一鎧裝層22施加附加層之前，第一鎧裝層22可使用等離子體清理方法被清理以改進聚合物到線的粘附。

如進一步在圖1中示出的，第三護套層28可圍繞第一鎧裝層22設置。第三護套層28可以與第一和第二護套層18和20相似的方式構(gòu)造并且包括FEP，ETFE，PFA材料等。第三護套層28還可以包括填充物材料并且通過擠壓或現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其他套護方法被施加，如上所述的。第三護套層26可填充在第一鎧裝層22的外表面32上的多個線24之間的多個空間或空隙30。這可在第三護套層22的擠壓期間和/或通過將第三護套層壓縮在第一鎧裝層22的多個線24之上得以實現(xiàn)。這可導致多個線24的周邊完全地或基本上由第二護套層20和第三護套層28圍繞，如圖1，4和5中所示的。

第三護套層28的厚度可根據(jù)機電電纜10的預期的應用變化。在這些圖中示出的實施例中，第三護套層28具有大約在0.002和0.035英寸(0.005和0.089厘米)之間的厚度范圍；然而在該范圍之外的厚度還可被使用，取決于具體應用。在一個實施例中，如圖1中所示的，第三護套層28具有大約0.005英寸(0.0127厘米)的厚度。

如圖1中所示的，第二鎧裝層34可被成螺旋形地纏繞并圍繞第三護套層28。第二鎧裝層34可以類似于第一鎧裝層22的各種構(gòu)造捻，如下面更詳細描述的。第二鎧裝層34可由不同類型線或線股構(gòu)造而成，包括如圖4中所示的對稱的3-線股36，如圖1中所示的對稱的3-線股38，如圖5中所示的單個線40，或它們的任何組合。在一些實施例中，3-線股36和/或38可被壓緊，如圖1和3中所示的，以改變所述線股的周邊形狀和截面。壓緊可提供所述線股36和/或38的“圓形(rounder)”外部形狀。線股36和/或38和/或線40可具有間隔開的構(gòu)造因此在如圖1中所示的線股36和/或38的每個和/或線40之間存在空隙或間隙。3-線股36和38的線和單個線40可包括在工業(yè)中已知的任何線或線股材料或類型。線或線股材料可包括鋼絲線，其可以是超高強度(“EHS”)的、高強度鋼線、鍍鋅鋼或不銹鋼。如現(xiàn)有技術(shù)中已知的鋁和合成線也可被使用。在一些實施例中，在每個鎧裝層內(nèi)使用的線可以是金屬的、合成纖維的，或者它們的組合。在一個實施例中，在本機電電纜中使用的線和/或線股將通常具有大約250ksi-400ksi(每平方英寸的千磅數(shù))的極限強度；然而，具有其它極限強度的線也可以被結(jié)合到該設計中。

對稱的3-線股36可包含三個相同直徑的線42，如在圖4中最佳示出的。在圖4中示出的實施例中，線42具有大約0.02英寸(0.051厘米)的直徑，線股36可具有大約0.039英寸(0.099厘米)的總直徑。在替代實施例中，線42可具有大約在0.01英寸和0.10英寸(0.025和0.254厘米)之間的直徑。該直徑可減小，如果3-線股36被壓緊，如圖3中所示的。用于線42和線股36的更大和更小的直徑可被使用，取決于本發(fā)明的具體應用。對稱的3-線股36還可以被扭絞或者以如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他方式形成。

不對稱的3-線股38可包含兩個相同的直徑的線44和一個較大直徑的線46，如在圖1中最佳示出的。較大直徑的線46可具有大約在0.01英寸和0.20英寸(0.025和0.051厘米)之間的直徑，較小直徑的線44可具有大約在0.005英寸和0.10英寸(0.013和0.254厘米)之間的直徑，取決于本發(fā)明的具體應用。線44和46可以各個其他的直徑構(gòu)造；然而線46的直徑應當大于在大約1.25到10的比率下在具體實施例中大約1.333到3的比率下的線44的直徑。類似于對稱的3-線股36的線42，不對稱的3-線股38可被扭絞或者以如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他方式形成。

單個線40還可以用于如圖5中所示的第二鎧裝層34中。單個線40可由鋼、鋁或通常用來構(gòu)造線包括EHS線的其他材料，構(gòu)造而成。單個線40的直徑，取決于本發(fā)明的具體實施例，可具有大約在0.02英寸和0.05英寸(0.051和0.127厘米)之間的范圍；然而，該直徑可以是更大或更小，取決于機電電纜10的預期應用。在圖5中示出的實施例中，單個線40具有大約0.035英寸(0.889厘米)的直徑。

第二鎧裝層34可以右捻或左捻纏繞，取決于本發(fā)明的具體應用。在一個實施例中，第二鎧裝層34以與第一鎧裝層22相反的捻纏繞。在第一和第二鎧裝層22和34之間的分別相對的捻方向可提供機電電纜10中的更大的扭矩平衡。第二鎧裝層34的捻長度可以大約在2.5英寸到2.6英寸(6.35到6.60厘米)之間并且捻角可大約在18.2度和18.4度之間，取決于具體實施例；然而，更大或更小的捻長度和捻角可被用于替代實施例中。第二鎧裝層34還可以具有大約在0.207英寸到0.234英寸(0.526到0.594厘米，或70％到75％)之間的螺旋高度以及大約在2.45英寸到2.55英寸(0.622到0.648厘米)之間的螺旋高度，取決于本發(fā)明的具體應用。

一旦纏繞以類似于第一鎧裝層22的方式完成，第二鎧裝層34可壓縮成到第三護套層28中。在第二鎧裝層34的施加之后，局部組裝的本機電電纜10的外徑可大約在0.295-0.316英寸(0.749-0.803厘米)之間，取決于具體的實施例。然而，如上所述的，本領域內(nèi)的技術(shù)人員將認識到，成比例變化在本發(fā)明的范圍內(nèi)。第二鎧裝層34還可以被等離子體清理以改進塑料粘附。

如圖1中所示的，第四護套層50可圍繞第二鎧裝層34。第四護套層50可通過擠壓或現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其它套護方法被施加。在一個實施例中，第四護套層50由ETFE構(gòu)造而成。第四護套層50可刺入線股36和/或38和/或單個線40之間的多個間隙48中以便基本上圍繞線股和/或線36，38，和/或40。第四護套層50還可以包括光滑的外表面52。因此，在一個實施例中，第四護套層50的厚度應當覆蓋整個的第二鎧裝層34。

在圖1中示出的實施例中，第四護套層50的厚度可以是大約0.02-0.10英寸(0.0508-0.254厘米)。然而，第四護套層40可以是在從0.01到0.5英寸(0.0254到1.27厘米)的范圍內(nèi)的其他厚度的。在施加第四護套層40之后實現(xiàn)的本扭矩平衡的機電電纜10的外徑可以是大約0.333-0.365英寸(0.846-0.927厘米)，取決于本發(fā)明的具體實施例。然而，如上所述的，本領域內(nèi)的技術(shù)人員將認識到，成比例變化在本發(fā)明的范圍內(nèi)以及其他最終直徑在本發(fā)明的范圍內(nèi)。特別地，本扭矩平衡的機電電纜10可被構(gòu)造為具有在1/8英寸和五英寸(0.318和12.700厘米)之間的范圍內(nèi)的最終外徑。

機電電纜10的各個實施例的構(gòu)造和第一和第二鎧裝層22和34的捻取向建立了機電電纜10中的“扭矩-平衡”作用。理論上的第一鎧裝層22和第二鎧裝層24之間的扭矩-平衡是通過扭矩比等于1實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明的實施例的目的在于實現(xiàn)扭矩比接近1.0。在圖1中示出的實施例具有等于1.36的扭矩比。圖2中示出的實施例具有等于1.01的扭矩比。圖3中示出的實施例具有等于1.18的扭矩比。圖4中示出的實施例具有等于1.009的扭矩比。最后，圖5中示出的實施例具有等于0.94的扭矩比。

下面的非限制性示例，具體參照圖1，4和5，描述了機電電纜10的具體特有的實施例；然而，替代實施例或這些具體實施例的組合在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖1示出了本發(fā)明的一個具體實施例，其中第二鎧裝層34包括交替對稱的3-線股36和不對稱的3-線股38。在電纜芯12內(nèi)的芯導體14包括直徑大約為0.0142英寸(0.036厘米)的十九個(19)銅導體線16。第一護套層18是氟化乙丙烯(FEP)護套。電纜芯12的總直徑是大約0.098英寸(0.249厘米)。擠壓在電纜芯12之上的是具有大約0.019英寸(0.048厘米)的厚度并包含乙烯基四氟乙烯(ETFE)的第二護套層20。在施加第二護套層20之后電纜10的外徑是大約0.136英寸(0.345厘米)。圍繞第二護套層20纏繞的是第一鎧裝層22。第一鎧裝層22包括多個線24，其包含12個圓形的線24a。線24a是直徑大約為0.04英寸(0.102厘米)的EHS線。第一鎧裝層22以大約1.4英寸(3.5厘米)的捻和大約21.1度的捻角以右捻構(gòu)造被成螺旋形地纏繞。第一鎧裝層22也被“壓”入到第二護套層20中，引起圓形線24a凹進到第二護套層20中從而完全地填充線24a之間的多個空隙26。擠壓在第一鎧裝層22之上的是第三護套層28，其是厚度大約為0.005英寸(0.0127厘米)的ETFE護套。第三護套層28完全地填充在第一鎧裝層22內(nèi)的多個空隙30。在施加第三護套層28之后，機電電纜10的外徑是大約0.226英寸(0.574厘米)。

圍繞第三護套層28纏繞的是第二鎧裝層34，其包括以交替方式構(gòu)造的九個壓緊的對稱的3-線股36和九個非壓緊的不對稱的3-線股38。線股36和38具有大約0.039英寸(0.099厘米)的總尺寸并由EHS線構(gòu)造而成。第二鎧裝層34以左捻(與第一鎧裝層22的相反)被成螺旋形地纏繞，該捻是大約2.6英寸(6.6厘米)并且捻角是大約18.38度。螺旋高度是大約0.22-0.236英寸(0.56-0.60厘米)并且螺旋長度是大約2.55-2.6英寸(6.48-6.60厘米)。一旦第二鎧裝層34被纏繞，它被壓縮到第三護套層28中。擠壓在第二鎧裝層34之上的是第四護套層50，其包含具有0.02英寸(0.0508厘米)的厚度的ETFE護套。第一和第二鎧裝層22和34的捻提供了大約等于1.36的扭矩比。

圖4示出本發(fā)明的一個具體實施例，其中第二鎧裝層34包括對稱的3-線股36。電纜芯12包括銅芯導體14和FEP擠壓的第一護套層18。芯導體14包含十九個0.0142英寸(0.036厘米)直徑的銅線。擠壓在導體芯14之上的是包括ETFE并具有大約0.019英寸(0.048厘米)的厚度的第二護套層20。第一鎧裝層22圍繞第二護套層20成螺旋形地纏繞并包括十一個EHS線24a，限定了多個線24。每個線24a具有大約0.047英寸(0.119厘米)的直徑。線24a之間的余隙是大約2.3％。線24a以大約18.3度的捻角在大約1.7英寸的右捻方向上被纏繞。第一鎧裝層22在纏繞之后被壓入到第二護套層20中以使得在線24a之間的多個內(nèi)部空隙空間26被第二護套層20完全填充。細的第三塑料護套層28圍繞第一鎧裝層22擠壓。第三護套層28具有大約0.004英寸(0.0102厘米)的厚度并且完全地填充由第一鎧裝層22的線24a建立的多個外部空隙空間30。

第二鎧裝層34圍繞第三護套層28纏繞。第二鎧裝層34包括十四個具有線股直徑大約等于0.043英寸(0.109厘米)的不壓緊對稱的3-線股36。在3-線股36中的每個線是直徑大約等于0.020英寸(0.051厘米)的EHS線。三線股36以0.3英寸(0.762厘米)的捻和13.5度的捻角以右捻方向形成。一旦每個3-線股36形成，第二鎧裝層34在左捻方向上以大約2.55英寸(6.48厘米)的捻長度和大約18.3度的捻角來圍繞第三護套層28纏繞。螺旋高度是大約0.218-0.234英寸(0.554-0.594厘米)以及螺旋長度是大約2.50-2.55英寸(6.35-6.48厘米)。線股36之間的余隙是大約35％。圍繞第二鎧裝層34擠壓的是第四護套層50，其完全地填充圍繞3-線股36的外部產(chǎn)生的多個空隙空間48。第四護套層50是厚度大約等于0.02英寸(0.051厘米)的ETFE護套。機電電纜10的最終直徑是大約0.349-0.355英寸(0.886-0.902厘米)并且具有大約等于1.009的扭矩比。

圖5示出本發(fā)明的一個具體實施例，其中第二鎧裝層34包括單個線40。電纜芯12、第二護套層20、第一鎧裝層22以及第三護套層28被構(gòu)造成與以前描述的實施例的電纜芯12、第二護套層20、第一鎧裝層22和第三護套層28是完全相同的。與以前描述的實施例相反，在本實施例中的第二鎧裝層34包括十二個單個的EHS線40，每個具有大約等于0.035英寸(0.089厘米)的直徑。第二鎧裝層34在左捻方向上以大約2.50英寸(6.35厘米)的捻長度和大約18.2度的捻角圍繞第三護套層28螺旋地纏繞。螺旋高度是大約0.207-0.222英寸(0.526-0.564厘米)以及螺旋長度是大約2.45-2.50英寸(6.22-6.35厘米)。具有0.020英寸厚度(0.051厘米)的第四ETFE護套層50被擠壓在第二鎧裝層34之上以完成機電電纜10的構(gòu)造。第四護套層50填充由第二鎧裝層34的線40產(chǎn)生的多個空隙空間48。機電電纜10的最終直徑是大約0.333-0.339英寸(0.846-0.861厘米)以及扭矩比是大約0.94。

第二鎧裝層34的構(gòu)造導致第二鎧裝層34和第四護套層50之間的機械粘附的顯著改進。該粘附的增加可以是第四護套層50到第二鎧裝層34的多個空隙或空間48中的增加的刺入的結(jié)果。另外，螺旋通道和凹槽的尺寸使用對稱的線股36、不對稱的線股38和/或單個線40建立。該粘附可通過交替如圖1中所示的3-線股36，38和/或單個線40來構(gòu)造第二鎧裝層34得以改進。

本扭矩平衡的機電電纜10的感應扭矩可通過使第一鎧裝層22和第二鎧裝層34中的扭矩的量平衡得以最小化。扭矩平衡還可以分別通過一個或更多個第二、第三和第四護套層20，28和50將第一和第二鎧裝層22和34的線的位置分別鎖定就位和/或填充線股中的多個空隙和凹槽得以實現(xiàn)。在一個實施例中，第四護套層50比其他護套層對扭矩抗力具有更大的影響。因而，本扭矩平衡的機電電纜10在當軸向張緊時經(jīng)歷電纜旋轉(zhuǎn)的降低的趨勢。

另外，當線之間的所有的空隙、凹槽和空間用護套層填充時，機電電纜可以是耐擠壓的。該特征在當FIMT被包括在電纜芯12時是特別地重要的以允許在本電纜被使用時的更好的數(shù)據(jù)傳送和維持的數(shù)據(jù)傳送。

由前述，將看到，該發(fā)明是非常適合于獲得在上面與是明顯的且是該結(jié)構(gòu)固有的其他優(yōu)點一起闡述的所有目的和目標的發(fā)明。將理解到，某些特征和子組合是多用途的并且可在不參照其他特征和子組合的情況下被采用。這是通過權(quán)利要求的范圍構(gòu)想到的并且在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因為可在不背離本發(fā)明的范圍的情況下構(gòu)想到本發(fā)明的許多可能的實施例，因此還要理解到，在此闡述或示出在附圖中的所有材料是要解釋為是說明性的而非限制的。

如上所述的和示出在附圖中的結(jié)構(gòu)是僅通過示例示出的并且不是用來限制本發(fā)明的構(gòu)思和原理。由此，已示出和描述了新穎的發(fā)明的若干實施例。如從前述描述中是顯而易見的，本發(fā)明的某些方面是不受由在此示出的示例的具體細節(jié)限制的，因此構(gòu)想到：其他修改和應用，或者其等同物將由本領域內(nèi)的技術(shù)人員構(gòu)想到。用于前述說明書中的術(shù)語“具有(having)”和“包括(including)”以及相似術(shù)語是在“可選擇的”或“可包括”的意義上使用的而不是根據(jù)“需要”。然而，本結(jié)構(gòu)的許多改變、修改、變化及其他使用和應用對本領域內(nèi)的技術(shù)人員而言在考慮了說明書和附圖之后是顯而易見的。不背離本發(fā)明的精神和范圍的所有這樣的改變、修改、變化及其他使用和應用被認為是由僅由以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明所涵蓋。