УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В СКВАЖИНЕ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована для защиты силового кабеля электроцентробежного насоса или нагревательной кабельной линии от механических повреждений в процессе спуско-подъемных операций насосно-компрессорных труб с кабелем.
Известны устройства защиты силового кабеля в скважине, выпускаемые как в Российской Федерации так и за рубежом (2), (3).
Недостатком известных устройств защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений являются сложность конструкции, ненадежность в процессе эксплуатации и капитальные затраты, связанные с ремонтом скважин.
Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности является устройство защиты силового кабеля в скважине (1), содержащее корпус, выполненный в виде втулки и элементы его крепления расположенные на муфте насосно-компрессорных труб, а на наружной поверхности корпуса выполнены пазы для укладки силового кабеля. Однако и данному устройству присущи недостатки: сложность и ненадежность конструкции, включающей эластичные материалы, особенно при низких температурах в зимний период и при высоких температурах в глубоких скважинах, а также повышенная трудоемкость монтажа, обусловленная сборкой устройства на муфте из двух составных частей. Кроме этого не исключена опасность аварий, связанных с попаданием в скважину составных частей устройства при проведении монтажа и раскреплением устройства в скважине при работе.
Целью полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе спуско-подъемных операций насосно-компрессорных труб с кабелем, а также снижение капитальных затрат, связанных с ремонтом оборудования.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве защиты силового кабеля в скважине, содержащим корпус, выполненный в виде втулки на наружной поверхности которой выполнены пазы для укладки силового кабеля, и элементы крепления корпуса расположенные на муфте подвески насосно-компрессорных труб, новым по первому варианту является то, что корпус устройства выполнен из соосно расположенных и жестко связанных между собой втулки и скобы, внутренний диаметр которых равен внутреннему диаметру насосно-компрессорных труб, а расстояние между которыми равно длине муфты, при этом жесткая связь втулки и скобы выполнена не
менее чем двумя параллельными направляющими пластинами со скосами на торцах, образующими вдоль поверхности муфты пазы для проводки силового кабеля.
Устройство устанавливается на муфте насосно-компрессорной трубы и содержит корпус, выполненный из соосно расположенных и жестко связанных между собой втулки и скобы. Внутренний диаметр втулки и скобы выполнен равным наружному диаметру НКТ, а расстояние между втулкой и скобой выбрано равным длине муфты, жесткое соединение втулки и скобы выполнено не менее чем двумя параллельными направляющими пластинами со скосами на торцах, образующими пазы для силового кабеля, при этом ширина паза соответствует ширине устанавливаемого в нем силового кабеля, а высота паза несколько превышает толщину кабеля для исключения возможности контакта кабеля с стенками и стыками эксплутационной колонны при осуществлении спускоподъемных операций
По второму варианту корпус устройства выполнен из соосно расположенных, встречно развернутых и жестко связанных между собой двух скоб, внутренний диаметр которых равен внутреннему диаметру насосно-компрессорных труб, а расстояние между которыми равно длине муфты, при этом жесткая связь скоб, выполнена не менее чем двумя параллельными направляющими пластинами со скосами на торцах, образующими вдоль поверхности муфты пазы (к для проводки силового кабеля.
Конструктивное выполнение устройств защиты силового кабеля (варианты) обеспечивают возможность надежной защиты силового кабеля при спускоподъемных операциях в скважинах на различные глубины и при сложных пространственных профилях скважин.
Благодаря тому, что корпус устройства выполнен из соосно, расположенных и жестко связанных между собой втулки и скобы, внутренний диаметр которых равен внутреннему диаметру насосно-компрессорных труб, а расстояние между которыми равно длине муфты, при этом жесткая связь втулки и скобы выполнена не менее чем двумя параллельными направляющими пластинами со скосами на торцах, образующими вдоль поверхности муфты пазы для проводки силового кабеля, обеспечивается упрощение конструкции и повышение надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе спуско-подъемных операций насосно-компрессорных труб с силовым кабелем, а также снижение капитальных затрат, связанных с ремонтом оборудования. Одновременно снижается трудоемкость монтажных работ и устраняется опасность аварий, связанных с попаданием в скважину составных частей устройства при проведении монтажа и раскреплением устройства в скважине при работе.
Выполнение устройства защиты силового кабеля по второму варианту так же обеспечивает упрощение конструкции и повышение надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе спуско-подъемных операций насосно-компрессорных труб с силовым кабелем, а также снижение капитальных затрат, связанных с ремонтом оборудования.
Сущность полезной модели поясняется фигурами 1,2.
На фиг.1 представлено устройство защиты кабеля в скважине (первый вариант устройства), на фиг.2 - второй вариант устройства (корпус).
Устройство защиты кабеля в скважине, фиг.1 содержит корпус, установленный на муфте 1, соединяющий насосно-компрессорные трубы 2, состоящий из соосно расположенных и жестко соединенных между собой втулки 3 и скобы 4 не менее чем двумя параллельными направляющими пластинами 5 со скосами 6 на торцах, образующими паз 7 для проводки силового кабеля 8. На фиг.2 представлен второй вариант устройства (корпус), состоящий из двух скоб 4, направляющих пластин 5, со скосами 6, образующими паз 7.
В статическом положении элементы устройства защиты силового кабеля в скважине (вариант 1) взаимодействуют следующим образом: для установки устройства на колонну НКТ скоба 4 заводится на тело трубы 2 под нижний торец муфты 1 колонны НКТ при этом втулка 3 устройства ложится на верхний торец муфты 1. Ниппельный резьбовой конец последующей трубы ввинчивается через осевой канал втулки 3 в муфту 1 нижней трубы 2.
Над устьем скважины после свинчивания насосно-компрессорной трубы 2 силовой кабель 8 прокладывается в пазу 7 устройства защиты силового кабеля и стягивается с трубами 2 на входе в паз 7 и выходе из паза 7 элементами крепления 9 в качестве которых можно использовать «клямс» (гибкий металлический ремень), который применяется в настоящее время для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам. Подвеска насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, силовым кабелем и устройством защиты силового кабеля спускается в скважину на глубину, определяемую свинчиванием очередной насосно-компрессорной трубы над устьем скважины. При спуске силовой кабель защищен от контакта с стенками и стыками эксплутационной колонны и, следовательно, защищен от механических повреждений
В статическом положении элементы устройства защиты силового кабеля в скважине (вариант 2) взаимодействуют следующим образом: для установки устройства на колонну НКТ сначала нижерасположенная труба 2 посредством муфты 1
свинчивается с вышерасположенной трубой 2, затем устройство прикладывается перпендикулярно к муфте направляющими планками и поворачивается так, чтобы верхняя и нижняя скобы 4 зашли на трубы 2 соответственно над и под муфтой 1. После этого силовой кабель 8 прокладывается в пазу 7 устройства защиты силового кабеля и стягивается с трубами 2 на входе в паз 7 и выходе из паза 7 элементами крепления 9 (клямсами). Подвеска насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, силовым кабелем и устройством защиты силового кабеля спускается в скважину на глубину, определяемую свинчиванием очередной насосно-компрессорной трубы над устьем скважины. При спуске силовой кабель защищен от контакта с стенками и стыками эксплутационной колонны и, следовательно, защищен от механических повреждений.
Во время работы колонны НКТ и во время спускоподъемных операций исключено перемещение устройства вдоль оси НКТ поскольку муфта 1 препятствует этому перемещению, таким образом уложенный в пазу 7 между направляющими платинами 5 устройства и закрепленный на трубах 2 хомутами 9 силовой кабель 8 не испытывает со стороны устройства и со стороны эксплутационной колонны никаких нагрузок и не подвергается деформации.
Техникоэкономическая эффективность заключается в сокращении расходов при добыче нефти за счет снижения количества повторных ремонтов насосных скважин
Промысловые испытания, представляемых устройств защиты силового кабеля, проведенные на трех скважинах, показали их высокую эксплутационную надежность.
Устройство имеет очень простую и надежную в эксплуатации конструкцию. Обеспечивается надежная защита силового кабеля при спуско-подъемных операциях вследствие обеспечения гарантированного зазора между поверхностью кабеля и эксплутационной колонной скважины. Одновременно снижена трудоемкость монтажных работ и устранена опасность аварий, связанных с попаданием в скважину составных частей устройства при проведении монтажа и раскреплением устройства в скважине при работе.
Источники информации:
1.Патент RU 2204 685, Е 21 В 17/10, 2000 г.
2.Патент RU 2120537, 6 Е 21 В 17/10, 1998 г.
3.Патент US, 4042023, Е 21 В 17/10, 1997 г.