Линия для разделки трёхжильного плоского бронированного кабеля
LINE FOR CUTTING OF SUSTAINABLE FLAT ARMORED CABLE

Изобретение относится к технологическому оборудованию для разрезки, снятия и измельчения защитного покрытия и изоляции трехжильного плоского бронированного кабеля и может быть использовано в электротехнической и других отраслях промышленности при щадящей переработке кабеля для повторного использования продуктов переработки.
Трехжильный плоский бронированный кабель применяется в составе установок погружных электронасосов для эксплуатации нефтяных месторождений. На большинстве скважин, которые эксплуатирует ОАО «Татнефть», используется именно такой кабель, выпускаемый в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51777-2001.
Опыт показывает, что кабель может эксплуатироваться до 5-6 лет, при этом межремонтный период работы составляет около 2-3 лет, после подъема проводится текущий ремонт кабеля, удаление поврежденных участков, сростка кабеля. После выработки ресурса кабель направляется на переработку. Из-за значительного износа бронепокрова, большого количества коротких кабельных отрезков возникают трудности при переработке. Разделка коротких отрезков связана с большими трудовыми затратами.
На состояние кабеля, направляемого на переработку, влияют следующие факторы:
1. Влияние растворенного в пластовой жидкости газа (в том числе сероводорода) на состояние изоляции.
2. Механическая деформация изоляции под воздействием температурного расширения как медных жил, так и материала изоляции и бронепокрова.
3. Электрохимическая коррозия оборудования, в том числе бронепокрова кабеля, что может быть следствием влияния агрессивной скважинной жидкости, а также влияния различных агрессивных реагентов, которые используются для повышения нефтеотдачи пластов, очистки скважины и пласта.
Совокупность этих факторов влияет на состояние кабеля, а значит и на трудозатраты при его переработке.
Известно устройство для разделки круглого трехжильного бронированного кабеля, содержащее установленные на станине последовательно технологическому процессу узлы: размотки, разрезки защитного покрытия, снятия защитного покрытия посредством конуса с отверстиями, разрезки и снятия пластмассовой изоляции, измельчения пластмассовой изоляции с установленным в нем приводным лопастным ножом, выполненным с центральным отверстием для прохождения медных жил; также устройство содержит узел приемного устройства для смотки и равномерной укладки медных жил, а синхронизация скорости движения кабеля через все узлы устройства обеспечивается тяговым роликом и фрикционами. Дополнительно в устройство введен узел рихтовки профиля защитного покрытия кабеля, для снятия защитного покрытия кабеля используется конус с отверстиями, копирующими угол скрутки кабеля, а для разрезки и снятия пластмассовой изоляции жил кабеля используются три клиновых ножа с центральным отверстием для прохождения медных жил. (RU, патент 2344530, H02G 1/12, 2009 г.).
Известное устройство позволяет улучшить разделку трехжильного круглого бронированного кабеля с поврежденным профилем защитного покрытия и деформированной пластмассовой изоляцией без нанесения механических повреждений медной жилы, однако не позволяет разделывать плоский трехжильный бронированный кабель, не позволяет эффективно разделывать отрезки длиной 10-100 метров, так как из-за использования клиновых ножей затрачивается большое время при заправке отрезков.
Известен станок для разделки электрических кабелей, содержащий станину, трехкулачковый самоцентрирующий патрон с тремя кулачками и с центральным отверстием, соосным оси вращения трехкулачкового самоцентрирующего патрона, три привода, три крепления, три дисковых ножа, три вала, причем трехкулачковый самоцентрирующий патрон установлен на станине, на каждом кулачке закреплено посредством одного крепления по одному приводу, каждый привод соединен посредством соответствующего вала с соответствующим дисковым ножом, при этом дисковый нож установлен таким образом, что при движении соответствующего кулачка он пересекает воображаемое продолжение центрального отверстия, дисковые ножи расположены симметрично относительно оси центрального отверстия с равным угловым расстоянием относительно друг друга. (RU, патент 289756, Н01В 15/00, 2009 г.).
Известное устройство позволяет разделывать плоский трехжильный бронированный кабель без повреждения медных жил, однако не позволяет обеспечить высокую производительность раздельного сбора медной жилы, полипропилена и отходов бронеленты.
Наиболее близким аналогом является устройство для разделки плоского трехжильного бронированного кабеля, содержащее установленные на станине последовательно технологическому процессу узлы: размотки, направления и рихтовки, разрезки защитного покрытия кабеля, снятия защитного покрытия кабеля; разрезки и снятия пластмассовой изоляции кабеля качающимся самоцентрирующимся клиновым ножом, в средней части которого имеется паз и отверстия для медных жил кабеля, проходящие через центр лезвия продольно оси; измельчения пластмассовой изоляции кабеля при помощи вращающегося лопастного ножа, тянущего приводного ролика с тремя обечайками для обеспечения поступательного движения кабеля, смотки и равномерной укладки медных жил кабеля на приводные катушки. (RU, патент 2267844, H02G 1/12, 2006 г.).
Известное устройство позволяет разделывать плоский трехжильный бронированный кабель без повреждения медных жил, однако не позволяет эффективно разделывать отрезки длиной 10-100 метров, так как из-за использования клинового ножа затрачивается большое время при заправке отрезков.
Решаемая техническая задача заключается в разработке и создании линии, позволяющей разделывать плоский трехжильный бронированный кабель без повреждения медных жил, позволяющей без потерь времени эффективно разделывать отрезки длиной 10-100 метров, а также обеспечивающей высокую производительность раздельного сбора медной жилы, полипропилена и отходов бронеленты.
Данная задача решена применением технологической линии для разделки трехжильного бронированного кабеля, содержащей установленные последовательно:
1. Отдающее устройство для установки кабельных барабанов;
2. Узел снятия бронепокрова и нетканой ленты, причем верхнее колесо данного узла снабжено дисковым ножом для разрезания бронепокрова и нетканой ленты, а нижнее колесо имеет зубцы и бортик, что исключает уход кабеля с колеса; узел также содержит специальный клин, который отделяет разрезанный ленточный бронепокров от изолированных жил кабеля и направляет на наклонный желобок для сбора в накопительную тару; благодаря использованию дискового ножа отсутствует необходимость предварительной зачистки концов при заправке; разборная конструкция ножа для резки бронеленты и нетканой ленты позволяет при износе режущей кромки заточить или заменить только сам нож, не меняя весь блок резки бронеленты (фиг. 2);
3. Узел снятия изоляции с медной проволоки, причем перед верхним и нижним колесами узла смонтированы съемные направляющие полозья для трех изолированных жил, что позволяет точно направлять жилы между нижним направляющим колесом и верхним колесом, снабженным дисковыми ножами для разрезки изоляции, а в случае заедания изоляции между колесами быстро его устранить путем съема направляющих полозьев; узел также содержит планку для отделения медных жил от разрезанной изоляции и направления их на патрубок узла измельчения; благодаря использованию дисковых ножей отсутствует необходимость предварительной зачистки концов при заправке;
4. Узел снятия бронепокрова и узел снятия изоляции расположены на общей станине на которой также размещен электропривод, которой осуществляет передачу крутящего момента через цепную передачу на два последовательно расположенных узла. Все колеса узлов тянущие, связаны между собой механически через зубчатую передачу и имеют одинаковую скорость вращения, легко заменятся по мере износа. Зазор обеспечивающий глубину резания и необходимый обжим кабеля между верхними и нижними колесами в парах регулируется в зависимости от сечения разделываемого кабеля винтовым приводом вручную в верхних частях узлов станка.
5. Узел измельчения изоляции, закрытый кожухом, причем измельчение полимера осуществляется на вращающемся лопастном ноже, затем полимер по наклонному желобу попадает на накопительную емкость.
6. Приемное устройство для медных жил, с отдельными катушками увеличенной вместимости по фиг. 1, установленные на одной оси, причем электропривод обеспечивает независимое вращение всех трех катушек за счет фрикционов
Признаками изобретения являются:
1. отдающее устройство для установки кабельных барабанов;
2. снятие бронепокрова и нетканой ленты осуществляется с использованием дискового разборного ножа по фиг. 2, благодаря чему отсутствует необходимость предварительной зачистки концов при заправке;
3. нижнее колесо узла снятия бронепокрова и нетканой ленты имеет зубцы и бортик, что исключает уход кабеля с колеса;
4. узел снятия бронепокрова содержит специальный клин для отделения разрезанного бронепокрова от изолированных жил кабеля и направления его в накопительную тару;
5. снятие изоляции с медной проволоки с использованием дисковых ножей, благодаря чему отсутствует необходимость предварительной зачистки концов при заправке;
6. расположение перед верхним и нижним колесами узла снятия изоляции направляющих полозьев, позволяющих точно направлять жилы между нижним направляющим колесом и верхним колесом;
7. направляющие полозья, расположенные перед верхним и нижним колесами узла снятия изоляции, выполнены съемными, что позволяет в случае заедания изоляции между колесами быстро его устранить путем съема направляющих полозьев;
8. узел снятия изоляции содержит планку для отделения медных жил от разрезанной изоляции и направления их на патрубок узла измельчения;
9. размещение узла снятия бронепокрова и узла снятия изоляции на общей станине совместно с электроприводом, который осуществляет передачу крутящего момента через цепную передачу на два последовательно расположенных узла;
10. обеспечение одинаковой скорости вращения всех колес узлов снятия бронепокрова и снятия изоляции, благодаря их механической связи через зубчатую передачу;
11. обеспечение легкой сменяемости колес по мере износа;
12. регулирование зазора между верхними и нижними колесами в парах в зависимости от сечения разделываемого кабеля винтовыми приводами, расположенными в верхних частях узлов, что обеспечивает глубину резания и необходимый обжим кабеля;
13. измельчение изоляции после снятия ее с медной проволоки;
14. накопление измельченной изоляции в накопительной емкости;
15. накопление медных жил на приемном устройстве;
16. три отдельные катушки приемного устройства, установленные на одной оси, имеют увеличенную вместимость благодаря использованию специальной сварной конструкции вместо цельных алюминиевых щек (фиг. 1);
17. электропривод обеспечивает независимое вращение всех трех катушек за счет фрикционов.
Признаки 1, 4, 8, 13-15, 17 являются общими с прототипом, признаки 2, 3, 5-7, 9-12, 16 являются существенными отличительными признаками изобретения.
Сущность изобретения
При эксплуатации нефтяных месторождений одним из важных элементов оборудования является кабель, предназначенный для подачи электрической энергии к погружным электроустановкам.
При том, что межремонтный период работы скважин составляет около 2-3 лет, кабель может эксплуатироваться до 5-6 лет. После выработки ресурса кабель направляется на переработку. При переработке кабеля его разделение на медные жилы, отходы бронепокрова и отходы полимеров позволяет экономно расходовать природные ресурсы. Медные жилы после переплава и получения медной катанки могут снова использоваться в составе кабеля.
Из-за значительного износа бронепокрова, большого количества коротких кабельных отрезков возникают трудности при переработке. Разделка коротких отрезков связана с большими трудовыми затратами.
В предложенном изобретении решается задача разработки и создания линии, позволяющей разделывать плоский трехжильный бронированный кабель без повреждения медных жил, позволяющей без потерь времени эффективно разделывать отрезки длиной 10-100 метров, а также обеспечивающей высокую производительность раздельного сбора медной жилы, полипропилена и отходов бронеленты. Задача решается следующим образом.
3
При разработке нефтяной залежи ведут закачку воды через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины. В добывающую скважину ДН 7 с глубиной пласта 1350 м спущена установка с электродвигателем и насосом ЭЦН5-125×1400 на НКТ длиной 1100 м, электроэнергия к установке подается с помощью кабеля. Дебит добывающей скважины составляет 120 м/сут. Для повышения нефтеотдачи пластов использовались закачки реагентов, что влияло на электрохимическую коррозию оборудования. Кривизна скважины 45°. Внутренний диаметр колонны 102 мм. Межремонтный период работы скважины составлял 750-850 суток, при ремонте производилась замена насоса, кабель сохранял свою работоспособность. После проведения 3-го ремонта и отработки 2280 суток было принято решение заменить кабель на новый. Кабель был направлен на переработку. После переработки кабеля, переплавки медных жил, полученная медная катанка была использована для производства нового кабеля. Затем в составе установки новый кабель был спущен в добывающую скважину ДН 8. Ускоренная переработка и использование старого кабеля при производстве нового кабеля позволили значительно снизить затраты на добычу нефти.
На фиг. 1 представлена конструкция катушки приемного устройства для сбора медной проволоки.
1 - щеки барабана сварной конструкции; 2 - обечайка.
На фиг. 2 представлена конструкция разборного ножа для резки бронепокрова с ограничителем.
3 - нож; 4 - держатель ножа; 5 - ограничитель.
На фиг. 3 представлена конструкция линии, позволяющей разделывать плоский трехжильный бронированный кабель.
6 - отдающее устройство, на барабане диаметром 1,8 метров намотано 1130 метров кабеля КПБП 3×16 со скважины ДН 7;
7 - нефтепогружной кабель (КПБП 3x16);
8 - узел разрезки бронепокрова и нетканой ленты со специальным разборным ножом для резки бронепокрова с ограничителем;
9 - дисковый нож для разрезания бронепокрова и нетканой ленты (по фиг. 2);
10 - нижнее колесо с зубцами и бортиком;
11 - клин;
12 - съемные направляющие полозья для изолированной жилы;
13 - узел разрезки изоляции;
14 - планка для отделения медных жил от разрезанной изоляции;
15 - узел дробления полимера;
16 - приемное устройство с тремя катушками (по фиг.1) увеличенной емкости для сбора медной проволоки;
17 - шкаф управления;
18 - накопительная емкость.
Применение предложенной линии позволит решить задачу разделки плоского трехжильного бронированного кабеля без повреждения медных жил, в том числе кабельных отрезков длиной 10-100 метров, а также обеспечить высокую производительность раздельного сбора медной жилы, полипропилена и отходов бронеленты; позволит повысить безопасность и технологичность при переработке кабеля, отслужившего свой срок.