УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спускоподъемных операций (СПО) насосно-компрессорных труб (НКТ) с кабелем.
Известны разнообразные устройства защиты силового кабеля в скважине, выпускаемые как в Российской Федерации так и за рубежом (1-3).
Недостатками известных устройств защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений являются ненадежность в процессе эксплуатации и, особенно, в процессе СПО. Опыт эксплуатации известных устройств показал, что они как правило, являются устройствами одноразового использования, так как при проведении СПО происходит деформация корпусов, шарнирные крепления устройств на НКТ нередко раскрываются, что приводит заклиниванию колонн НКТ и сложным ремонтам, монтаж устройств изготовленных из эластичных материалов проблематичен в период низких температур.
Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности является устройство защиты силового кабеля в скважине (1), содержащее корпус, выполненный в виде втулки и элементов его крепления расположенных на муфте НКТ, при этом на наружной поверхности корпуса выполнены пазы для укладки силового кабеля. Однако и данному устройству присущи недостатки: ненадежность конструкции, включающей эластичные материалы, особенно при эксплуатации в зимний период и при высоких температурах в глубоких скважинах.
Целью полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе СПО, а также снижение капитальных затрат, связанных с ремонтом оборудования.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве защиты силового кабеля в скважине, содержащим корпус и элементы крепления корпуса, расположенные на муфте НКТ, при этом корпус выполнен в виде втулки, охватывающей муфту НКТ, на наружной поверхности которой выполнены пазы для укладки силового кабеля, новым является то, что корпус устройства составлен из двух частей (левого и
правого полукорпусов) каждый из которых имеет вид скоб, имеющих со стороны НКТ внутренний диаметр, равный диаметру НКТ, а со стороны муфты НКТ диаметр, равный диаметру муфты НКТ, с образованием в полости корпуса двух упоров, расстояние между которыми в сборке равно длине муфты НКТ, при этом на внешних поверхностях левого и правого полукорпусов выполнены ребра, образующие в сборке единый паз с глубиной, превышающей толщину кабеля, для его укладки с гарантированным зазором, на смежных торцах ребер образован зацеп, выполненный в виде кольцевой проточки и кольцевого выступа в ребрах левого и правого полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосом.
Устройство устанавливается на муфте НКТ и содержит корпус, выполненный составным из двух частей (левого и правого полукорпусов), имеющих вид скоб, на наружной поверхности которых выполнены ребра, образующие паз для укладки кабеля, при этом на смежных торцах ребер образован зацеп для жесткого соединения полукорпусов друг с другом, выполненный в виде кольцевых проточек и кольцевых выступов в смежных частях ребер левого и правого полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосом. Торцевые части левого и правого полукорпусов имеют внутренний диаметр, равный диаметру НКТ, а смежные части полукорпусов имеют диаметр, равный диаметру муфты НКТ, вследствие этого в полости устройства образованы упоры, расстояние между которыми соответствует длине муфты НКТ. Ребра на поверхности полукорпусов при сборке образуют единый паз для проводки силового кабеля, при этом высота паза превышает толщину кабеля для исключения возможности повреждения кабеля стенками эксплутационной колонны при осуществлении СПО.
Конструктивное выполнение устройства защиты силового кабеля обеспечивает надежную защиту силового кабеля при СПО в скважинах на различные глубины и при сложных пространственных профилях скважин.
Благодаря тому, что корпус устройства составлен из двух частей (левого и правого полукорпусов) каждый из которых имеет вид скобы, на наружной поверхности которой выполнены ребра, образующие в сборке единый паз для укладки кабеля, при этом смежные торцы ребер имеют зацеп для их жесткого соединения, выполненный в виде кольцевых проточек и кольцевых выступов в ребрах левого и правого полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосом, обеспечивается упрощение конструкции и повышение надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе СПО, 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.
Сущность полезной модели поясняется фигурами 1-6. На фиг.1 представлено устройство защиты кабеля в скважине в сборке с силовым кабелем, на фиг.2 - представлено первое монтажное состояние устройства (левый и правый полукорпуса установлены вблизи муфты на НКТ), на фиг.3 - второе монтажное состояние (левый и правый полукорпуса сдвинуты до упора с муфтой), на фиг.4 - рабочее состояние устройства (правый полукорпус развернут на 180° и сцеплен с левым полукорпусом), на фиг.5-6 представлены разрезы устройства.
Устройство (фиг.1-6) устанавливается на муфте 1 соединяемых насосно-компрессорной труб 2 и содержит составной корпус, который выполнен составным из левого 3 и правого 4 полукорпусов, на наружной поверхности полукорпусов выполнены ребра 5-6, образующие паз 7 для укладки кабеля 8, при этом смежные торцы ребер имеют зацеп 9, выполненный в виде кольцевых проточек 10 и кольцевых выступов 11 в ребрах соответственно левого 3 и правого 4 полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосами 12-13.
Монтаж устройства осуществляется следующим образом: над устьем скважины после свинчивания насосно-компрессорной труб 2 на эти трубы непосредственно под муфтой и над муфтой 1 надеваются левый 3 и правый 4 полукорпуса устройства с разворотом на 180° друг по отношению к другу, (фиг 2), затем полукорпуса 3, 4 сдвигаются на муфту 1 до соприкосновения (фиг.3) и разворачиваются друг по отношению к другу на 180°, таким образом, что бы кольцевой выступ 11 одного полукорпуса зашел в кольцевую проточку 10 другого полукорпуса, образуя при этом зацеп 9. После этого в образовавшийся продольный паз 7 прокладывается силовой кабель 8 и закрепляется по торцам муфты 1 поясами крепления 14, в качестве которых можно использовать «клямс» (гибкий металлический ремень), который применяется в настоящее время для крепления силового кабеля к НКТ. НКТ с силовым кабелем и устройствами защиты силового кабеля спускается в эксплутационную колонну 15 скважины на проектную глубину. При спуске силовой кабель 8 надежно защищен от контакта со стенками и стыками эксплуатационной колонны 15 и, следовательно, защищен от механических повреждений.
Во время работы колонны НКТ и во время СПО силовой кабель 8 уложенный в пазу 7 и закрепленный на трубах 2 поясами крепления 14 не испытывает со стороны эксплуатационной колонны никаких нагрузок и не подвергается деформациям.
Экономическая эффективность заключается в сокращении расходов при добыче нефти за счет снижения количества повторных ремонтов насосных скважин вследствие выхода силового кабеля из строя.
Промысловые испытания, устройств защиты силового кабеля, проведенные на скважине, показали их высокую эксплутационную надежность. Предельно упрощен монтаж и демонтаж устройств на скважине независимо от низких температур. Время монтажа или демонтажа одного устройства не превышает 10 секунд.
Устройство имеет простую и надежную в эксплуатации конструкцию, обеспечивающую надежную защиту силового кабеля при СПО. Одновременно снижена трудоемкость монтажных работ и устранена опасность аварий, связанных с деформацией и раскреплением устройства при СПО. Кроме этого предложенная конструкция имеет дополнительные достоинства: многоразовое использование, механическую прочность, отсутствие шарнирных, болтовых и других элементов, снижающих надежность конструкции.
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.