ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ И ЭЛЕМЕНТ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПРОТЕКТОРА

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к оборудованию, используемому для комплексной защиты внутрискважинного оборудования от коррозии.
Из уровня техники известны различные виды протекторов для защиты силового кабеля.
Так, из описания к патенту РФ №70294 (МПК: Е21В 17/10, опубликован 20.01.2008) известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус, выполненный литым с двусторонними обтекающими элементами, соединенными между собой ребрами и зажимными полухомутами, расположенными в верхней части корпуса, шарнирно-закрепленными с ним посредством крепежных элементов, кабельный канал, образованный внутри корпуса, внутренняя нижняя часть корпуса, контактирующая с кабельным каналом выполнена в виде лотка с внешней поверхностью, с плавным переходом через радиусные округления к концевым частям, расположенным в осевом направлении кабельного канала.
За наиболее близкий аналог к патентуемому протектору можно принять протектор, известный из патента РФ на полезную модель №76955 (МПК Е21В 17/10 (2006.01) опубликован 04.07.2008).
Известный протектор содержит корпус, выполненный литым с двусторонними обтекающими элементами, соединенными между собой ребрами и зажимными полухомутами, расположенными в верхней части корпуса, шарнирно-закрепленными с ним посредством крепежных элементов, кабельный канал, образованный внутри корпуса, внутренняя нижняя часть корпуса, контактирующая с кабельным каналом, выполнена в виде лотка с внешней поверхностью с плавным переходом через радиусные округления к концевым частям, расположенным в осевом направлении кабельного канала, отличающийся тем, что он снабжен расположенным на лотке фиксирующим элементом, соединенным с ним с возможностью прижима к кабельному каналу.
Основным недостатком всех известных протекторов для защиты силового кабеля является преждевременный выход из строя протекторов, а также труб и муфт в результате их электрохимической коррозии, что приводит к снижению срока службы металлических конструкций.
В настоящее время, известны решения, направленные на защиту от коррозии металлических поверхностей, в частности, насосно-компрессорных труб (НКТ) в нефтедобывающих скважинах.
Из патента РФ №2072029 (МПК 6: Е21В 37/06, опубликован 20.01.1997) известно устройство для защиты от коррозии труб НКТ, включающее установленные внутри колонны труб по всей ее длине анодные элементы, выполненные в виде полого цилиндра из материалов, имеющих более высокий электрохимический потенциал по отношению к материалу колонны НКТ. Каждый из анодных элементов имеет в верхней части поясок, выступающий относительно внешней образующей цилиндра.
Кроме этого, известен протектор для защиты колонны НКТ от коррозии в скважинах, содержащий анодные элементы, выполненные в виде полого цилиндра из материала, имеющего более высокий электрохимический потенциал по отношению к материалу колонны НКТ, при этом цилинд плотно установлен на конец НКТ снаружи, а масса каждого цилиндра составляет не менее 0,2% от массы одной НКТ (патент РФ №60080, МПК Е21В 37/06 (2006.01), опубликован 10.01.2006).
Недостатками предложенных устройств защиты от коррозии является сложность изготовления и монтажа на НКТ элементов защиты. Кроме этого, включение элементов защиты непосредственно в состав колонны НКТ, что может ослабить резьбовое соединение.
Техническим результатом патентуемого решения является увеличение межремонтного периода скважины, повышение наработки внутрискважинного оборудования, существенное снижение затрат на ремонт оборудования, за счет исключения коррозии внутрискважинного оборудования, получение простой, надежной и легко монтируемой конструкции элемента электрохимической защиты протектора, что приведет к снижению себестоимости добываемой нефти.
Заявленный технический результат достигается за счет использования протектора для защиты силового кабеля в скважине, который содержит корпус с зажимными полухомутами, с одной стороны шарнирно соединенными с корпусом, кабельный канал, образованный внутри корпуса, крепежные элементы для соединения другой стороны полухомутов с корпусом.
Согласно патентуемому решению, на внешней поверхности корпуса протектора расположен, по меньшей мере, один элемент электрохимической защиты.
Для исключения самопроизвольного раскрытия, а также для существенного увеличения ремонтопригодности протектора за счет легкой замены, крепежных элементов в корпусе протектора выполнена бобышка с возможностью ее резьбового соединения с крепежными элементами.
Также технический результат достигается за счет использования элемента электрохимической защиты протектора, выполненного в виде пластины с возможностью ее крепления на наружной поверхности корпуса протектора.
Возможность крепления может быть реализована в виде выполнения пластины с крепежными заплечиками.
Пластина выполняется из сплава, имеющего более отрицательный электродный потенциал по отношению к внутрискважинному оборудованию, в частности, из магниевого, цинкового или алюминиевого сплава.
Крепежные заплечики могут быть выполнены стальными.
Далее полезная модель поясняется со ссылками на фигуры 1 и 2.
На фиг.1 изображен протектор с элементом электрохимической защиты от коррозии.
На фиг.2 - расположение элементов электрохимической защиты на протекторе.
На фиг.3 - элемент электрохимической защиты от коррозии.
Протектор для защиты силового кабеля в скважине содержит: корпус 1 с зажимными полухомутами 2, которые с одной стороны при помощи шарниров 3 соединены с корпусом 1; кабельный канал 4, образованный внутри корпуса 1; крепежные элементы (болты) 5, предназначенные для соединения другой стороны полухомутов 2 с корпусом 1; элемент 6 электрохимической защиты корпуса протектора, расположенный на внешней поверхности корпуса протектора.
В корпусе протектора расположена бобышка 7, выполненная с возможностью ее резьбового соединения с крепежными элементами 5.
Элемент 6 электрохимической защиты выполнен в виде пластины 8 с возможностью ее крепления на наружной поверхности корпуса протектора с помощью крепежных заплечиков 9.
Пластина обычно выполняется из магниевого, цинкового или алюминиевого сплава, а крепежные заплечики - стальными.
Монтаж элемента 6 электрохимической защиты к корпусу 1 протектора может быть осуществлен любым способом - сваркой, клепкой, резьбой.
Между поверхностью НКТ и устройством электрохимической защиты расположен слой изоляции
Работа элемента электрохимической защиты осуществляется следующим образом: при попадании жидкости, являющейся электролитом, на поверхность элемента 6 электрохимической защиты, электродный потенциал которого выше потенциала корпуса протектора, происходит высвобождение свободных электродов и отекание электрического тока на защищаемую металлическую поверхность корпуса 1 протектора, при этом происходит окисление материала элемента, а материал корпуса, который имеет более высокий потенциал, является катодом и не подвергается электрохимической коррозии. В результате происходит защита от коррозии не только протектора и контактирующей с ним резьбовой части колонны НКТ, но и всего железного оборудования, находящегося в непосредственной близости от элемента электрохимической защиты. Так как протекторы, содержащие элемент электрохимической защиты крепятся на трубах, это позволяет равномерно расположить устройство электрохимической зашиты по всей длине колонны труб и обеспечить защиту от коррозии всего железного внутрискважинного оборудования.
Известно, что основным очагом коррозии труб являются места резьбовых соединений. Установка вышеуказанных протекторов с установленным элементом электрохимической защиты непосредственно на муфтовое соединение труб позволит существенно снизить коррозию.
Кроме этого, у данного устройства отсутствует поляризация, сопровождаемая уменьшением токоотдачи.
Благодаря образованию прочной окисной пленки на поверхности магния, алюминия, цинка, из которых обычно изготавливают элемент, разрушение и переход ионов этих металлов в электролит происходит достаточно медленно.
Таким образом, срок службы элемента достаточно высок.
При разрушении элемента электрохимической защиты от коррозии производят его замену. Выполнение элемента в виде пластины с заплечиками позволит легко и быстро демонтировать элемент и заменить его новым.