УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОВОДОВ В НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОЙ ТРУБЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
DEVICE FOR INSTALLING ELECTRIC WIRES IN TUBING AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к устройствам электропитания погружного бурового инструмента.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство монтажа электрических проводов в насосно-компрессорной трубе, подводящих электроэнергию к погружному электродвигателю бурового инструмента (см. патент RU №2231575, опубл. 27.06.2004). Недостатком его является наличие в открытом сечении насосно-компрессорной трубы электрического кабеля, который создает избыточное сопротивлении удаляемому материалу (буровой жидкости) снижает эффективность работы инструмента и усиленно воздействуют на кабель, снижая срок его службы и надежность в работе.
Технической задачей предлагаемого устройства является снижение сопротивления удаляемой буровой жидкости, повышения эффективности работы бурового инструмента и повышения надежности его электропитания. Для этого устройство для монтажа электрических проводов в насосно-компрессорной трубе подводящие электроэнергию к погружному электродвигателю бурового инструмента выполнено в виде втулки цилиндрической формы, расположенной внутри насосно-компрессорной трубы, причем втулка выполнена из базальтового композита, а внутри нее расположены электрические провода.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что устройство выполнено в виде втулки цилиндрической формы, расположенной внутри насосно-компрессорной трубы, причем втулка выполнена из базальтового композита, а внутри нее расположены электрические провода.
Наиболее близким техническим решение к предлагаемому способу является способ изготовления устройства монтажа электрических проводов подводящих электроэнергии к погружному электродвигателю бурового инструмента (см. патент RU №2667166, опубл. 17.09.2018).
Недостатком его является наличие в открытом сечении насосно-компрессорной трубы электрического кабеля, который создает избыточное сопротивлении удаляемому материалу (буровой жидкости) снижает эффективность работы инструмента и усиленно воздействуют на кабель, снижая срок его службы.
Технической задачей предлагаемого устройства является снижение сопротивления удаляемому материалу, повышения эффективности работы бурового инструмента и повышения надежности его электропитания.
Для этого предлагается способ изготовления устройства для монтажа электрических проводов подводящих электроэнергию к погружному электродвигателю бурового инструмента, при котором на оправку цилиндрической формы диаметром 0,8-0,82 внутреннего диаметра насосно-компрессорной трубы по всей длине наматывают поперек образующей нить из базальтового волокна, пропитанного эпоксидным связующим, до диаметра 0,9-0,92 внутреннего диаметра насосно-компрессорной трубы, далее вдоль трубы через равные угловые интервалы располагают электрические провода, а сверху покрывают нитью из базальтового волокна пропитанного эпоксидным связующим до достижения расстояния максимально удаленных от оси точек наружной поверхности, равного внутреннему радиусу насосно-компрессорной трубы, и после отверждения эпоксидной смолы втулку устанавливают и закрепляют внутри насосно-компрессорной трубы.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что на оправку цилиндрической формы диаметром 0,8-0,82 внутреннего диаметра насосно-компрессорной трубы по всей длине наматывают поперек образующей нить из базальтового волокна пропитанного эпоксидным связующим до диаметра 0,9-0,92 внутреннего диаметра насосно-компрессорной трубы, далее вдоль трубы через равные угловые интервалы располагают электрические провода, а сверху покрывают нитью из базальтового волокна, пропитанного эпоксидным связующим, до достижения расстояния максимально удаленных от оси точек наружной поверхности равного внутреннему радиусу насосно-компрессорной трубы и после отверждения эпоксидной смолы втулку устанавливают и закрепляют внутри насосно-компрессорной трубы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство изготовления втулки для монтажа, на фиг. 2 фото изготовленного образца втулки.
Устройство для монтажа электрических проводов в насосно-компрессорной трубе подводящих электроэнергию к погружному электродвигателю бурового инструмента выполнено в виде втулки 1 цилиндрической формы, расположенной внутри насосно-компрессорной трубы (на рисунке не показано). Втулка 1 выполнена из базальтового композита, а внутри нее расположены электрические провода 2.
Способ изготовления заключается в следующем. На металлическую оправку 3 покрытую материалом со слабой адгезией, например воском, цилиндрической формы диаметром 0,8-0,82 внутреннего диаметра насосно-компрессорной трубы по всей длине наматывают поперек образующей нить из базальтового волокна, пропитанного эпоксидным связующим до диаметра 0,9-0,92 внутреннего диаметра насосно-компрессорной трубы. Вдоль трубы через равные угловые интервалы располагают электрические провода 2, а сверху покрывают нитью из базальтового волокна, пропитанного эпоксидным связующим до достижения расстояния максимально удаленных от оси точек наружной поверхности равного внутреннему радиусу насосно-компрессорной трубы. После отверждения эпоксидной смолы втулку устанавливают и закрепляют внутри насосно-компрессорной трубы. В процессе стеклования эпоксидной композиции происходит незначительная усадка, которая позволяет вставлять втулку с размещенными проводами в насосно-компрессорную трубу без существенных внешних усилий.
Пример
Был изготовлен опытный образец втулки.
В качестве базальтовых волокон использовался ровинг из базальтовых комплексных нитей марки НРБ - 1200-КВ-12 (наружная размотка, ТУ 5952-001-13307094-2008), обладающий следующими характеристиками:
- диаметр элементарного волокна - 13.2 мкм,
- линейная плотность, текс (г/км) - 1200,
- влажность (%) - не более 0.1,
- удельная разрывная нагрузка, (мН) не менее - 650,
- содержание веществ, удаляемых при прокаливании (%) - не менее 0.4.
В качестве связующего использовались эпоксидные олигомеры, а именно: полимерная матрица на основе связующего ЭДТ - 10П имеющая следующий состав:
100 частей смолы КДА (ТУ 2225-611-11131395-2005),
10 частей - триэтаноламинтитанат (ТУ 2225-019-55573556-2016),
2 части - продукт АДЭ-3 (ТУ 6-02-573-87).
В качестве проводников использовались медные проводники с прямоугольным сечением. Выбранное сечение позволяет минимально искажать наружный контур, делая его близким к окружности.
Испытания опытного образца показали, что электрические провода надежно прижимаются к внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы. При этом они не мешают потоку отработанной буровой жидкости. Более того, поскольку внутренняя поверхность у вкладыша более гладкая - сопротивление потоку будет меньше, электродвигатель будет нести меньшую нагрузку, срок службы его возрастет. В устройстве используется дешевый композиционный материал - базальтопластик. Преимуществом предлагаемого решения является также исключение воздействия на электрические провода буровой жидкости. Кроме того, отсутствие кабеля в открытом сечении насосно-компрессорной трубы, открывает возможность доставки какого-либо груза специального назначения по каналу скважины к забою.