ПРОТЕКТОР

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к устройствам для крепления силового электрического кабеля к насосно-компрессорным трубам и его защиты от при спускоподъемных операциях от негативных последствий при работе двигателя.
Известно устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя. Причем верхняя и нижняя части корпуса снабжены соответствующими верхней и нижней крышками, каждая из которых укреплена на шарнире и имеет устройство крепления к верхней и нижней частям корпуса соответственно. При этом боковые части корпуса выполнены в виде полок. Внутренний диаметр стенок полок равен наружному диаметру насосно-компрессорной трубы (НКТ). Полки снабжены выемками для установки на муфту НКТ. Одна из полок снабжена для крепления крышек двумя осями, приближенными к боковой стенке продольного паза для кабеля. Другая полка снабжена ребром, например, параллельным дну паза и выступающим за габаритные размеры устройства крепления крышек к корпусу в собранном положении. Упомянутые крышки имеют толщину меньше разности наружных радиусов муфты и трубы НКТ. Крышки выполнены с возможностью упругой деформации при установке на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180° (патент РФ на изобретение №2263759, кл. E21B 17/00, пр. 27.10.2003 г.). Недостатком устройства является то, что оно не гарантирует необходимой фиксации силового кабеля на насосно-компрессорных трубах.
Наиболее близким к заявляемому устройству, выбранное в качестве прототипа, является устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, описанное в патенте РФ на изобретение №2447253 кл. E21B 17/00, приоритет от 27.01.2011. Это устройство содержит корпус, на внутренней поверхности которого выполнен продольный паз для укладки кабеля. На внутренней поверхности одной из боковых стенок корпуса выполнен паз для установки устройства на муфту насосно-компрессорной трубы. На одной из боковых стенок корпуса шарнирно установлены хомуты с крепежными узлами, содержащими откидные болты, входящими в ответные пазы противоположной стенки корпуса. При этом угол охвата трубы корпусом составляет менее 180°. На наружной поверхности одной из боковых стенок корпуса выполнены защитные элементы в виде продольного ребра и два перпендикулярные этому ребру, лежащие по краям боковой стенки. Ребра предназначены для предотвращения контакта элементов крепежных узлов с внутренней поверхностью обсадной трубы. А на противоположной боковой стенке корпуса между шарнирными узлами крепления хомутов выполнен выступ для предотвращения повреждения элементов шарнирных узлов. Причем по краям ответных пазов установлены фиксаторы для недопущения произвольного отворота откидных болтов и самопроизвольного раскрытия хомутов при эксплуатации.
Недостатком этого устройства является отсутствие гарантированной фиксации силового кабеля различного сечения к насосно-компрессорным трубам. Так в настоящее время используются кабели с различной формой брони. Например, по форме номенклатурный ряд кабелей (CELE 3×16, 3×13) имеет в разрезе овальное сечение, что не позволяет осуществить его надежную фиксацию вышеописанным устройством.
Поставленной задачей является создание протектора для крепления кабелей различных форм к насосно-компрессорным трубам.
Техническим результатом, получаемым при использовании предлагаемой полезной модели, является повышение надежности фиксации кабеля на поверхности насосно-компрессорной трубы при расширении номенклатуры используемых кабелей.
Технический результат достигается тем, что протектор для крепления и защиты силового кабеля на соединительной муфте насосно-компрессорных труб включает удлиненный корпус и два крепежных хомута. Внутри корпуса выполнен продольный канал для укладки и фиксации силового кабеля. Снаружи корпус снабжен двумя выступающими ребрами. Крепежные хомуты выполнены из материала, способного воспринимать упругие деформации. Каждый крепежный хомут с одной стороны шарнирно закреплен на оси, расположенной в первом выступающем ребре, а с другой стороны каждый хомут снабжен узлом крепления, выполненным с откидным болтом для фиксации в пазе второго выступающего ребра. Причем в зонах прижатия кабеля к насосно-компрессорным трубам внутренние поверхности канала выполнены вогнутым.
У имеющихся конструкций протекторов место поджатая кабеля к насосно-компрессорным трубам выполнено в виде плоской площадки. В случае крепления кабеля с овальным сечением при его поджатии контакт кабеля с трубой происходит в точке, или в лучшем случае по поверхности, не превышающей размера порядка 10 мм. Также контакт кабеля с плоской площадкой протектора происходит по поверхности не превышающей 10 мм. Малая площадь контакта кабеля с трубой и кабеля с плоской площадкой протектора является недостаточной для создания необходимого усилия и обеспечения удержания кабеля от проскальзывания во время монтажа и эксплуатации.
Предлагаемый протектор имеет в зоне прижатия кабеля вогнутую внутреннюю поверхность, которая обеспечивает создание большей площади поверхности соприкосновения силового кабеля и протектора, что создает дополнительное усилие, препятствующее проскальзыванию силового кабеля. Площадь контакта внутренней поверхности канала протектора с кабелем увеличивается до максимальной, что повышает коэффициент трения, за счет чего происходит удержание кабеля от проскальзывания.
Также предлагаемая полезная модель надежно крепит и плоский кабель. При креплении плоского кабеля протектором к насосно-компрессорным трубам на плоский кабель оказывается давление около 2000 кг, которое создает болтовое соединение. В месте прижатия плоского кабеля к трубам протектор имеет вогнутую поверхность, за счет чего края плоского кабеля изгибаются по форме трубы. При этом изгибе увеличивается площадь соприкосновения кабеля, как с трубой, так и с вогнутой поверхностью корпуса протектора, что создает усилия, препятствующие проскальзыванию кабеля.
Таким образом, предлагаемая полезная модель может быть использована для более надежного крепления кабелей с различными формами сечения.
В последующем заявляемое техническое решение поясняется подробным описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее решение, примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 - изображен вид наружной поверхности корпуса протектора в изометрии;
фиг. 2 - изображен вид внутренней поверхности корпуса протектора в изометрии;
фиг. 3 - изображен вид торца корпуса протектора;
фиг. 4 - схема размещения силового кабеля в протекторе в продольном направлении;
фиг. 5 - схема размещения силового кабеля овального сечения в протекторе;
фиг. 6 - схема размещения силового кабеля плоского сечения в протекторе.
Протектор, представленный на фиг. 1-3, включает удлиненный корпус 1 и крепежные хомуты 2. Корпус 1 предпочтительно изготавливать цельнолитым. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнен канал 3 для укладки и фиксации силового кабеля 4. Схема укладки силового кабеля 4 вдоль оси протектора показана на фиг. 4. Также на внутренней поверхности корпуса 1 выполнены углубления (на чертежах не указаны) для установки корпуса 1 на муфту 5, соединяющую насосно-компрессорные трубы 6.
Крепежные хомуты 2 с одной стороны шарнирно закреплены на оси 7 в первом выступающем ребре 8 корпуса 1. С другой стороны крепежные хомуты 2 снабжены узлами крепления 9, выполненными с откидными болтами 10. При установке протектора на муфту 5 откидные болты 10 вставляют в пазы 11, выполненные во втором выступающем ребре 12 корпуса 1. Первое выступающее ребро 8 и второе выступающее ребро 12 также предназначены для защиты соединительных элементов крепежных хомутов 2 от ударов о внутреннюю поверхность обсадной трубы, что также повышает надежность фиксации кабеля.
Корпус 1 и крепежные хомуты 2 выполнены таким образом, что при установке на насосно-компрессорную трубу 6 угол охвата трубы 6 корпусом 1 составляет менее 180 градусов. Это позволяет создать необходимое усилие для фиксации протектора на насосно-компрессорной трубе 6.
В зоне прижатия силового кабеля 4 к насосно-компрессорным трубам 6 внутренние поверхности 13 канала 3 выполнены вогнутыми, как это схематично показано на фиг. 5 и фиг. 6. При этом в случае использования силового кабеля 4, имеющего в поперечном сечении овальную форму (фиг. 5), внутренняя поверхность 13 канала 3 имеет максимальную площадь соприкосновения с силовым кабелем 4, что позволяет получить максимальный коэффициент трения и улучшить фиксацию силового кабеля 4 от проскальзывания. В случае использования силового кабеля 4, имеющего в поперечном сечении плоскую форму (фиг. 6), за счет поджатая силового кабеля 4 при его фиксации к насосно-компрессорной трубе 6, происходит деформация формы силового кабеля 4. Данная деформация не влечет изменения диэлектрических свойств силового кабеля 4, но в свою очередь создает максимальную площадь соприкосновения силового кабеля 4 с внутренней поверхностью 13 канала 3 и с поверхностью трубы, следствием чего является дополнительное усилие, препятствующее проскальзыванию силового кабеля 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для установки протектора на муфту 5 корпус 1 заводят на тело насосно-компрессорной трубы 6, поднятой над поверхностью скважины так, чтобы средняя часть корпуса 1 охватывала соединительную муфту 5. Силовой кабель 4 размещают в канале 3. После этого корпус 1 прижимают к насосно-компрессорной трубе 6, на участках, находящихся сверху и снизу муфты 5. Крепежные хомуты 2 затягивают откидными болтами 10, заведенными в пазы 11. При этом силовой кабель 4 фиксируется в зоне прижатия между вогнутыми внутренними поверхностями 13 канала 3 и наружными поверхностями насосно-компрессорной трубы 6.
Протекторы для крепления силового кабеля 4 устанавливают по всей длине колонны насосно-компрессорной трубы 6 в местах их соединения муфтами 5.
Заявляемая полезная модель позволяет повысить надежность фиксации силового кабеля 4 в местах муфтового соединения насосно-компрессорных труб 6, при этом значительно увеличивается номенклатура используемых силовых кабелей 4.