УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ К КОЛОННЕ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

УСТРОЙСТВО для КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ К КОЛОННЕ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для кренления токопроводящего кабеля к колонне насоснокомпрессорных труб в скважине.
Из уровня техники известны различные решения крепления силового кабеля, снабжающего энергией погружной электроириводной насос нефтедобьюающего оборудования.
В качестве ближайшего аналога предлагаемой полезной модели принято устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, описанное в свидетельстве РФ № 16012 на полезную модель.
Известное устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб содержит корпус с продольным углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны и выполненный с возможностью охватывания соединительных муфт для насосно-компрессорных труб, две зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими упомянутые трубы, и замковые механизмы, выполненные в виде фиксирующих выступов, расположенньк на упомянутых частях корпуса, и фиксирующих отверстий, расположенных на зажимных скобах для размещения в них фиксирующих выступов.
Данное устройство при простоте конструкции и надежности крепления позволяет быстро устанавливать и снимать устройство с колонны труб. Однако, известное устройство не застраховано от раскрытия зажимов, поскольку этот механизм основан на простом зацеплении впадины о выступ и не предусмотрено средств, предотвращающих непроизвольное расцепление фиксирующего выступа с фиксирующим отверстием в процессе эксплуатации. Вьшолнение корпуса и зажимной скобы из материала одинаковой жесткости также не способствует повышению надежности устройства ввиду различия выполняемых этими конструктивными элементами функций. Так, зажимная скоба должны выдерживать большие нагрузки на срез и обладать пружинными свойствами, в то время как корпус, предназначенный для сохранения пространственной формы и расположенных в нем труб и электрического кабеля, должен быть вьшолнен из прочного материала, предназначенного для штамповки или гибки.
г р 03 1 3 г  г о
МПК7Е21В 17/00
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение технических возможностей путем обеспечения возможности использования устройства для крепления кабеля к колонне труб в сильно искривленных скважинах, за счет минимизации размеров и выбора оптимальных параметрических характеристик деталей конструкции устройства, а также повьшхение надежности и стабильного функционирования замкового механизма, упругого сжатия насоснокомпрессорных труб, соединенных муфтой, что при отклонении от вертикали устройства нозволяет передавать нагрузку на корпус, предотвращая самопроизвольное открытие замков.
Технический результат заключается в выполнении замкового механизма практически неразъемным после монтажа, это стало возможным применению винтового соединения между корпусом и зажимными скобами.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, содержаш;ем корпус с продольньм углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны, вьшолненные с возможностью охватывания соединительньгх муфт для насосно-компрессорных труб, две зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими упомянутые трубы, и замковые механизмы, каждый из которьк выполнен в виде винтового соединения, один элемент которого связан с упомянутой частью корпуса, а другой - с зажимной скобой для соединения их между собой, при этом защитные экраны отделены в продольном направлении от упомянутых частей корпуса на расстояние, равное 0,9-17 мм, а твердость материала зажимной скобы превышает твердость материала корпуса.
Возможны и другие варианты выполнения полезной модели, согласно которым необходимо, чтобы:
-зажимные скобы и части корпуса могут быть вьшолнены с ребрами жесткости в зоне расположения элементов винтового соединения;
-твердость материала зажимной скобы и деталей замкового механизма была бы равна 38 - 47 ед. но Бринелю;
-упомянутые щарнирные соединения бьиш бы выполнены в виде оси, расположенной во втулках зажимной скобы и корпуса и зафиксированной в осевом
направлении путем расклепывания торцов оси или жесткого соединения во втулке корпуса или втулке зажимпой скобы;
-пружинный элемент состоял бы, по меньшей мере, из двух навстречу направленных язьиков, отогнутых по дуге внутрь корпуса на величину до 5,5 мм с радиусом кривизны дуги 60 - 114 мм;
-поперечные размеры защитного экрана превьппали бы соответствующие размеры дополнительных защитных экранов, которые превыщали бы поперечные размеры зажимных скоб и частей корпуса, шарнирно связанных ними.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата. Одной из особенностью предложенного решения является выполнение каждого замкового механизма в виде винтового соединения, а корпуса - частично «разрезным, т.е. защитный экран корпуса отделен в продольном направлении от упомянутых частей корпуса на расстояние, равное 0,9-17 мм. Это обеспечивает повыщение надежности работы замкового механизма за счет предотвращения непроизвольного раскрытия и исключения влияние на его элементы напряжений и сил, действующих на защитный экран при эксплуатации устройства в искривленном трубопроводе.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид устройства для крепления кабеля к колонне труб;
на фиг.2 - вид А по фиг. 1;
на фиг.З - вид В по фиг.1;
на фиг.4 изображен фрагмент выполнения замкового механизма;
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Согласно полезной модели устройство для крепления кабеля к колонне труб содержит удлиненный корпус 1 (фиг. 1,2,3,4) с продольным пазом 2 почти во всю длину корпуса для укладки кабеля, зажимные скобы 3, которые связаны посредством щарнирных соединений 4 с соответствующими частями 5 корпуса 1 с возможностью охватывания колонны насосно-компрессорных труб. Шарнирное соединение 4
выполнено в виде оси 6, расположенной во втулках, выполненных на корпусе 1 и зажимной скобе 3 и зафиксированной в осевом направлении путем жесткого соединения во втулке корпуса 1 или втулке зажимной скобы 3. Возможно осуществление фиксапии осевого положения оси 6 путем расклепывания её торцов.
С целью прочного и, в тоже время упругого обжатия труб зажимными скобами 3, на последних выполнены пружинные элементы в виде дугообразных, отогнутых по дуге внутрь корпуса на величину до 5,5 мм с радиусом кривизны дуги 60 - 114 мм, язычков 7. Пружинный элемент может иметь несколько, например, два встречно направленных язычка 7. Радиус кривизны язычков 7 обусловлен геометрическими размерами соединяемых насосно-компрессорных труб и типом муфты.
Замковый механизм вьшолнен в виде винтового соединения, один элемент которого - гайка 8, выполнена заодно с корпусом 1, а другой элемент - винт 8 размещен в отверстии 9 зажимной скобы 3 для соединения с гайкой 7 при монтаже устройства.
Для удобства монтажа на зажимной скобе 3 и на частях 5 корпуса 1 могут быть выполнены монтажное отверстие (на чертежах не показаны) для удобства прижатия монтажным рычагом зажимной скобы 3 к корпусу 1 при обхвате насоснокомпрессорные труб.
Углубление 2, выполненное вдоль корпуса 1, позволяет осуществит надежную фиксапию кабеля, за счет прижатия его к трубе.
В средней части корпуса 1 между участками с зажимными скобами 3 расположен защитный экран, состоящий из двух частей 11 и 12. Защитный экран (фиг. 1,2) отделен в продольном направлении от упомянутых частей 5 корпуса 1 на расстояние «а, которое равно 0,9-17 мм.
С целью повышения надежного и стабильного функционирования устройства, учитывая при этом различия в выполняемых корпусом 1 и зажимной скобой 3 функций, твердость последней выбирают вьппе, чем твердость материала корпуса 1. Предпочтительно твердость материала зажимной скобы 3 и деталей замкового механизма выбирают равной  единиц по Бринелю.
Устройство работает следующим образом.
Монтаж устройства на колонну насосно-компрессорные труб, расположенных в процессе нефтедобычи в вертикальном положении, производят следующим образом. В продольный паз 2 корпуса 1 укладывают кабель, как правило, кабель имеет в
сечении прямоугольную форму, плотно прилегающую к основанию паза 2. Затем устройство «одевают на муфту, соединяющую насосно-компрессорные трубы в колонне, и закренляют зажимными скобами 3 выше и ниже соединительной муфты. Зажимные скобы 3 плотно с натягом охватывают соединенные муфтой трубы, а защитный экран своими частями 11 и 12 охватывает муфту. Поскольку диаметр муфт превышает диаметр соединяемых ею насосно-компрессорных труб в колонне, корпус 1 в этом месте имеет максимальные размеры в радиальном направлении, а именно на участке защитного экрана. При этом защитный экран, выступающий своими частями И и 12 наружу в большей степени, чем шарнирные соединения 4, предохраняет указанные элементы от механических повреждений при контакте со стенками обсадных труб, а наличие зазоров между защитньм экраном и частями 5 корпуса 1 обеспечивает как бы «независимое функционирование этих элементов в устройстве.
Присоединение зажимной скобы 3 к корпусу 1 осуществляют следующим образом. Вставляют винт 8 в отверстие 9 на зажимной скобе 3 и ввинчивают по резьбе 13 в корпус 1, преодолевая при этом упругие силы пружинного элемента 7. Для надежности винтового соединения на конпе винта 8 после завинчивания устанавливают контргайку (на чертежах не показана). В этом случае зажимные скобы 3 плотно сжимают трубы, а замковый механизм заблокирован от самопроизвольного раскрытия благодаря винтовому соединению. Для повыщения надежности винтового соединения на зажимной скобе могут быть вьшолнены ребра жесткости 14, а резьба 13 - самотормозящейся при вывинчивании.
Для отпирания устройства достаточно вывинтить винт 8 по резьбе 13 из корпуса 1, после чего за счет упругих свойств пружинных элементов 7 механизм раскроется.
Применение полезной модели обеспечивает расширение технических возможностей путем использования устройства для крепления кабеля к колонне труб в сильно искривленных скважинах, за счет уменьшения ширины скоб по сравнению с частями корпуса, огибающими колонну насосно-компрессорных труб, что при отклонении от вертикали устройства позволяет передавать нагрузку на корнус, предотвращая непроизвольное открытие замкового механизма.