ДЕМПФИРУЮЩИЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к устройствам защиты установок электроцентробежных насосов, а именно к устройствам защиты, и может быть использовано в нефтяной промышленности для защиты оборудования.
При запуске двигателя (до того как он наберет обороты) на колонне бурильных труб, из-за дисбаланса, возникают вибрации, которые передаются на все элементы насосной установки. Элементы насосной установки (двигатель, насосные секции и их фланцевые соединения) начинают раскачиваться и бить о трубы обсадной колонны, тем самым получая механические повреждения, разрушая цементный камень обсадной колонны, и передавая вибрацию выше. Такие колебания элементов насосной установки приводят к возникновению дополнительных нагрузок на крепеж, подшипники, опоры и валы двигателя.
Известен виброгаситель (а.с. №881290 с приоритетом от 22.03.79 г., Е21В 17/06), который позволяет получить более высокую механическую скорость и проходку, при компоновке им низа колонны бурильных труб. Виброгаситель включает вал с резьбовыми участками и обойму. Вал состоит из двух частей, установленных с возможностью осевого перемещения. Обойма размещается концентрично валу и образует с ним кольцевую полость, в которой установлены упругие элементы. Виброгаситель дополнительно снабжен эластичным патрубком, установленным между близлежащими торцами частей вала.
Такое устройство снижает вибрации только частично и поэтому не может защитить элементы насосной установки от ударных нагрузок при запуске насоса, при спускоподъемных операциях, а также не может снизить усталостные нагрузки крепежных элементов используемого оборудования.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание конструкции узла, который позволил бы уменьшить ударные нагрузки при запуске двигателя, при спускоподъемных операциях и уменьшить распространение вибраций, которые создают усталостные напряжения крепежных элементов, подшипники, опоры и валы двигателя.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в уменьшении механических повреждений элементов насосной установки и труб обсадной колонны, при повышении надежности защиты кабеля за счет снижения усталостных напряжений крепежных элементов оборудования и фланцевых соединений электроцентробежной насосной установки.
Поставленная задача решается тем, что защищаемое устройство представляет собой демпфирующий узел, содержащий удлиненный элемент, установленный в выемке, выполненной на поверхности тела защищаемого объекта. Концы удлиненного элемента выполнены загнутыми для крепления в теле защищаемого объекта. Свободное пространство выемки заполнено упругим материалом, при этом часть поверхности удлиненного элемента выступает над поверхностью тела защищаемого объекта.
В частном случае в качестве упругого материала в демпфирующем узле использован каучук.
В частном случае удлиненный элемент демпфирующего узла выполнен в виде стержня круглого сечения.
В частном случае удлиненный элемент демпфирующего узла выполнен в виде стержня прямоугольного сечения.
В дальнейшем заявляемое техническое решение иллюстрируется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее техническое решение, примера выполнения демпфирующего узла в протекторе для крепления силового кабеля и чертежами, на которых:
фиг.1 представляет собой вид спереди протектора с разрезом в месте болтового крепления;
фиг.2 - сечение по А-А (фиг.1);
фиг.3 - вид сбоку протектора;
Протектор выполнен в виде дугообразного элемента 1 и прижимного элемента 12. На дугообразном элементе 1 выполнены два защитных ребра 2. Два сквозных открытых паза 3 и 4 расположенных на дугообразном элементе 1 во взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивают беспрепятственную прокладку силового кабеля 5 и его крепление. В пазу 3 установлена термоизоляционная подложка 8, к которой прижимают силовой кабель 5 с помощью крепежной скобы 7. Крепежная скоба 7 размещена в пазу 4 и крепится посредством разъемных соединений 6.
На прижимном элементе 12 выполнен выступ 11. Разъемное соединение дугообразного элемента 1 и прижимного элемента 12 осуществляется посредством крепежных соединений 13.
Заявляемый демпфирующий узел выполнен на внешних поверхностях 14 защитных ребер 2 и внешней поверхности 18 выступа 11. Демпфирующий узел представляет собой удлиненный элемент 16 с загнутыми концами, установленный в выемках 15, которые выполнены на внешних поверхностях 14 защитных ребер 2 и внешней поверхности 18 выступа 11. Как показано на фиг.1 один конец удлиненного элемента 16 загнут приблизительно под прямы углом к расположению удлиненного элемента 16 и входит внутрь тела протектора. Второй конец удлиненного элемента 16 загнут два раза таким образом, что в теле протектора располагается вдоль выемки 15. Выполнение удлиненного элемента 16 с загнутыми концами предотвращает его смещение в продольном и в поперечном направлениях, и тем самым надежно удерживает удлиненный элемент 16 в теле протектора.
Удлиненный элемент 16 может иметь различную форму поперечного сечения: круглую, прямоугольную или квадратную.
Свободное пространство в выемках 15 заполнено упругим материалом 17, предпочтительно каучуком, который является стойким к агрессивным средам. Часть поверхности удлиненного элемента 16 выступает за пределы внешних поверхностей 14 защитных ребер 2 и внешней поверхности 18 выступа 11.
Устройство работает следующим образом. Для крепления протектора снимают крепежный элемент 7 и устанавливают дугообразный элемент 1 например на «шейку» фланца необходимого элемента насосной установки. При этом силовой кабель укладывают в паз 3. Прижимной элемент 12 с диаметрально противоположной стороны элемента насосной установки скрепляется посредством разъемных соединений 13 с дугообразным элементом 1. Далее устанавливается крепежный элемент 7 и затяжкой разъемных соединений 6 силовой кабель 5 плотно прижимается к термоизоляционной подложке 8.
В процессе спускоподъемных операций или запуске и работе центробежного насоса протектор ударяется о поверхность обсадной трубы, при этом ударную нагрузку испытывают выступающие удлиненные элементы 16. Свободное пространство в выемах 15 заполнено каучуком, поэтому удлиненные элементы 16 при ударе вжимаются в выемку 15 и таким образом энергия удара гасится. Поскольку как показано на фиг.1 демпфирующие узлы выполнены на всех поверхностях протектора соприкасающихся с поверхностью обсадной трубы, то защита протектора от ударов осуществляется со всех сторон.
Аналогичным образом могут быть защищены любые устройства, используемые на установках электроцентробежных насосов.
Выполнение демпфирующих узлов на поверхностях устройств насосной установки позволяет уменьшить механические повреждения как самих устройств насосной установки так и труб обсадной колонны. Гашение энергии удара демпфирующим узлом приводит к гашению вибраций и уменьшению усталостных напряжений крепежных элементов оборудования и фланцевых соединений электроцентробежной насосной установки. Крепежные элементы служат дольше, что гарантирует повышение надежности крепления силового кабеля и снижение риска его повреждения.