КОЖУХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В СКВАЖИНЕ

Заявляемая полезная модель «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» относится к горной промышленности, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и предназначена для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спуска подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус и паз для размещения силового кабеля, отражатели для взаимодействия с внутренними каналами эксплуатационных колонн, упомянутый корпус выполнен замкнутым в виде серьги с утолщенной частью и каналом для обхвата насосно-компрессорной трубы, при этом в утолщенной части выполнено гнездо и расположен паз, выполненный открытым для ввода под углом α' к оси паза силового кабеля и его фиксации при свинчивании трубы с муфтой на устье скважины, причем ширина открытого паза меньше ширины силового кабеля, а поверхности гнезда, захватывающие силовой кабель, выполнены с возможностью прижатия кабеля к поверхности насосно-компрессорных труб, причем
на торце корпуса протектора соосно с осью канала выполнена обточка для взаимодействия с внутренним диаметром расточки в муфте и с наружным диаметром сбега конической резьбы насосно-компрессорной трубы для крепления протектора на подвеске насосно-компрессорных труб и одновременной герметизации резьбового соединения при свинчивании муфты и трубы (см. патент на изобретение №2250345, опубликовано 2005.04.20, МПК Е21В 17/10).
Недостатком известного протектора для защиты силового кабеля в скважине является сложность в изготовлении, а также низкая надежность, неудобства при монтаже и демонтаже и высокая себестоимость.
Данный недостаток обусловлен сложностью конструкции и неудобствами при монтаже и демонтаже протектора, вызывающие дополнительные напряжения, влияющие на его надежность и долговечность.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус, выполненный в виде скобы с внутренними размерами под силовой кабель и установленный на муфте насосно-компрессорной трубы через установочное кольцо, при этом на ребрах корпуса выполнены открытые пазы с боковыми поверхностями для взаимодействия с нижним торцом муфты, а с противоположной стороны в открытых пазухах установлены фиксаторы для соединения
корпуса протектора с установочным кольцом, проходящие через отверстия установочного кольца для взаимодействия с верхним торцом муфты, причем центральный канал в установочном кольце выполнен с эксцентриситетом и с размером под наружный диаметр насосно-компрессорной трубы для фиксации корпуса протектора на муфте при свинчивании упомянутых насосно-компрессорной трубы и муфты в скважине (см. патент на изобретение №2249668, опубликовано 2005.04.20, МПК Е21В 17/10).
Недостатком известного устройства являются недолговечность, низкие эксплуатационные качества, сложность изготовления и неудобства при монтаже и демонтаже протектора, возможная опасность нарушения целостности кабеля на сгибах, а также большая металлоемкость.
Данный недостаток обусловлен тем, что выполнение в виде скобы не обеспечивает достаточной прочности протектора, кроме того, нижняя, контактирующая с силовым кабелем часть не исключает перегиба последнего, что может привести к нарушению его целостности на сгибах.
Известен также принятый за прототип протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий выполненный с кабельным каналом корпус, установленный на муфтовом соединении насосно-компрессорной трубы через установочное кольцо, на ребрах корпуса выполнены открытые пазы для взаимодействия с нижним торцом
муфтового соединением и открытые пазы, в которых установлены фиксаторы, причем центральный канал в установочном кольце выполнен с размером под наружный диаметр насосно-компрессорной трубы для фиксации корпуса протектора на муфтовом соединении при свинчивании упомянутых насосно-компрессорной трубы и муфтового соединения, причем, корпус выполнен литым с двусторонними обтекающими элементами и с двумя, расположенными в верхней части корпуса, выше и ниже муфтового соединения насосно-компрессорных труб, зажимными полухомутами, которые шарнирно закреплены на корпусе, с упомянутыми фиксаторами, причем ребра корпуса, в своей верхней части выполнены с трапецеидальными приливами, а внутренняя нижняя часть корпуса, контактирующая с кабельным каналом, выполнена в виде лотка с наконечниками, обеспечивающими изгиб кабеля в четырех точках А, В, С, Е не более чем на ½ его толщины «d» при соотношении R/S=4,8 до 5.2, где R - радиус изгиба кабеля, S - толщина кабеля, причем, каждый фиксатор выполнен в виде шарнирно установленного стяжного устройства, состоящего из откидных болтов с самозапирающимися гайками, а открытые пазы для фиксаторов выполнены в виде литейных «карманов» для защиты элементов стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций, причем, зажимные полухомуты выполнены в своей верхней части с открытыми пазами
(см. патент на полезную модель №59692, опубликовано 2006.12.27, МПК Е21В 17/10).
Недостатком известного устройства является сложность изготовления.
Данный недостаток обусловлен жесткими требованиями к изгибу кабеля в четырех точках А, В, С, Е не более чем на ½ его толщины «d» при соотношении R/S=4,8 до 5.2, где R - радиус изгиба кабеля, S - толщина кабеля, что не всегда выдерживается.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение сложности изготовления при исключении, опасности нарушения целостности кабеля на сгибах, и при одновременном сохранении надежности прочности, долговечности и эксплуатационных качеств.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном кожухе для защиты силового кабеля в скважине, содержащем выполненный с кабельным каналом корпус, на ребрах которого выполнены открытые пазы, предназначенные для взаимодействия с муфтовым соединением, и пазы, в которых установлены фиксаторы, согласно полезной модели, корпус выполнен литым, цилиндрического типа, с двумя, зажимными полухомутами, содержащими упомянутые фиксаторы, причем ребра корпуса выполнены с приливами, а внутренняя нижняя часть корпуса, контактирующая с кабельным каналом, выполнена в виде
лотка, концы которого выполнены с плавным наклоном, обеспечивающим изгиб кабеля в четырех точках А, В, С, Е, а зажимные полухомуты расположены на диаметрально противоположной стороне по отношению к лотку и закреплены на корпусе шарнирно, причем каждый фиксатор представляет собой стяжное устройство и выполнен в виде шарнирно установленного откидного болта с самозапирающимися гайками, а пазы для фиксаторов выполнены в виде литейных «карманов» для защиты элементов стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций, при этом зажимные полухомуты выполнены в своей верхней части с прорезями в виде окон.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа, в конструкции заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине», выполнение корпуса литым цилиндрического типа позволяет упростить его и, одновременно, не снижая его надежности, долговечности и нарушения целостности кабеля на сгибах, снизить себестоимость за счет дальнейшей его обработки, обеспечивая точность изготовления, с меньшими усилиями и затратами. Расположение в литом корпусе цилиндрического типа двух зажимных
полухомутов, которые выполнены в своей верхней части с прорезями в виде окон, и которые шарнирно закреплены на корпусе и оснащены фиксаторами, для которых пазы выполнены в виде литейных «карманов», позволяет защитить элементы стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций, а также позволяет четко фиксировать кабель относительно муфтового соединения и одновременно снижает не только вес протектора, за счет открытых пазов, окон и литейных карманов в корпусе кожуха, но, в целом, значительно снижает вес колонны НКТ. Выполнение ребер корпуса, в своей верхней части с приливами, а внутренней нижней части корпуса, контактирующей с кабельным каналом, в виде лотка, концы которого выполнены с плавным наклоном, обеспечивающими изгиб кабеля в четырех точках А, В, С, Е, дает возможность, обеспечить надежное сцепление кожуха с насосно-компрессорными трубами, повышая тем самым безопасность кабеля и исключая опасность нарушения целостности кабеля на сгибах, что в целом повышает его надежность и долговечность. Выполнение фиксатора в виде стяжного устройства, состоящего из откидных болтов с гайками, исключает самопроизвольное открывание фиксактора, тем самым определяя высокие эксплуатационные качества заявляемого кожуха.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации
и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине», позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» соответствует критерию «новизна», согласно действующему законодательству.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине», может быть многократно использована в производстве и применении аналогичных кожухов для защиты силового кабеля в скважине с получением технического результата, заключающегося в снижении сложности изготовления, металлоемкости и опасности нарушения целостности кабеля на сгибах, а также повышении удобств при монтаже и демонтаже кабеля и повышении технических и эксплуатационных качеств заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине»,
что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг.1 изображен предлагаемый кожух для защиты силового кабеля в скважине;
- на фиг.2 - то же, вид сверху;
- на фиг.3 - то же, вид сбоку;
- на фиг.4 - разрез фиг.3 по В-В;
- на фиг.5 - разрез фиг.3 по Б-Б;
- на фиг.6 - разрез фиг.2 по Г-Г.
Кожух для защиты силового кабеля в скважине представляет собой каркасную конструкцию, состоящую из корпуса цилиндрического типа 1, совмещенного с кабельным каналом 2. Корпус цилиндрического типа 1 кожуха изготавливается из конструкционной углеродистой стали методом коркового литья и устанавливается на муфтовые соединения 3 насосно-компрессорных труб 4 (НКТ). Корпус 1 кожуха соединен с помощью шарниров 5 с разнесенными по длине корпуса двумя зажимными полухомутами 6, расположенными в верхней части корпуса, выше и ниже муфтового соединения НКТ, каждый из которых оснащен фиксаторами 7 в виде специальных винтовых стяжных устройств. Корпус 1 кожуха
установлен на муфтовом соединении 3 насосно-компрессорной трубы 4 посредством установочного кольца 8. Ребра 9 в средней части 10 корпуса 1 кожуха выполнены с открытыми пазами 11, что обеспечивает одновременно снижение веса протектора и доступ для взаимодействия с нижним торцом 12 муфтового соединения 3. В верхней части 13 корпуса 1 кожуха ребра 9 выполнены с приливами 14, представляющими собой опорные осевые направляющие для насосно-компрессорных труб, ориентированных в противоположные направления, ограничивающих движение муфтового соединения в корпусе 1 кожуха и обеспечивающих надежное сцепление кожуха с насосно-компрессорными трубами. Зажимные полухомуты 6 также выполнены в своей верхней части с открытыми пазами 15, снижающими вес кожуха. Центральный канал 16, протяженный по оси Х-Х, в установочном кольце 8 выполнен с размером под наружный диаметр насосно-компрессорной трубы 4 для фиксации корпуса 1 кожуха на муфтовом соединении 3 при свинчивании упомянутых насосно-компрессорной трубы 4 и муфтового соединения 3. Корпус цилиндрического типа 1 кожуха выполнен литым с двусторонними обтекающими элементами 17, исключающими зацепление протекторов со стыками обсадных труб (на чертеже не показаны). Внутренняя нижняя часть 18 корпуса 1, контактирующая с кабельным каналом 2, выполнена в виде лотка 19 с плавным двусторонним наклоном 20, обеспечивающими изгиб кабеля 21 в четырех точках (А,
В, С, Е). Каждый из фиксаторов 7 выполнен в виде стяжного устройства, состоящего из установленного на шарнире 22 откидного болта 23 с гайками 24 (например, самозапирающимися). Открытые пазы 25 для фиксаторов 7, а точнее для откидных болтов 23 с самозапирающимися гайками 24 выполнены в виде литейных «карманов» для защиты элементов винтовых стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций.
Установку каждого кожуха на колонне насосно-компрессорных труб 4 проводят так, чтобы зажимные полухомуты 6 располагались выше и ниже муфтового соединения 3 насосно-компрессорных труб.
Использование настоящей полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» позволит снизить сложность изготовления, металлоемкость и опасность нарушения целостности кабеля на сгибах, а также повысить удобство при монтаже и демонтаже кабеля и надежность сцепления кожуха с насосно-компрессорными трубами, что, в целом, повышает ее эксплуатационные и технические качества.