КОРПУС УСТРОЙСТВА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ К КОЛОННЕ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для крепления и защиты токоподводящего электрического кабеля к колонне насосно-компрессорных труб в скважине.
Из уровня техники известно устройство, состоящее из двух шарнирно соединенных С-образных элементов, на внутренней поверхности одного из которых выполнен паз с упругой вставкой для укладки кабеля (патент GB 2101655, 1983 г.). В этом устройстве свободные концы элементов снабжены петлями с совмещаемыми прорезями, в которые вставляется клин для фиксации устройства в замкнутом положении. Недостатком ее является то, что конструкция недостаточно удобна в работе, поскольку фиксатором служит отдельная, не соединенная с устройством деталь.
В качестве ближайшего аналога принят корпус устройство для крепления и защиты кабеля к колонне труб, описанный в свидетельстве РФ на полезную модель №16012.
Известный корпус устройства для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, выполненный металлическим удлиненной желобообразной формы с продольным углублением для размещения кабеля, имеет защитные экраны, выполненные с возможностью схватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, участки для шарнирных соединений, расположенные по обе стороны от защитных экранов с возможностью схватывания трубы и выполненные с фиксирующими выступами.
Известное решение при простоте формы корпуса позволяет быстро устанавливать и снимать устройство с колонны труб, а также многократно использовать его в течение длительного времени, в частности, за счет установки в верхней и нижней части защиты шарнирных и фиксирующих элементов от механических повреждений. Однако, известное устройство не застраховано от несанкционированного раскрытия зажимов в процессе эксплуатации в горизонтально-глубинных скважинах свыше 2500 метров за счет возникновения значительных деформаций корпуса. Кроме этого, известный корпус не исключает возникновение углового перегиба электрического кабеля на входе и выходе из корпуса, что приводит возникновению концентраций напряжений и разрыву кабеля за счет перетирания его о кромку корпуса.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение технических возможностей путем обеспечения крепления кабеля как прямоугольного, так и круглого сечения, повышение степени защиты кабеля от воздействия внешних сил и обеспечение долговечности деталей устройства, особенно шарнирно соединенных с корпусом зажимных скоб, а также обеспечение эксплуатационной надежности крепления электрического кабеля, исключающего его повреждение в процессе эксплуатации, и снижение себестоимости за счет использования стали 20 для изготовления корпуса методом гибки и штамповки.
Технический результат заключается в создании формы корпуса с усиленным углублением для защиты от воздействия значительных механических нагрузок в условиях эксплуатации устройства в горизонтально-глубинных скважинах свыше 2500 метров и в особо агрессивных средах с возможностью исключения скручивания и образования петли кабеля. Это стало возможным благодаря выполнению углубления корпуса с овальным поперечным сечением и с переменной глубиной концов корпуса после участков с шарнирными соединениями с возможностью обеспечения фиксации кабеля за счет сил трения при прижатии его к соединяемым насосно-компрессорным трубам и исключения при этом угловых перегибов и, как следствие разрыва кабеля.
Для решения поставленной задачи по первому варианту выполнения в известном корпусе устройства для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, выполненный металлическим удлиненной желобообразной формы с продольным углублением для размещения кабеля, имеющем защитные экраны, выполненные с возможностью схватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, участки для шарнирных соединений, расположенные по обе стороны от защитных экранов с возможностью схватывания трубы и выполненные с фиксирующими выступами, в качестве металла применена сталь 20, желоб по всей длине выполнен овальной формы в поперечном сечении для размещения кабеля круглого сечения, при этом, по меньшей мере, на одном конце продольное углубление выполнено с уменьшающимся поперечным сечением в продольном направлении начиная от соответствующей части корпуса с возможностью фиксации кабеля за счет сил трения от прижатия его к соединяемым трубам и исключения углового перегиба.
Для решения поставленной задачи по второму варианту выполнения в известном корпусе устройства для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб,
выполненный металлическим удлиненной желобообразной формы с продольным углублением для размещения кабеля, имеющем защитные экраны, выполненные с возможностью схватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, участки для шарнирных соединений, расположенные по обе стороны от защитных экранов с возможностью схватывания трубы и выполненные с фиксирующими выступами, в качестве металла применена сталь 20, а желоб по всей длине выполнен прямоугольной формы в поперечном сечении для размещения кабеля прямоугольного сечения, при этом, по меньшей мере, на одном конце продольное углубление выполнено с уменьшающимся поперечным сечением в продольном направлении с возможностью фиксации кабеля за счет сил трения от прижатия его к соединяемьм трубам и исключения углового перегиба.
Кроме этого, целесообразно по обоим вариантам выполнения корпуса, чтобы:
- продольное углубление было бы выполнено с линейно уменьшающимся поперечным сечением,
- продольное углубления было бы выполнено ступенчатой формы,
- корпус был выполнен методом гибки. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид корпуса по первому варианту выполнения;
на фиг.2 -выполнение углубления на конце корпуса по первому варианту его выполнения,
на фиг.3 -выполнение углубления на конце корпуса по второму варианту его выполнения.
на фиг.4 и 5 -варианту выполнения формы продольного сечения по пунктам 2, 3, 5, 6 формулы полезной модели.
Полезная модель поясняется конкретными примерами выполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Согласно полезной модели по первому варианту выполнения пружинный протектор содержит удлиненный корпус 1 (фиг.1,2) для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, выполненный металлическим удлиненной желобообразной формы с продольным углублением 2 для размещения кабеля. Корпус 1 имеет защитные
экраны 3, выполненные с возможностью схватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, участки 4 для шарнирных соединений, расположенные по обе стороны от защитных экранов 3 с возможностью схватывания трубы и выполненные с фиксирующими выступами 5. В качестве металла для изготовления корпуса 1 применена сталь 20. Желобообразная форма корпуса 1 по всей длине выполнена овальной формы 6 в поперечном сечении для размещения кабеля круглого сечения. На одном конце 7 продольное углубление 2 выполнено с уменьшающимся поперечным сечением в продольном направлении начиная от соответствующей части корпуса 1 для возможности фиксации кабеля за счет сил трения от прижатия его к соединяемым трубам и для исключения углового перегиба.
Согласно полезной модели по второму варианту выполнения пружинный протектор содержит удлиненный корпус 1 (фиг.3) для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, выполненный металлическим удлиненной желобообразной формы с продольным углублением 2 для размещения кабеля, который имеет защитные экраны 3, выполненные с возможностью охватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, участки 4 для шарнирных соединений, расположенные по обе стороны от защитных экранов 3 с возможностью охватывания трубы и выполненные с фиксирующими выступами 5. В качестве металла для изготовления корпуса 1 также применена сталь 20, а желобообразная форма корпуса 1 по всей длине выполнена прямоугольной формы 8 в поперечном сечении для размещения кабеля прямоугольного сечения. Для обеспечения возможности фиксации кабеля за счет сил трения от прижатия его к соединяемым трубам, исключая при этом угловой перегиб кабеля, на одном конце 9 продольное углубление 2 выполнено с уменьшающимся поперечным сечением в продольном направлении.
Продольное углубление 2 по обоим вариантам выполнения может быть выполнено с линейно уменьшающимся поперечным сечением 10 или ступенчатой формы 11, а корпус 1 выполняют в предпочтительном варианте методом гибки (фиг.4 и 5).
Установку устройства на колонне насосно-компрессорные труб, расположенных в процессе нефтедобычи в вертикальном положении, производят следующим образом.
В продольное углубление 2 корпуса 1, выполненное овальной формы (фиг.1, 2), располагают токопроводящий кабель, имеющий круглое поперечное сечение, а в продольное углубление 2 корпуса 1, выполненное прямоугольной формы (фиг.3),
располагают токопроводящий кабель, имеющий прямоугольное поперечное сечение,. Затем корпус 1 пружинного протектора накладывают на муфту, соединяющую насосно-компрессорные трубы в колонне, и закрепляют зажимными скобами (на чертеже не показаны) выше и ниже муфты. При этом зажимные скобы пружинными выступами 5 врезаются в поверхность труб и плотно сжимают их, а защитные экраны 3 при этом охватывают муфту. Поскольку диаметр муфт превышает диаметр соединяемых ею насосно-компрессорных труб в колонне, корпус 1 имеет максимальную ширину в радиальном направлении на участке защитных экранов 3 и воспринимают на себя ударные нагрузки.
Пружинные протекторы для крепления кабеля устанавливают по длине колонны труб в местах их соединения муфтами. Все элементы натяжения и фиксации находятся в защищенной зоне выше и ниже муфты и не касаются стенок обсадных труб, что обеспечивает надежное крепление и защиту кабеля от механических воздействий при эксплуатации.
Применение полезной модели обеспечивает расширение технических возможностей, увеличивает надежность и долговечность деталей пружинного протектора, а также обеспечивает надежность крепления электрического кабеля при одновременном исключении его относительного перемещения по корпусу.
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.