ПРОТЕКТОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ К ПОГРУЖНОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКЕ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для крепления и защиты токоподводящего электрического кабеля к колонне погружной насосной установки нефтедобывающего оборудования.
В существующем нефтедобывающем оборудовании силовой кабель, снабжающий энергией погружной электроприводной насос, обычно крепится к трубам, опускаемым в скважину, с помощью различных зажимных приспособлений. Так, например, известен протектор для крепления электрического кабеля к погружному насосу, описанный в патент РФ №39161, МПК Е 21 В 17/00, публ. 20.07.2004, и принятый в качестве ближайшего аналога предполагаемой полезной модели.
Указанный протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке содержит корпус, который состоит из двух частей, шарнирно связанных между собой для охвата погружной насосной установки в зоне кольцевого зазора, разъемное соединение, элементы которого расположены на свободных концах упомянутых частей корпуса, и защитное средство, установленное на одной из частей корпуса с возможностью схватывания электрического кабеля и прижатия его к корпусным частям погружной насосной установки, при простоте конструкции не позволяет обеспечить угловое фиксирование протектора на колонне насосно-компрессорной установки, что приводит к перекручиванию электрического кабеля. Учитывая, что отдельные признаки не согласуются с конструктивными признаки заявляемого протектора, формула полезной модели составлена без разделения на отличительную и ограничительную части.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является расширение технических возможностей за счет использования составного из отдельных частей корпуса, позволяющего прикрепление по всей длине насосно-компрессорных
труб в скважине, включая насосную установку, независимо от формы поперечного сечения кольцевого зазора, обеспечение увеличения надежности и повышения долговечности деталей протектора, и упрощение технологии изготовления и сборки протектора, а также обеспечение надежной защиты электрического кабеля на участке прикрепления к насосной установке, в частности погружного насоса, центробежного газового сепаратора, устройства гидрозащиты и электродвигателя. Технический результат заключается в исключении проворачивания электрического кабеля относительно кольцевого зазора за счет выполнения защитного средства в виде двух продольно расположенных элементов, между которыми размещен охватывающий элемент с возможностью прижатия электрического кабеля к поверхности корпуса протектора, а также в упрощении конструкции за счет исключения шарнирных соединений частей корпуса и в упрощении сборки за счет выполнения разъемных соединений в виде винтов с потайными головками под ключ, размещенными в нишах и ориентированными в одну сторону - в сторону расположения охватывающего элемента.
Для решения поставленной задачи заявлено два варианта выполнения протектора для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке.
Согласно первому варианту протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке содержит корпус, состоящий из двух частей, выполненных с возможностью схватывания погружной насосной установки в зоне кольцевого зазора и соединенных друг с другом посредством разъемных соединений, расположенных в нишах на диаметрально противоположных сторонах на свободных концах упомянутых частей корпуса, и защитное средство, выполненное в виде двух продольно расположенных элементов, между которыми размещен охватывающий элемент, съемно установленный на этой части корпуса с возможностью прижатия электрического кабеля к поверхности этой части корпуса при помощи дополнительных разъемных соединений, размещенных в нишах элементов защитного средства, при этом упомянутые разъемные соединения выполнены в виде винтов с потайными головками под ключ, ориентированными в сторону охватывающего элемента.
Возможны и другие варианты выполнения протектора, согласно которым необходимо, чтобы:
- углубления головок под ключ винтов для соединения частей корпуса между собой были бы выполнены по форме прямоугольника.
- форма поперечного сечения отверстия корпуса была бы выполнена соответствующей форме поперечного сечения кольцевого зазора на поверхности насосной установки.
- углубления были бы выполнены на корпусе методом литья или фрезерования.
- форма поперечного сечения отверстия корпуса была бы выполнена в виде шести - или восьмигранника.
Согласно второму варианту протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке содержит корпус, состоящий из двух частей, выполненных с возможностью схватывания погружной насосной установки в зоне кольцевого зазора и соединенных друг с другом посредством разъемных соединений, расположенных на диаметрально противоположных сторонах на свободных концах упомянутых частей корпуса, и защитное средство, выполненное в виде двух продольно расположенных на одной из частей корпуса предохраняющих элементов, между которыми размещен охватывающий элемент, установленный на этой же части корпуса с возможностью прижатия электрического кабеля к поверхности корпуса, при этом охватывающий элемент с одной стороны размещен в отверстии корпуса, а с другой стороны соединен с ней при помощи дополнительного разъемного соединения, при этом упомянутые разъемные соединения выполнены в виде винтов с потайными головками под ключ, расположенными в нишах и ориентированными в сторону охватывающего элемента.
Возможны и другие варианты выполнения протектора, согласно которым необходимо, чтобы:
- углубления головок под ключ винтов для соединения частей корпуса между собой были бы выполнены по форме прямоугольника.
- форма поперечного сечения отверстия корпуса была бы выполнена соответствующей форме поперечного сечения кольцевого зазора на поверхности насосной установки.
- углубления были бы выполнены на корпусе методом литья или фрезерования.
- форма поперечного сечения отверстия корпуса была бы выполнена в виде шести - или восьмигранника.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, в частности исключения смещения электрического кабеля относительно погружной насосной установки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке (вариант 1);
на фиг.2 - вид А (вариант 1);
на фиг.3 - вид В (вариант 1);
на фиг.4 изображен протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке (вариант 2);
на фиг.5 - вид С (вариант 2);
на фиг.6 - вид Д (вариант 2).
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 (фиг.1, 2, 3) протектор 1 для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке содержит корпус, состоящий из двух самостоятельных частей 2 и 3. Указанные части 2 и 3 устанавливаются с возможностью схватывания поверхности кольцевого паза (не показан), имеющегося на насосной установке, в частности на участках соединения составляющих насосной установки. К составляющим узлам погружной насосной установки,
в частности относятся: погружной насос, центробежный газовый сепаратор, устройство гидрозащиты и электродвигатель.
На свободных концах упомянутых частей 2 и 3 корпуса на диаметрально противоположных сторонах размещены элементы разъемного соединения 4, выполненные винтовыми с потайными головками под ключ по форме многогранника, целесообразно квадрата 5.
Защитное средство имеет продольные элементы и охватывающий элемент, выполненный в виде фигурной скобы 6 с возможностью закрепления на одной из частей корпуса, например на части 2, и схватывания электрического кабеля 7. По обе стороны скобы 6 расположены продольные элементы 8 и 9, выполненные в виде удлиненной формы фигурных выступов за одно целое с частью 2 корпуса, и предназначенные для защиты электрического кабеля 7 в процессе эксплуатации протектора, поскольку имеют в поперечной плоскости размеры, превышающие в этом направлении размеры электрического кабеля 7, защищенного скобой 6.
Скоба 6 съемно установлена на части 2 корпуса с возможностью прижатия электрического кабеля 7 к поверхности этой части 2 корпуса при помощи дополнительных разъемных соединений 10, размещенных в нишах 11 элементов 8 и 9 защитного средства, при этом все разъемные соединения (основные и дополнительные) выполнены в виде винтов с потайными головками 12 под ключ, ориентированными в сторону охватывающего элемента - скобы 6 и расположенными в соответствующих нишах. Потайная головка винта представляет собой головку с полостью, имеющей в поперечном сечении форму многогранника, в частности квадрата для взаимодействия с торцевым ключом для отворачивания или наворачивания винта по резьбе. Такое решение существенно улучшает технологию монтажа и демонтажа протектора.
Согласно второму варианту охватывающий элемент 6 с одной стороны размещен в отверстии 14 части 2 корпуса, а с другой стороны соединен с ней при помощи дополнительного разъемного соединения 15, выполненного винтовым.
Особенностью конструктивного решения протектора по каждому варианту является форма поперечного сечения отверстия корпуса, которая выполнена
соответствующей форме поперечного сечения кольцевого зазора поверхности погружной насосной установки, так например, если последнее имеет форму восьмигранника, то и форма отверстия 13, образованная частями 2 и 3 корпуса, имеет соответствующую форму, то есть форму восьмигранника (фиг.1). Охватывающий элемент 6, представляющий собой скобу, может быть выполнен в виде полосы (фиг.2) или крестообразной формы (фиг.6).
С целью оптимизации размещения протектора на сочлененных узлах погружной насосной установки продольно расположенные предохраняющие элементы 8 и 9 защитного средства могут быть выполнены различной длины с округлой поверхностью углов и ребер для уменьшения сопротивления перемещению и исключению воздействия на электрический кабель твердых тел окружающей среды.
Для уменьшения стоимости изготовления протектора составляющие детали его корпуса и углубления на корпусе выполнены методом литья или фрезерования.
Монтаж протектора 1 на корпусной поверхности погружной насосной установки, расположенной в процессе нефтедобычи в вертикальном положении, для обоих вариантов аналогичен и производят его следующим образом. Электрический кабель 7 охватывают защитной скобой 6, которую привинчивают винтами (по первому варианту) к части 2 корпуса, поджимая тем самым электрический кабель 7 к поверхности этой части 2 корпуса, размещаемой совместно с частью 3 в зоне кольцевого зазора на корпусной поверхности насосной установки.
Части 2 и 3 корпуса стягиваются посредством разъемных соединений 4 - винтов, при этом части корпуса 2 и 3 плотно охватывают погружной насос, а скоба 6, удерживая электрический кабель, обеспечивает его фиксацию в строго заданном положении.
Протекторы для крепления электрического кабеля устанавливают в нескольких местах по длине погружной электрической насосной установки. Все соединительные элементы натяжения и фиксации находятся в защищенной зоне и не касаются стенок обсадных труб, что обеспечивает надежное крепление и защиту
как самого протектора, так и электрического кабеля от механических воздействий при эксплуатации, а также исключение растягивания электрического кабеля по длине и, как следствие, его разрыва.
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 протектора и разрыва, а также существенно упрощает технологию сборки и себестоимость изготовления (за счет исключения из конструкции осевых шарниров соединения частей 2 и 3 корпуса между собой).
Полезная модель «Протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке» по обеим вариантам соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку ее реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.