УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ К КОЛОННЕ ТРУБ И ЗАЩИТЫ КАБЕЛЯ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ

Полезная модель относится к области нефтедобывающей и газодобывающей промышленности, в частности к устройству для крепления кабеля к колонне труб и защиты кабеля от механических повреждений, и может быть использована для крепления и защиты кабельных линий в скважине.
Из уровня техники известны различные виды устройств для крепления кабеля к колонне труб в скважине.
Известно устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, содержащее корпус с продольным пазом для укладки кабеля, верхнюю и нижнюю зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с верхней и нижней частями корпуса, причем каждая скоба снабжена пружинным элементом, верхняя и нижняя части корпуса имеют фиксирующие выступы, а в скобах выполнены соответствующие выступам фиксирующие пазы, в средней части корпуса со стороны фиксирующих выступов размещен защитный экран (RU 16012, 27.11.2000).
Известно устройство для крепления кабеля к колонне труб, содержащее корпус с продольным пазом для укладки кабеля, верхнюю и нижнюю зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с верхней и нижней частями корпуса, отличающееся тем, что каждая скоба снабжена пружинным элементом, верхняя и нижняя части корпуса имеют фиксирующие выступы, а в скобах выполнены соответствующие выступам фиксирующие фазы (RU 12432, 10.01.2000).
Известно устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, содержащее корпус трубообразной формы с открытой боковой поверхностью, выполненной с продольным углублением для размещения кабеля и имеющей различное поперечное сечение по длине, в средней части корпуса, выполняющей роль защитного экрана, размер поперечного сечения превышает размер поперечного сечения крайних участков, линейный размер средней части выполнен с возможностью охватывания соединительной муфты на участке соединения насосно-компрессорных труб, на крайних участках расположены зажимные скобы, которые с одной стороны шарнирно связаны с корпусом, а с другой - связаны с ним посредством замковых механизмов с возможностью зажима в корпусе соединенных труб вне зоны соединительной муфты, упомянутое шарнирное соединение представляет собой ось, зафиксированную в осевом направлении и расположенную во втулках, выполненных на зажимной скобе и корпусе, при этом каждый замковый механизм выполнен в виде расположенного на корпусе фиксирующего выступа, торец которого выполнен ступенчатой формы, а на скобе - фиксирующего отверстия для взаимодействия с фиксирующим выступом, кроме этого каждая скоба снабжена пружинным элементом, расположенным с возможностью упругого поджатия насосно-компрессорных труб к корпусу и исключения их проворачивания относительно него, а твердость материала зажимной скобы превышает твердость материала корпуса (RU 34616, 10.12.2003).
К недостаткам известных решений относятся недостаточная надежность, металлоемкость, высокая себестоимость, а также сложность в эксплуатации. Известные устройства не застрахованы от разрушения вследствие большого количества отдельных элементов, из которых собраны. Количество металла, расходуемое на изготовление известных устройств велико, так как остается много обрезков вследствие вырубки фиксирующих отверстий. Известные устройства сложны в изготовлении, так как требуют наличия большого количества технологической оснастки, и  в эксплуатации, так как требуют использования для монтажа специального инструмента.
В последние годы условия добычи полезных ископаемых скважинным способом стремительно усложняются. Увеличиваются глубины скважин, появляются продолжительные горизонтальные участки скважин. Вследствие этого значительно увеличился вес спускаемого оборудования и возрастают нагрузки на него.
Основной недостаток вышеперечисленных решений – это проворачивание устройства вместе с кабелем вокруг оси трубы из-за недостаточной фиксации устройства на трубе, так как пружинные элементы, поджимающие трубы к корпусу, расположенные на скобах не справляются со своей задачей.
Кроме этого из-за недостаточной жесткости корпуса, в который укладывается кабель, при нагрузке на корпус последний расползается, повреждая и раздавливая кабель. Замковые соединения при этом ослабляются и устройство раскрывается в скважине, приводя к заклиниванию.
Техническая проблема, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в расширении арсенала технических средств и создании устройства для крепления кабеля к колонне труб и защиты кабеля от механических повреждений, параметры которого устраняют указанные выше недостатки и обеспечивают улучшение эксплуатационных характеристик.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении надежности фиксации устройства на трубе за счет устранения проворачивания устройства вместе с кабелем вокруг оси трубы и продольного перемещения устройства, а также в повышении жесткости корпуса устройства для сохранения целостности кабеля без увеличения  металлоемкости и веса устройства и при сохранении надежности и прочности устройства.
Указанный технический результат достигается в устройстве для крепления кабеля к колонне труб, содержащем корпус с продольным пазом для укладки кабеля и зажимными полухомутами, с одной стороны шарнирно соединенных с корпусом, а с другой стороны соединенных с корпусом посредством замковых соединений, при этом с боковых сторон корпуса между полухомутами выполнены выступающие упорные ребра, представляющие собой пластины с выступом.
Упорные ребра выполнены заодно целое с корпусом.
Корпус имеет с каждой боковой стороны защитный экран в виде отстоящей от него изогнутой пластины для дополнительной защиты кабеля и фиксации на трубе, расположенной между полухомутами и под которым выполнены упорные ребра. Пластина может быть выполнена заодно целое с корпусом, что снижает металлоемкость, повышает прочность и жесткость устройства.
Полухомуты выполнены из согнутого прутка.
Пруток выполнен из металла круглого, шестиугольного, восьмиугольного, квадратного или прямоугольного сечения, с острыми или закругленными углами или гранями.
Пруток представляет собой проволоку диаметром 5-6 мм. или тонкий пруток диаметром 7-12 мм.
Выполнение корпуса устройства для крепления кабеля к колонне труб с упорными ребрами между полухомутами предотвращает проворачивание устройства вокруг оси трубы и препятствует продольному перемещению устройства вдоль тела трубы. Врезаясь кромками в тело трубы и соединительной муфты, ребра увеличивают жесткость всей конструкции, надежно защищая кабель от повреждения, а корпус от раздавливания и вследствие этого случайного открытия устройства в скважине, что повышает надежность и прочность устройства и, как следствие, увеличивает эксплуатационные характеристики устройства и надежную фиксацию кабеля к колонне труб, а выполнение упорных ребер заодно целое с корпусом способствует уменьшить металлоемкость при изготовлении устройства и прочность за счет отсутствия сварных швов.
Кроме того, выполнение полухомутов устройства для крепления кабеля к колонне труб из согнутого прутка обеспечивает уменьшение металлоемкости, надежную фиксацию кабеля к колонне труб, простоту фиксации за счет отсутствия для монтажа специального инструмента и упрощения конструкции, что уменьшает трудозатраты и времени на монтаж, с сохранением прочности и надежности устройства и повышения удобства в эксплуатации, и как следствие эксплуатационных характеристик. Использование прутка из нержавеющей стали круглого, шестиугольного, восьмиугольного, квадратного или прямоугольного сечения позволяет расширить арсенал технических средств и не требует дополнительного подпружинивания полухомутов, что упрощает конструкцию устройства, а выполнение в виде проволоки диаметром 5-6 мм. позволяет хорошо выдерживать механические нагрузки с облегчением веса конструкции при сохранении надежности и долговечности эксплуатации или же тонкого прутка диаметром 7-12 мм. обеспечивает устойчивость к деформирующим нагрузкам и коррозии и позволяет эксплуатировать устройство на открытом воздухе, под водой, в условиях температурных перепадов и т. д. при простоте механической обработки и эксплуатации с сохранением долговечности и износостойкости устройства.
Таким образом в заявленной полезной модели достигается упрочнение конструкции устройства и увеличение ее жесткости и прочности фиксации без увеличения веса, что приводит к снижению аварийности при добыче полезных ископаемых скважинным способом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства перед монтажом; на фиг.2 - устройство на трубе в сборе с кабелем (вид со стороны шарнирных соединений); на фиг.3 – устройство на трубе в сборе с кабелем (вид со стороны замковых соединений).
Устройство для крепления кабеля к колонне труб содержит корпус 8 с продольным пазом 13 для укладки кабеля и защитными экранами 12 в виде изогнутых пластин, расположенными за счет изгиба на небольшом расстоянии от каждой боковой стороны корпуса 8 (то есть защитный экран 12 имеет место соединение с корпусом только в двух точках в виде «полуарки») и между пары зажимных полухомутов 9 (в средней части корпуса 8).
Между полухомутами 9 и под защитными экранами 12 на корпусе 8 заодно целое с ним выполнены выступающие упорные ребра 1, представляющие собой пластины с выступом 14 расположенные по парно.
Каждый из полухомутов 9 соединен с корпусом 8 с одной стороны с помощью шарнирного соединения 10, а с другой – с помощью замкового соединения 11. Защитный экран 9 расположен со стороны шарнирного соединения 3 и выполнен заодно с корпусом 1.
Полухомуты 9 выполнены из согнутого прутка (проволока диаметром 5-6 мм. или тонкий пруток диаметром 7-8 мм.) с образованием петли (как показано на фиг. 1-3) для фиксации в замковом соединении 11, выполненном в виде крючкообразного элемента.
Пруток может быть выполнен из нержавеющей стали круглого, шестиугольного, восьмиугольного, квадратного или прямоугольного сечения, с острыми или закругленными углами или гранями.
При монтаже устройства устройство одевается на муфтовое соединение труб, где 5 – это труба, 6 – это муфта, а 7 – это кабель.
Кабель 7 располагается в продольном пазу 13 корпуса 8 устройства, после чего устройство накладывают на муфту 6, соединяющую соседние трубы 5, при этом защитные экраны 12 полуохватывает муфту 6, затем полухомуты 9 поочередно защелкивают/застегивают с помощью монтировки в замковом соединении 11, в следствии чего кабель 7 прижимается к трубе 5 самим устройством.
Трубы 5, соединенные муфтой 6, лежат на торце (кромке) 2 выступа 14 ребра 1, муфта 6 лежит на торце (кромке) 3 ребра 1, при этом устройство ограничено от продольного перемещения поверхностью 4 ребер 1, между которых располагается муфта 6.
Врезаясь торцами 2 и 3 ребер 1 корпуса 8 в тело трубы 5 и муфты 6 ребра 1 устройства служат препятствием против проворачивания устройства вокруг оси трубы 5.
Таким образом, наличие ребер позволяет увеличить надежность устройства для крепления кабеля к колонне труб и защиты кабеля от механических повреждений, а также существенно упрочнить конструкцию, а выполнение полухомутов из проволоки или прутка, также позволяет увеличить надежность крепления устройства и защиты кабеля от механических повреждений.
Заявленная полезная модель обеспечивает экономию материала, облегчение конструкции при сохранении её жесткости, прочности и надежности, снижение стоимости устройства для крепления и защиты кабеля, что приводит к снижению себестоимости добываемой нефти.