УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОТЕКТОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ-УДЛИНИТЕЛЯ И ТРУБКИ КАПИЛЛЯРНОЙ К ЭЛЕМЕНТАМ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ (УЭЦН)

Полезная модель относится к предохранительным устройствам кабельных линий питания погружных электродвигателей, используемых в качестве приводов центробежных насосов для добычи нефти и других пластовых жидкостей, и может быть использована в нефтяной промышленности для крепления кабеля-удлинителя к гидрозащите и секциям насоса установки ЭЦН (электрического центробежного насоса) и его защиты от механических повреждений при спуско-подъемных операциях.
В современной нефтяной промышленности задача крепления токоподводящего кабеля и его защиты от механических повреждений при спуско-подъемных операциях решается с помощью различных устройств. Известно, например, устройство для крепления длинномерных изделий к насосно-компрессорным трубам, содержащее металлический хомут и два узла крепления, расположенные соответственно в средней и хвостовой частях хомута (Авт. св. СССР №994678, кл. Е21В 17/00, 1983 г.). Однако данная конструкция ненадежна в эксплуатации, так как существует опасность раскрепления хвостовой части, пропущенной через прорезь в теле хомута, и падения ее в скважину.
Известно также устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя, окна для фиксации устройства на верхнем и нижнем торцах муфты, выполненные на высоте не менее высоты муфты, и стяжки, соединяющие верхнюю и нижнюю части корпуса (Авт. св. СССР №859594, кл. Е21В 17/00, 1978, RU, заявка №93041176, кл. Е21В 17/00, 1996 г.). Недостатками данной конструкции устройства являются невозможность - его повторного использования из-за отложения парафина и солей на пружинах с упорами, а также ненадежность в
эксплуатации устройства из-за больших ударных нагрузок при спуско-подъемных операциях, которые ведут к раскрытию корпуса и заклиниванию его между НКТ и обсадной колонной.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя, причем верхняя и нижняя части корпуса снабжены соответствующими верхней и нижней крышками, каждая из которых укреплена на шарнире и имеет устройство крепления к верхней и нижней частям корпуса соответственно, при этом боковые части корпуса выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен наружному диаметру насосно-компрессорной трубы (НКТ), и снабженных выемками для установки на муфту НКТ, одна из полок снабжена для крепления крышек двумя осями, приближенными к боковой стенке продольного паза для кабеля, а другая полка снабжена ребром, например, параллельным дну паза и выступающим за габаритные размеры устройства крепления крышек к корпусу в собранном положении, а упомянутые крышки имеют толщину меньше разности наружных радиусов муфты и трубы НКТ, выполнены с возможностью упругой деформации при установке на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180° (патент на полезную модель №36025, кл. Е21В 17/00, заявка №2003130894/20, опубл. 20.02.04 г., бюл. №5)..
Недостатком данного устройства является то, что оно не предназначено для крепления кабеля-удлинителя и капиллярной трубки к шейке гидрозащиты и к шейке насосной секции.
Задачей полезной модели является создание универсального устройства (протектора) для крепления кабеля-удлинителя и трубки капиллярной на стандартной шейке гидрозащиты и шейках секций насоса 5 и 5А габаритов установки ЭЦН отечественного производства и его защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях.
Поставленная задача решается предлагаемой полезной моделью за счет того, что универсальный протектор для крепления кабеля-удлинителя и трубки капиллярной к элементам установки электроцентробежных насосов (УЭЦН) содержит два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, причем указанная полость выполнена таким образом, что в ее размеры и форму вписываются размеры и форма шейки гидрозащиты двигателя или шейки насосной секции установки ЭЦН не менее чем двух габаритов, при этом один из скобообразных элементов имеет на наружной поверхности два взаимно перпендикулярных паза, один из которых предназначен для укладки кабеля-удлинителя и капиллярной трубки и снабжен двумя отверстиями под крепежные элементы для крепления регулировочной пластины, а второй паз - для размещения коробообразного элемента с двумя отбортовками, в которых выполнены два отверстия под крепежные элементы, например, болты или шпильки, входящие в отверстия в упомянутом скобообразном элементе, причем высота коробообразного элемента меньше глубины упомянутых пазов, а ширина - больше суммы наружных размеров кабеля-удлинителя и капиллярной трубки, длина упомянутых крепежных элементов выполнена такой, что позволяет закреплять кабели-удлинители и капиллярные трубки различных толщин, при этом на диаметрально противоположных сторонах скобообразных элементов, обращенных друг к другу, выполнены горизонтальные полки, через которые проходят крепежные отверстия для соединения указанных скобообразных элементов друг с другом, например, с помощью двух болтов или шпилек при сборке устройства, причем длина указанных болтов или шпилек выполнена такой, что позволяет соединять скобообразные элементы с одинаковым зазором между горизонтальными полками, причем величина зазоров будет различной в зависимости от габаритов шеек гидрозащиты или насосной секции, при этом по меньшей мере один из скобообразных элементов снабжен фиксатором
для предотвращения проворота протектора относительно продольной оси насосной установки.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано предлагаемое устройство (протектор) для крепления силового кабеля к шейке гидрозащиты 5 или 5А габаритов, в разрезе, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 при размещении протектора на шестигранной шейке гидрозащиты, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 при размещении протектора на круглой шейке гидрозащиты, на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 показывает расположение фиксатора относительно крепежных гаек ЭЦН, фиг.5 показан предлагаемый протектор для крепления силового кабеля к секции насоса 5 габарита, на фиг.6 - сечение В-В на фиг.5 при шестигранной шейке секции насоса, на фиг.7 - сечение В-В на фиг.5 при круглой шейке секции насоса, на фиг.8 показан предлагаемый протектор для крепления силового кабеля к секции насоса 5А габарита, на фиг.9 - сечение Г-Г на фиг.8 при шестигранной шейке секции насоса, на фиг.10 - сечение Г-Г на фиг.8 при круглой шейке секции насоса, на фиг.11 - схема установки предлагаемых протекторов на насосной установке.
Универсальный протектор для крепления кабеля-удлинителя и капиллярной трубки к шейке гидрозащиты установки ЭЦН и к шейке насосной секции (фиг.1-11) включает в себя скобообразный элемент 1 с продольным пазом 2 и внутренними боковыми частями 3, 4, 5 и 6, выполненными в виде полок в форме полушестигранника. Паз 2 выполнен на наружной стороне элемента 1.. Силовой кабель-удлинитель 7 питания электродвигателя ЭЦН и капиллярную трубку 25 укладывают в паз 2 и крепят к элементу 1 коробообразным элементом 8 с отбортовками 9 посредством винтов 10 и пружинных шайб 11. Для регулирования величины зазора между элементом 8 и дном паза 2 служит регулировочная пластина 26, закрепляемая крепежными элементами 27 в крепежных отверстиях 28. В отбортовках 9 выполнены крепежные отверстия под винты 10. К элементу 1 посредством винтов 12 и пружинных шайб
через отверстия 14 прикреплен второй скобообразный элемент 15, внутренняя поверхность которого выполнена в форме полушестигранника аналогично внутренней поверхности элемента 1. На скобообразном элементе 15 выполнен фиксатор 29 (фиг.4), располагающийся между гайками 30 двигателя ЭЦН или секциями насоса 19 (фиг.5). Фиксатор 29 может быть установлен и на скобообразном элементе 1, или и на элементе 1 и на элементе 15 (на чертежах не показано). Форма и размеры полушестигранников повторяют форму и размеры шестигранной шейки 16 гидрозащиты 17 или шейки 18 насосной секции 19 габарита 5. Коробообразный элемент 8 установлен в поперечном пазу 20 элемента 1. На элементе 1 выполнены наклонные фаски 21 и 22. Пазы 20 и 2 на наружной поверхности элемента 1 выполнены взаимно перпендикулярными. Высота коробообразного элемента 8 меньше глубины пазов 2 и 20, а ширина - больше суммы размеров капиллярной трубки 25 и кабеля-удлинителя 7. Между сопрягаемыми поверхностями элементов 1 и 15, выполненными в виде горизонтальных полок 24 (фиг.2), имеется зазор 23, который служит для регулировки усилия болтов 12 и позволяет устанавливать протектор как на габарит 5 (диаметр шейки 58 мм), так и на габарит 5А (диаметр шейки 64 мм), при этом внутренний размер полости в элементах 1 и 15 при их соединении составляет 64,6.мм, а зазор 23 одинаков с обеих сторон, что позволяет закреплять протектор без перекоса. Фиксатор 29 (фиг.4) расположен между гайками 30 двигателя ЭЦН 31 или секции насоса 19 и исключает проворот протектора относительно продольной оси насоса.
Предлагаемое устройство (протектор) для крепления силового кабеля-удлинителя и капиллярной трубки к элементам установки ЭЦН работает следующим образом. Для установки протектора на шейку гидрозащиты или шейку насосной секции элемент 1 отделяется от элемента 15 и коробообразного элемента 8, для чего вывертывают невыпадающие винты 10 и винты 12. После этого собирают электродвигатель и гидрозащиту или секцию насоса таким образом, чтобы вершина шестигранника шейки 16 над нижним фланцем
гидрозащиты 17 или шейки 18 секции 19 насоса была в одной продольной плоскости с муфтой кабельного ввода (на чертежах не показана). Затем устанавливают элемент 1 на шейку 16 или 18 над нижним фланцем гидрозащиты или секции насоса, совместив продольный паз 2 в элементе 1 с кабелем-удлинителем 7 и капиллярной трубкой 25. Для исключения продольного изгиба кабеля 7 и трубки 25 элементом 8 в пазу 2 на насосной установке 5 А габарита применена съемная регулировочная пластина 26. Пластина 26 крепится винтами 27 в крепежных отверстиях 28. Устанавливают второй скобообразный элемент 15 на шейку 16 или 18 с обратной стороны и завертывают невыпадающие винты 12 до упора. В зависимости от того, какой габарит имеют шейки 16 или 18 (5 или 5А) величина зазора 23 между полками 24 будет различной, но одинаковой с обеих сторон. После этого закрепляют кабель-удлинитель 7 и капиллярную трубку 25 на элементе 1 коробообразным элементом 8, установив его в поперечный паз 20 элемента 1, совмещают отверстия в элементах 8 и 1 и ввертывают винты 10 в резьбовые отверстия элемента 1 до упора. При этом обеспечивается равномерное усилие прижатия кабеля 7 элементом 8 без перекосов. Наклонные фаски 21 и 22 на элементе 1 предотвращают заклинивание протектора на стыках труб при спуско-подъемных операциях.
Полезная модель представляет собой универсальный протектор, универсальность которого состоит в том, что он может использоваться для крепления кабеля-удлинителя и капиллярной трубки к шейке насосной секции и к шейке гидрозащиты двигателя габаритов 5 и 5А установок ЭЦН отечественного производства. Полезная модель позволяет повысить надежность устройства для крепления силового кабеля и капиллярной трубки к элементам ЭЦН, предотвратить контакт уязвимых элементов конструкции со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при спуско-подъемных операциях, уменьшить габариты устройства и его поперечное сечение, облегчить и упростить монтаж, обеспечить крепление кабеля-удлинителя и капиллярной
трубки без перекосов и с равномерным усилием прижатия по ширине кабеля. Протектор предлагаемой конструкции рассчитан на многократное использование.