ПРОТЕКТОР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ-УДЛИНИТЕЛЯ К ПОГРУЖНОМУ НАСОСНОМУ АГРЕГАТУ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

Техническое решение относится к нефтяному машиностроению, а именно, к устройствам для крепления и защиты кабельных линий питания электродвигателей центробежных и винтовых погружных насосных агрегатов для добычи нефти, и может быть использовано для крепления кабеля-удлинителя кабельной линии к модулям насосного агрегата.
Известны устройства для крепления кабеля к размещенному в скважине трубопроводу, описанные в авторских свидетельствах SU 1259381 А1, 1986.09.23 и SU 1415306 A1, 1988.08.07, включающие в себя защитный элемент, выполненный с возможностью размещения с охватом трубопровода и предназначенный для защиты и крепления токопроводящего кабеля, при этом защитный элемент может быть снабжен крепежным элементом для фиксации кабеля-удлинителя на защитном элементе (SU 1415306). Устройство снабжено прижимными элементами, выполненным с возможностью упора в стенку трубопровода для предотвращения углового и продольного перемещения устройства относительно трубопровода. Прижимные элементы представляют собой винт с заостренным концом, размещенный в радиальном резьбовом отверстии защитного элемента.
Общим недостатком описанных аналогов является неоптимальный способ закрепления устройства на трубопроводе, предусматривающий
деформацию стенки трубопровода острыми гранями крепежных винтов, что может привести к образованию очагов коррозии и, соответственно, повреждению трубопровода, снижению надежности фиксации устройства и пр. Кроме того, описанные аналоги предназначены для защиты и крепления кабеля к трубам колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), диаметр которых существенно меньше диаметра модулей насосного агрегата, таким образом устройства описанной конструкции неприменимы для крепления кабеля-удлинителя к насосу или электродвигателю из-за ограниченного внутреннего диаметра эксплуатационной колонны.
Известны протекторы для крепления кабеля-удлинителя к погружному насосному агрегату для добычи нефти, описанные в патентах RU 41486 U1, 2004.10.27, RU 47043 U1, 2005.08.10 и RU 50585 U1, 2006.01.20, включающие в себя защитный и фиксирующий элементы в форме скобы, выполненные с возможностью размещения с охватом шейки фланцевого соединения модуля погружного насосного агрегата. Указанные элементы протектора шарнирно соединены друг с другом с одного конца и выполнены с возможностью жесткого соединения свободных концов при размещении протектора на насосном агрегате. Защитный элемент выполнен с возможностью защиты кабеля-удлинителя при спуско-подъемных операциях и снабжен крепежным элементом для прижатия кабеля-удлинителя к защитному элементу и корпусу модуля насосного агрегата, а фиксирующий элемент выполнен с возможностью закрепления защитного элемента на модуле погружного насосного агрегата. Защитный и фиксирующий элементы выполнены с
вырезами (RU 47043 U1), в которых размещают головки болтов фланцевого соединения модулей насосного агрегата при размещении протектора на насосном агрегате, или с выступами, между которыми размещаются головки болтов (RU 50585 U1), а в соответствии с патентом RU 41486 U1 фиксирующий элемент снабжен ограничителем, представляющим собой болт, закрепленный с помощью контргайки в отверстии фиксирующего элемента между головками болтов фланцевого соединения. Вырезы, выступы и ограничитель предназначены для предотвращения углового и/или осевого перемещения протектора относительно фланцевого соединения.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели (прототипом) является техническое решение, описанное в патенте RU 41486 U1.
Общим недостатком описанных аналогов, включая прототип, является недостаточно жесткая фиксация протектора от углового перемещения из-за наличия зазоров между головками болтов и стенками вырезов (выступов) или между головками болтов и ограничителем, что может привести к разрушению изоляции кабеля-удлинителя при спуске насосного агрегата. Кроме того, форма защитный и фиксирующий элементов, описанных в патентах RU 47043 U1 и RU 50585 U1, обеспечивающая фиксацию протектора, отличаются высокой сложностью и низкой технологичностью, что существенно усложняют изготовление протектора.
Таким образом, задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, состоит в создании протектора для крепления кабеля-удлинителя к погружному насосному агрегату для добычи нефти и его
защиты при спуско-подъемных операциях и т. п.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключается в повышении надежности крепления кабеля-удлинителя к погружному насосному агрегату за счет обеспечения жесткой фиксации протектора относительно насосного агрегата без существенного усложнения конструкции протектора.
Протектор для крепления кабеля-удлинителя к погружному насосному агрегату для добычи нефти, обеспечивающий достижение указанного выше технического результата, включает в себя защитный и фиксирующий элементы, выполненные с возможностью размещения вокруг шейки фланцевого соединения модуля погружного насосного агрегата и с возможностью закрепления их относительно друг друга в указанном положении. Защитный элемент выполнен с возможностью защиты кабеля-удлинителя и снабжен крепежным элементом, который предназначен для закрепления кабеля-удлинителя на защитном элементе, по меньшей мере, в радиальном и угловом направлении относительно продольной оси насосного агрегата. Фиксирующий элемент предназначен для закрепления защитного элемента на модуле погружного насосного агрегата. При этом в отличии от прототипа фиксирующий элемент снабжен прижимным элементом, выполненным с возможностью упора в стенку корпуса модуля погружного насосного агрегата при размещении протектора на насосном агрегате и прижатия части защитного элемента, диаметрально противоположной прижимному элементу, к соответствующей части стенки корпуса модуля погружного насосного
агрегата.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, защитный и фиксирующий элемент выполнены в форме скобы, и шарнирно соединены друг с другом на одном конце, при этом они выполнены с возможностью жесткого соединения своих свободных концов посредством разъемного соединения при размещении протектора на насосном агрегате.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, защитный и фиксирующий элементы, выполнены с возможностью размещения между противоположной фланцу торцевой поверхностью корпуса модуля погружного насосного агрегата, и крепежными элементами фланцевого соединения.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, прижимной элемент представляет собой винт, размещенный в радиальном резьбовом отверстии фиксирующего элемента.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, защитный элемент снабжен щеками, расположенными с двух сторон относительно поверхности защитного элемента, предназначенной для размещения на ней кабеля-удлинителя, на приближенно одинаковом расстоянии относительно указанной поверхности, щеки выполнены с возможностью прижатия своей внутренней цилиндрической поверхностью к наружной стенке корпуса модуля насосного агрегата, причем радиус внутренней поверхности щек соответствует радиусу наружной стенке корпуса, при этом прижимной элемент выполнены таким образом, что при размещении протектора на насосном агрегате он располагается диаметрально противоположно относительно
поверхности защитного элемента, предназначенной для размещения на ней кабеля-удлинителя.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, фиксирующий элемент снабжен первым упором, выполненным с возможностью контакта с торцевой поверхностью фланца модуля погружного насосного агрегата при размещении протектора на насосном агрегате, и вторым упором, выполненным с противоположной стороны фиксирующего элемента с возможностью размещения с заданным зазором относительно противоположной фланцу торцевой поверхности корпуса модуля погружного насосного агрегата.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, защитный элемент выполнен таким образом, что при размещении протектора на насосном агрегате радиальный габарит наиболее выступающих частей защитного элемента, расположенных с обоих сторон от поверхности, предназначенной для размещения кабеля-удлинителя, приближенно равен радиальному габариту насосного агрегата в месте размещения кабеля.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, крепежный элемент закреплен с возможностью поворота с одной стороны от поверхности защитного элемента, предназначенной размещения на ней кабеля-удлинителя, и с возможностью жесткого закрепления с противоположной стороны относительно указанной поверхности защитного элемента с охватом соответствующего участка кабеля-удлинителя.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, крепежный
элемент выполнены с возможностью жесткого закрепления на защитном элементе с двух сторон относительно поверхности защитного элемента, предназначенной для размещения на ней кабеля-удлинителя, с охватом соответствующего участка кабеля-удлинителя.
При этом, в частном случае реализации полезной модели, крепежный элемент может быть выполнен с возможностью жесткого закрепления посредством винта, размещаемого в отверстии крепежного элемента и фиксируемого в резьбовом отверстии, выполненном в защитном элементе.
При этом, в частном случае реализации полезной модели, крепежный элемент может быть выполнен с возможностью жесткого закрепления посредством гибкого фиксатора, размещаемого в соответствующей прорези, выполненной в защитном элементе.
Размещение защитного и фиксирующего элемента на шейке фланцевого соединения позволяет максимально эффективно использовать объем затрубного пространства для размещения протектора и минимизировать его диаметральный габарит, что обеспечивает возможность размещения устройства описанной конструкции в ограниченном пространстве между насосным агрегатом и эксплуатационной колонной.
Наличие прижимного элемента, обеспечивающего жесткую фиксацию протектора в заданном положении, повышает надежность фиксации протектора и, соответственно, надежность крепления кабеля-удлинителя. При этом наличие прижимного элемента практически не усложняет конструкцию протектора и процесс его изготовления, так как в качестве прижимного элемента
может быть использован стандартный винт.
Возможность осуществления заявленной полезной модели подтверждается описанием конструкции протектора для крепления кабеля-удлинителя к погружному насосному агрегату для добычи нефти, выполненного в соответствии с заявленной полезной моделью. Описание сопровождается графическими материалами, на которых изображено следующее.
На Фиг.1 - протектор, установленный на модуле погружного насосного агрегата (вид спереди),
На Фиг.2 - протектор, установленный на модуле погружного насосного агрегата (вид сбоку), один из болтов фланцевого соединения условно не показан,
На Фиг.3 - разрез А-А по Фиг.1
На Фиг.4, 5 - варианты фиксации крепежного элемента
Протектор 1 для крепления кабеля-удлинителя 2 к погружному насосному агрегату 3 для добычи нефти включает в себя защитный 4 и фиксирующий 5 элементы, каждый из которых выполнен в форме скобы. Элементы 4 и 5 шарнирно соединенные друг с другом на одном конце посредством штифта 6. Форма и размер элементов 4 и 5 обеспечивают возможность их размещения вокруг шейки 7 фланцевого соединения между противоположной фланцу 24 торцевой поверхностью 8 корпуса модуля погружного насосного агрегата и болтами 9 фланцевого соединения. В указанном положении свободные концы элементов 4 и 5 соединяют посредством винта 10.
Защитный элемент 4 предназначен для крепления и защиты
кабеля-удлинителя 2 при спуско-подъемных операциях. В средней части защитного элемента с внешней стороны выполнен плоский участок 12 для размещения кабеля-удлинителя, а с обоих сторон от участка 12 выполнено по паре выступов 13 таким образом, что при установке на погружной центробежной насосной установке радиальный габарит протектора в месте расположения выступов приближенно равен радиальному габариту насосного агрегата в месте размещения кабеля-удлинителя 2.
Элемент 2 снабжен крепежным элементом 11, обеспечивающим фиксацию кабеля-удлинителя на защитном элементе. Крепежный элемент 11 представляет собой П-образную в сечении изогнутую пластину, выполненную с двумя ушками 14 и 15, расположенными с двух сторон элемента 11. Одно из ушек 14 закреплено с возможностью поворота с одной стороны от участка 12 посредством штифта 16, расположенного между соответствующей парой выступов 13. Второе ушко 15 выполнено с возможностью жесткого закрепления на крепежном элементе посредством винта 17, размещаемого в отверстии ушка 15 и фиксируемого в резьбовом отверстии, выполненном в защитном элементе, при этом крепежный элемент охватывает кабель-удлинитель 2, в результате чего обеспечивается его надежная фиксация. Крепежный элемент 11 может располагаться с зазором относительно кабеля-удлинителя 2 допуская его перемещение в радиальном направлении или без зазора, обеспечивая прижатие кабеля-удлинителя к защитному элементу за счет его упругой деформации.
Закрепление элемента 11 может быть обеспечено также посредством
гибкого фиксатора 18, выполненного на конце ушка и размещаемого в соответствующей прорези 19 защитного элемента (см. Фиг.4).
Возможен также вариант установки крепежного элемента при котором он жестко закрепляется с обоих сторон с помощью винтов или гибких фиксаторов аналогично описанному выше (см. Фиг.5)
В радиальном резьбовом отверстии, выполненном в средней части фиксирующего элемента установлен прижимной элемент, который представляет собой винт 20, выполненный с возможностью упора в стенку корпуса модуля погружного насосного агрегата и прижатия диаметрально противоположной части защитного элемента к соответствующей части стенки корпуса модуля погружного насосного агрегата, что обеспечивает фиксацию протектора 1 в заданном угловом положении. С противоположной стороны от винта 20 (при рассмотрении соединенных между собой элементов 4 и 5) на защитном элементе выполнены щеки 21 и 22, расположенные с двух сторон относительно участка 12. Внутренняя поверхность щек 21 и 22 имеет цилиндрическую форму и соответствует внешнему диаметру стенки корпуса модуля насосного агрегата 3. Щеки прижимаются к стенке модуля при закручивании винта 20, что препятствуют перекосу защитного элемента и обеспечивает надежную фиксацию протектора.
Фиксирующий элемент снабжен первым упором 23, контактирующим с торцевой поверхностью фланца 24 при размещении протектора на насосном агрегате, и вторым упором 25, расположенным с противоположной стороны фиксирующего элемента с заданным зазором относительно торцевой
поверхности 8 корпуса модуля погружного насосного агрегата. Упоры 23 и 25 предназначен для предотвращения перекоса протектора при закручивании винта 20. Упор 23 размещают между гайками 24 фланцевого соединения с зазором по отношению к ним, величина которого исключает контакт между упором и гайками.
При сборке насосного агрегата в процессе его спуска в скважину соединяют модули агрегата, затем устанавливают протектор 1, соединяя между собой элементы 4 и 5 винтом 10, после чего фиксируют протектор закручивая винт 20, а затем закрепляют кабель-удлинитель 20 крепежным элементом 11, который фиксируют винтом 17.