УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ КАБЕЛЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам, предназначенным для установки кабеля и его защиты от повреждения при спуске его на НКТ в скважину.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий выполненный с возможностью установки на торце муфты насосно-компрессорных труб (НКТ) корпус из секций, выполненных с возможностью взаимного соединения на скважине и имеющих внутренние каналы для взаимодействия с НКТ и паз для прокладки силового кабеля с размерами под силовой кабель /RU 2250977 С2, МПК7 Е21В 17/10, 19/00, опубл. 27.04.05/. Паз для прокладки силового кабеля выполнен в прибыли открытым под углом к оси корпуса, при этом в боковых стенках открытого паза параллельно оси корпуса выполнены внутренние пазы для фиксации упомянутого силового кабеля при свинчивании насосно-компрессорной трубы и муфты НКТ на скважине.
Данное устройство идет в дополнении к обычной муфте. При этом протектор фиксируется на муфте, а в случае отсутствия муфты его невозможно применить, т.е. имеет ограничение в применении.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус и паз для размещения силового кабеля /RU 2250845 С1, МПК7 Е21В 17/10, опубл. 20.04.05/. Корпус выполнен замкнутым в виде серьги с утолщенной частью и каналом для обхвата насосно-компрессорной трубы, при этом в утолщенной части выполнено гнездо и расположен паз, выполненный открытым для ввода под углом α к оси паза силового кабеля и его фиксации при свинчивании трубы с муфтой на устье скважины, причем ширина открытого паза меньше равна ширины силового кабеля, а поверхности гнезда, захватывающие силовой кабель, выполнены с возможностью прижатия кабеля к поверхности насосно-компрессорной трубы.
Для фиксации протектера требуется больше времени, чем для установки прижимных клямс, а это ведет к увеличению времени и, соответственно, удорожанию ремонта скважины.
Известно устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее корпус, фиксируемый от продольного перемещения на верхнем и нижнем торцах муфты, и две крышки, расположенные в верхней и нижней частях корпуса, каждая из которых имеет шарнир и винт, прижимающий ее и корпус к насосно-компрессорным трубам /RU 41788 U1, МПК7 Е21В 17/02, опубл. 10.11.2004/.
При этом поверхность корпуса выполнена с переходом в верхней и нижней его частях в продольные стенки, формирующие соосные продольные пазы для укладки кабеля, с расположенными по одну сторону от этих пазов полками со сквозными отверстиями под винты, образующими в сборе с осями закрепленных на одном конце крышек шарниров винтовые пары, а по другую сторону от этих пазов выполнены зацепы для крышек, и сами крышки выполнены упругодеформируемыми, по толщине, не превышающими толщины стенки муфты, с ответными элементами для зацепов на своих свободных концах, при этом корпус выполнен таким образом, что в сборе его цилиндрическая поверхность в поперечном сечении выступает за пределы его полок и зацепов, а внутренние торцы продольных стенок выполняют роль фиксаторов устройства на верхнем и нижнем торцах муфты.
Недостатком известного устройства является то, что протектор фиксируется на муфте, а в случае отсутствия муфты его невозможно установить, т.е. имеет ограничение в применении. Кроме того, он сложен в изготовлении и для установки протектора требуется больше времени, чем для установки прижимных клямс, а это ведет к увеличению времени и, соответственно, удорожанию ремонта скважины.
Известно 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 /RU 2263759 С2, МПК7 Е21В 17/00, опубл. 27.10.03/. Боковые части корпуса выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен наружному диаметру насосно-компрессорной трубы (НКТ), 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°.
Недостатком известного устройства является то, что протектор без муфты не применяется. Кроме того, следует отметить сложность в изготовлении, применении и дороговизну изделия.
Известен центратор с ребрами, образующими пазы, в одном из которых размещен тоководводящий кабель, закрепленный на насосно-компрессорной трубе хомутом /SU 2263759 А, МПК3, Е21В 17/00, 17/10, опубл. 30.08.81/. Центратор установлен на верхнем торце муфты, соединяющей НКТ.
Недостаток в том, что центратор фиксируется на верхнем торце муфты, а без или вместо муфты не применяется. Кроме того, при спуско-подъемных операциях нередко такой центратор скользит по НКТ, что приводит к образованию петли кабеля и, соответственно, к повреждению кабеля.
Известно устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее корпус, фиксируемый от продольного перемещения на верхнем и нижнем торцах муфты, и две крышки, расположенные в верхней и нижней частях корпуса, каждая из которых имеет шарнир и винт, прижимающий ее и корпус к насосно-компрессорным трубам, в котором поверхность корпуса выполнена цилиндрической с переходом в верхней и нижней его частях в продольные стенки, формирующие соосные продольные пазы для укладки кабеля, с расположенными по одну сторону от этих пазов полками со сквозными отверстиями под винты, образующими в сборе с осями закрепленных на одном конце крышек шарниров винтовые пары, а по другую сторону от этих пазов выполнены зацепы для крышек, и сами крышки выполнены упругодеформируемыми, по толщине, не превышающими толщины стенки муфты, с ответными элементами для зацепов на своих свободных концах, при этом, корпус выполнен таким образом, что в сборе его цилиндрическая поверхность в поперечном сечении выступает за пределы его полок и зацепов, а внутренние торцы продольных стенок выполняют роль фиксаторов устройства на верхнем и нижнем торцах муфты /RU 41788 U1, МПК7 Е21В 17/02, опубл. 10.11.2004/.
Недостатком известного устройства является то, что оно устанавливается на муфте, при этом по ее торцам оно фиксируется от осевых перемещений двумя крышками, т.е. при отсутствии муфты устройство не возможно будет зафиксировать и оно будет перемещаться вверх или вниз во время спуска НКТ, что приведет к образованию петли и повреждению кабеля.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является разработка такой конструкции устройства для крепления и защиты кабеля, которая бы обеспечила его сохранность при проведении работ, связанных со спуском и подъемом НКТ с кабелем в скважине.
При осуществлении технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении надежности крепления и защиты кабеля и упрощении конструкции устройства.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в устройстве для крепления кабеля, содержащим корпус, в котором выполнен, по-меньшей мере, один открытый паз для укладки в нем кабеля и средства крепления кабеля в пазу, особенностью является то, что указанный корпус выполнен в виде муфты, имеющей резьбу и утолщение с одной стороны, в котором выполнен указанный паз, при этом длина утолщения равна или превышает длину межстыкового соединения труб, в которые спущено устройство.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в устройстве для крепления кабеля, содержащим корпус, в котором выполнен, по меньшей мере, один открытый паз для укладки в нем кабеля и средства крепления кабеля в пазу, особенностью является то, что, указанный корпус выполнен в виде муфты, имеющей резьбу и накладку, которая жестко соедина с корпусом, при этом указанный паз выполнен в накладке, а длина накладки равна или превышает длину межстыкового соединения труб, в которые спущено устройство.
При этом оба варианты характеризуются тем, что глубина паза не менее толщины плоского кабеля или диаметра круглого кабеля, укладываемого в паз. В качестве средств крепления использован состав, например в виде мастики или компаунда, которым заполняют паз для обеспечения надежного крепления кабеля в пазу. Возможно использование средств крепления в виде клямс или протекторов, которые установлены в радиальных пазах и/или отверстиях, выполненных в боковых стенках паза. Кроме того, поверхность утолщения или накладки, обращенная к горизонтальной оси корпуса, имеет с ним острый угол сопряжения (менее 90°), например, равный 60°.
Выполнение корпуса устройства в виде муфты, имеющей резьбу и утолщение или накладку, позволило создать простую и надежную конструкцию, позволяющую быстро установить его на НКТ, а заявляемая длина утолщения или накладки защищает кабель от повреждения, учитывая то, что повреждение кабеля наблюдается при спуско-подъемных операциях на муфтах при прохождении их через внутренние стыки труб большего диаметра. При этом нарушение изоляции кабеля происходят в моменты проскальзывания кабеля с муфтой через эти стыки, в особенности, когда муфта проваливается в межстыковое углубление труб.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - разрез.
Устройство представляет собой муфту с резьбой, корпус 1 которой имеет утолщение 2 на одной из его сторон. Возможен вариант выполнения устройства, когда корпус имеет накладку, которая жестко соединена с корпусом 1 посредством, например, сварки, пайки и т.п.
В утолщении или накладке 2 выполнен открытый один паз 3 или более пазов для укладки кабеля 5, например, токоподводящего. Для обеспечения надежной фиксации кабеля 5 в пазу устройство имеет средства крепления кабеля.
Возможно использование в качестве средств крепления (фиксации), например, клямс, протекторов, которые устанавливают в радиальные пазы и/или отверстия 4, выполненные в боковых стенках паза 3. В качестве средств крепления можно использовать состав, например, мастику, компаунд, свойства которого позволяют заполнить им паз 3 и надежно закрепить кабель 5 в пазу 3
Длина утолщения или накладки 2 равна или превышает длину межстыкового 8 (подмуфтового) соединения труб 7, в которые спущено устройство (фиг.2).
Глубина паза 3 не менее толщины плоского или диаметра круглого кабеля 5, укладываемого в него.
Поверхность утолщения или накладки 2, обращенная к горизонтальной оси корпуса 1, имеет с ним острый угол сопряжения (менее 90°), например, равный 60°.
Устройство в качестве муфты накручивают на колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 6. Далее в паз 3 укладывают в кабель 5 и закрепляют, например, клямсой в радиальном пазу 4 или мастикой и спускают в скважину с эксплуатационной или обсадной трубой 7 большого диаметра. Кабель 5 по мере спуска прижимается к НКТ 6 в радиальном пазу и/или отверстии 4 предлагаемого устройства. Вместо клямс могут использоваться также скрепляющие и фиксирующие составы.
При осуществлении работы по спуску или подъему НКТ 6 кабель 5, который надежно защищен утолщением или накладкой 2, не подвергается механическим воздействиям.
Таким образом, заявляемое устройство представляет собой простую конструкцию, надежную при эксплуатации, позволяющее сократить время проведения технологических операций.