ПРУЖИННЫЙ ПРОТЕКТОР

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для крепления и защиты токоподводящего электрического кабеля к колонне насосно-компрессорных труб в скважине
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, известно устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, представляющее собой пружинящую скобу C-образного сечения (SU 1838571, 1993 г) В этом устройстве один конец скобы охватывает трубу, другой конец охватывает кабель Кабель дополнительно поджимается язычком, выступающим внутрь скобы и выполненным заодно со скобой Недостатком такого устройства является низкая надежность фиксации кабеля и сложность изготовления
Известно также устройство, состоящее из двух шарнирно соединенных C-образных элементов, на внутренней поверхности одного из которых выполнен паз с упругой вставкой для укладки кабеля (патент GB 2101655, 1983 г) В этом устройстве свободные концы элементов снабжены петлями с совмещаемыми прорезями, в которые вставляется клин для фиксации устройства в замкнутом положении Недостатком ее является то, что конструкция недостаточно удобна в работе, поскольку фиксатором служит отдельная, не соединенная с устройством деталь
Известно также устройство, элементы корпуса которого выполнены из упругого неметаллического материала (патент US 4483395, 1984 г) и фиксируются с помощью зубчатых скоб, зацепляемых одна с другой при креплении устройства к трубам Устройство выполняет также функцию протектора, но оно непрочно и недостаточно надежно крепится к трубе и фиксирует кабель
В качестве ближайшего аналога предполагаемой полезной модели принято устройство для крепления и защиты кабеля к колонне труб, описанное в свидетельстве РФ на полезную модель №16012
Известное устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб - пружинный протектор содержит удлиненный корпус с продольным углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны, выполненные с возможностью схватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, две зажимные
скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими трубы, каждая скоба снабжена пружинным элементом, расположенным с возможностью врезания в поверхность труб и поджатая их к корпусу, части корпуса имеют фиксирующие выступы, а в скобах выполнены соответствующие выступам фиксирующие пазы, при этом крайние участки продольного углубления выполнены отогнутыми внутрь корпуса.
Предлагаемая полезная модель при простоте конструкции и надежности крепления позволяет быстро устанавливать и снимать устройство с колонны труб, а также многократно использовать его в течение длительного времени, в частности, за счет установки в верхней и нижней части защиты шарнирных и фиксирующих элементов от механических повреждений. Однако, известное устройство не застраховано от несанкционированного раскрытия зажимов, поскольку этот механизм расположен по краям устройства и не защищен от возможного контакта с предметами, возникающими на пути перемещения колонны в обсадной трубе в случае отклонения ее оси от вертикали. Другим недостатком является наличие углового перегиба электрического кабеля на входе и выходе из протектора, что в результате эксплуатации приводит к возникновению концентраций напряжений и разрыву кабеля.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности и обеспечение долговечности деталей устройства - пружинного протектора, а также обеспечение надежной защиты и крепления электрического кабеля при одновременном исключении его разрыва.
Для решения поставленной задачи в известном пружинном протекторе, содержащем удлиненный корпус с продольным углублением для размещения кабеля, имеющим защитные экраны, выполненные с возможностью схватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, две зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими трубы, каждая зажимная скоба снабжена пружинным элементом, расположенным с возможностью врезания в поверхность труб и поджатия их к корпусу, части корпуса имеют фиксирующие выступы, а в зажимных скобах выполнены соответствующие выступам фиксирующие пазы, причем крайние участки продольного углубления выполнены отогнутыми внутрь корпуса, ширина «в» каждой зажимной скобы меньше ширины «В» каждого участка корпуса, прилегающего к соответствующей зажимной скобе, и отделенного от средней части корпуса прорезью, проекция длины которой
в поперечном сечении корпуса на 8-15 мм меньше радиуса, проведенного в сторону продольного углубления из центра корпуса при зафиксированных на корпусе зажимных скобах, при этом крайние участки продольного углубления, отогнутые внутрь корпуса, выполнены по радиусу, центр окружности которого расположен вне корпуса.
Целесообразно, чтобы внешние размеры защитных экранов превышали бы соответствующие размеры зажимных скоб и частей корпуса с возможностью перекрытия размеров муфты, соединяющей насосно-компрессорные трубы.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг.1 - вид сбоку на устройство;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 с местным разрезом на участке крепления зажимной скобы;
на фиг.3 - вид I на фиг.1 увеличено.
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Согласно полезной модели пружинный протектор содержит удлиненный корпус 1 (фиг.1, 2, 3) с продольным углублением 2 почти во всю длину корпуса для укладки кабеля, зажимные скобы 3, которые связаны посредством шарнирных соединений 4 с соответствующими частями 5 корпуса 1 с возможностью схватывания колонны насосно-компрессорных труб. Для плотного обжатия труб зажимными скобами 3, на зажимных скобах 3 выполнены пружинные элементы в виде дугообразно отогнутых внутрь корпуса 1 язычков 6, которые врезаются в поверхность труб и поджимают их к корпусу. Каждый пружинный элемент может состоять из нескольких, например, двух встречно направленных язычков 6 (фиг.2).
Части 5 корпуса 1 имеют фиксирующие выступы 7, а на зажимных скобах 3 выполнены соответствующие выступам 7 фиксирующие пазы 8. Части 5 корпуса 1 имеют ширину «В» большую, чем ширина «в» зажимных скоб 3, что позволяет увеличить долговечность деталей шарнирных соединений и обеспечить надежность крепления, поскольку
части корпуса 5, имеющие большие размеры, чем скобы 3, первые воспринимают на себя «удары» со стороны скважины.
В средней части корпуса 1 между зажимными скобами 3 расположены защитные экраны 9, выполненные с возможностью схватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения и представляющие собой изогнутые пластины, соединенные одной стороной с корпусом 1. В предпочтительном варианте защитные экраны 9 выполняют заодно целое с корпусом 1.
Каждое шарнирное соединение 4 представляет собой ось 10, зафиксированную в осевом направлении и расположенную во втулках 11 зажимной скобы 3 и втулках 12 частей 5 корпуса 1, расположенных по обе стороны от защитных экранов 9.
Участки 5 корпуса 1, прилегающие к соответствующей зажимной скобе 3 отделены от средней части 13 корпуса 1 прорезью 14. На корпусе 1 крайние участки 15 продольного углубления 2, отогнутые внутрь корпуса 1, выполнены по радиусу R, равному, в частности, 9 мм, центр окружности которого расположен вне корпуса 1 для обеспечения исключения углового перегиба кабеля.
П
Проекция длины прорези 14 в поперечном сечении корпуса 1 на величину «а», равную 8-15 мм меньше радиуса протектора R, который проведен из центра корпуса 1 при зафиксированных на корпусе 1 зажимных скобах 3 в сторону продольного углубления 2 для увеличения пружинящих свойств протектора. Такое решение исключает влияние ударных нагрузок, воспринимаемых защитным экраном 9, на зажимные скобы 3.
Внешние размеры защитных экранов 9 превышают соответствующие размеры зажимных скоб 3 и частей 5 корпуса 1 с возможностью перекрытия размеров муфты, соединяющей насосно-компрессорные трубы.
На свободном конце каждой зажимной скобы 3 выполнено монтажное отверстие 16, на частях 5 корпусе 1 имеется встречное монтажное отверстие 17 или упорный выступ для взаимодействия с монтажным рычагом, с помощью которого запирается или отпирается устройство.
Установку пружинного протектора на колонну насосно-компрессорные труб, расположенных в процессе нефтедобычи в вертикальном положении, производят следующим образом.
В продольное углубление 2 корпуса 1 укладывают токопроводящий кабель. Затем пружинный протектор накладывают на муфту, соединяющую насосно-компрессорные
трубы в колонне, и закрепляют зажимными скобами 3 выше и ниже муфты. При этом зажимные скобы 3 пружинными элементами - язычками 6 врезаются в поверхность труб и плотно сжимают их, а защитные экраны 9 при этом охватывают муфту. Поскольку диаметр муфт превышает диаметр соединяемых ею насосно-компрессорных труб в колонне, корпус 1 имеет максимальную ширину в радиальном направлении на участке защитных экранов 9 и воспринимают на себя ударные нагрузки.
Крепление производят с помощью монтажного инструмента, который вставляют в монтажное отверстие 16 на конце зажимной скобы 3 и заводят его конец во встречное монтажное отверстие 17 на соответствующей части 5 корпуса 1. Затем, натягивают пружиненную зажимную скобу 3 на фиксирующий выступ 7. Зажим происходит, когда зажимная скоба 3 своим фиксирующим пазом 8 «сядет» на фиксирующий выступ 7, при этом устройство плотно охватывает трубы, скрепленные муфтой.
Для отпирания устройства достаточно подцепить конец зажимной скобы 3, оттянуть его от соответствующей части 5 корпуса 1 и снять зажимную скобу 3 с фиксирующего выступа 7, расположенного на этой части 5 корпуса 1.
Пружинные протекторы для крепления кабеля устанавливают по длине колонны труб в местах их соединения муфтами. Все элементы натяжения и фиксации находятся в защищенной зоне выше и ниже муфты и не касаются стенок обсадных труб, что обеспечивает надежное крепление и защиту кабеля от механических воздействий при эксплуатации.
При необходимости устройство для крепления кабеля может быть установлено непосредственно на трубе вне зоны муфтового соединения. При этом защитные экраны 9, которые выступают наружу в большей степени, чем шарнирные соединения 4 и фиксирующие выступы 7, будут предохранять указанные элементы от механических повреждений при контакте со стенками обсадных труб, особенно на искривленных участках.
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.
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.