ПРОТЕКТОР РОЛИКОВЫЙ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к защитному роликовому протектору кабельных линий, и может быть использована для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб при добыче углеводородов в наклонно направленных, искривленных, горизонтальных и сложнопрофильных скважинах.
При проведении операций спуска или подъема подвески насосно-компрессорных труб при добыче углеводородов в горизонтальных и сложнопрофильных участках в пределах нефтегазоносных коллекторов участках скважины насосно-компрессорные трубы прогибаются под собственным весом, повреждая кабельные линии. Кабель попадает между насосно-компрессорными трубами и обсадной колонной скважины, повреждаясь при этом. Для уменьшения продольного трения труб в скважине, защита кабельных линий от повреждений разработаны различные конструкции протекторов, наиболее эффективными из которых являются роликовые протекторы, содержащие внутренние каналы для кабельных линий. Роликовые протекторы защищают кабели от повреждений, устраняют эксцентричное расположение труб в скважине.
Так из области техники известно устройство для крепления и защиты кабеля на теле насосно-компрессорной трубы (RU 124302, опубликовано: 20.01.2013), содержащее корпус с кабельным каналом и крышкой, выполненной в виде, по меньшей мере, одного зажимного полухомута и образующей при соединении с корпусом внутреннюю полость для размещения насосно-компрессорной трубы. Внутри корпуса выполнен кабельный канал, содержащий фиксирующий элемент, выполненный с возможностью прижима к кабельному каналу кабеля. Недостатком данного устройства являются то, что оно недостаточно уменьшает силы трения из-за отсутствия в конструкции роликов, а также недостаточно снижает эксцентричное расположение колонны насосно-компрессорной трубы на горизонтальных и сложнопрофильных участках скважины.
Известно устройство с кабельным каналом (RU 199437, опубликовано 01.09.2020), содержащее корпус, внутри которого проходит кабельный канал продольно ему и по всей его длине, зажимной полухомут, шарнирно соединенный с корпусом, посредством разъемного крепежного соединения для образования внутренней полости для размещения насосно-компрессорной трубы, корпус и зажимной полухомут выполнены с ребрами на внешней поверхности, которые оснащены роликами, расположенными парно по центру ребер и равномерно по окружности устройства, на внешней поверхности корпуса и зажимного полухомута между ребрами образованы продольные обводные каналы, взятое в качестве ближайшего аналога.
Недостатками известного устройства является то, что обводные каналы для протекания скважинной жидкости в процессе эксплуатации расположены по сторонам от паза для прокладывания кабеля, где происходит постоянное омывание кабеля интенсивным турбулентным потоком, включающим в том числе абразивные частицы, и как следствие, кабель преждевременно выходит из строя. Также, выполнение продольного обводного канала на наружной стенке корпуса устройства прилегающего к стенке кабельного канала значительно уменьшает жесткость указанной части корпуса, образуя самую тонкую стенку корпуса. Наличие обводных каналов, расположенных по краям от паза прокладки кабеля также снижает прочность корпуса устройства и создает концентраторы напряжений в местах расположения каналов.
В ходе эксплуатации известных устройств экспериментально было установлено, что из-за эксцентричного расположение труб в скважине нагрузка на наружные ролики устройства происходит не равномерно, в значительной степени из-за большого веса трубы и кабеля, которые зафиксированы в устройстве. Больше остальных нагруженными оказались ролики, располагавшиеся на корпусе, вследствие чего происходит их интенсивный износ по отношению к другим роликам.
Технической задачей, на реализацию которой направлена полезная модель, является создание усовершенствованного протектора роликового кабельных линий с увеличенной прочностью корпуса и лишенного недостатков аналогов.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключается в увеличении срока эксплуатации устройства, в следствие увеличения жесткости корпуса устройства, уменьшения омывания кабеля интенсивным турбулентным потоком скважинной жидкости с абразивными частицами, расположение роликов в местах максимальной нагрузки на устройство.
Технический результат достигается тем, что протектор роликовый кабельных линий (далее - устройство) содержит корпус, зажимной полухомут и опорные ролики, при этом корпус и зажимной полухомут соединены между собой с одной стороны посредством шарнирного соединения, а с другой стороны соединены посредством разъемного болтового соединения, и с возможностью образования внутренней полости, обеспечивающей размещение в ней насосно-компрессорных труб, корпус выполнен с продольным каналом, расположенным по всей длине корпуса, зажимной полухомут выполнен с продольными обводными каналами, расположенными на его внешней поверхности, опорные ролики размещены в корпусе выступающими над его внешней поверхностью и равномерно размещены в зажимном полухомуте, выступающими над его внешней поверхностью, согласно полезной модели для увеличения жесткости устройства наружная поверхность корпуса выполнена без ребер и обводных каналов на его поверхности, выполнена в виде кольцевого сегмента, опорные ролики размещены в корпусе симметрично относительно продольного кабельного канала, разнесены от продольного кабельного канала, и расположены под углом от 100° до 120° относительно друг друга.
Выполнение корпуса в виде кольцевого сегмента позволяет сместить продольный кабельный канал, проходящий внутри корпуса от полости, где размещается насосно-компрессорная труба к наружной стенке корпуса, уменьшив тем самым воздействие трубы на соприкасающийся с ней кабелем. Расположение симметрично относительно продольного кабельного канала и под углом от 100° до 120° относительно друг друга опорных роликов на наружной поверхности корпуса и по сторонам от кабельного канала связано с тем, что на ролики корпуса действует повышенная нагрузка, происходит неравномерный износ таких роликов, предотвращая выход из строя раньше остальных. Из-за того, что ролики на известном устройстве расположены равномерно по окружности, а нагрузка на эти ролики распределяется не равномерно, а именно на две пары роликов, расположенных на корпусе, в связи с чем в предлагаемой конструкции ролики расположены не равномерно по окружности устройства, две пары роликов корпуса смещены в места максимальной нагрузки на устройство. Смещение роликов на корпусе и расположение их под углом от 100° до 120° относительно друг друга и симметрично относительно продольного кабельного канала позволяет более равномерно распределить нагрузку на устройство в процессе его эксплуатации. При установке представленного устройства труба не прогибается под собственным весом, и трение о внутреннюю поверхность обсадной колонны скважины при спуске или подъеме колонны труб приходится на заявленное устройство, расположение роликов позволяет равномерно распределять нагрузку на устройство, приводящий к равномерному износу всех роликов. Таким образом, установленное на трубу устройство для крепления кабеля снижает силу трения колонны труб об обсадную колонну в горизонтальных и наклонно направленных скважинах, а усиленная конструкция корпуса устройства предотвращает повреждение кабеля.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 чертеж устройства, вид сбоку, на фиг. 3 показан разрез А-А устройства на фиг. 2, на фиг. 4 показан разрез Б-Б устройства на фиг. 2.
На представленных фигурах применены следующие обозначения:
1 - корпус;
2 - зажимной полухомут;
3 - разъемное крепежное соединение;
4 - опорные ролики;
5 - шарнирное соединение;
6 - кабельный канал;
7 - внутренняя полость для размещения насосно-компрессорной трубы;
8 - ребра жесткости полухомута;
9 - обводные каналы полухомута.
Устройство включает корпус 1, зажимной полухомут 2 и образующаяся при соединении с корпусом 1 и полухомутом 2 внутренняя полость 7 для размещения в ней насосно-компрессорной трубы и продольного кабельного канала 6 для размещения кабеля. Зажимной полухомут 2 выполнен с тремя ребрами жесткости 8 на его внешней поверхности. Ребра жесткости 8 оснащены роликами 4, расположенными парно по центру ребер, при этом, между ребрами 8 образованы продольные обводные каналы 9 для протекания потока скважинной жидкости. Зажимной полухомут 2 крепится к корпусу 1 с одной стороны посредством шарнирного соединения 5, а с другой стороны при помощи разъемного крепежного соединения 3, например, болтового соединения.
Корпус 1 устройства выполнен с продольным кабельным каналом 6, в виде паза внутри корпуса 1, выполненного по всей длине корпуса. Корпус 1 в поперечном сечении представляет собой кольцевой сегмент, без выполнения ребер и обводных каналов. Опорные ролики 4, на наружной поверхности корпуса 1, размещены симметрично от кабельного канала 6, расположены попарно под углом от 100° до 120° относительно друг друга. Выполнение корпуса 1 в поперечном сечении в виде кольцевого сегмента позволяет кабельному каналу 6, проходящему внутри корпуса 1 сместить от полости 7 для размещения насосно-компрессорной трубы к наружной стенке корпуса 1, уменьшив тем самым воздействие трубы на соприкасающийся с ней кабель. Расположение симметрично и под углом от 100° до 120° относительно друг друга опорных роликов 4 на наружной поверхности корпуса 1, и по сторонам от кабельного канала 6, обусловлено тем, что на опорные ролики 4 корпуса 1 действует повышенная нагрузка, происходит неравномерный износ таких роликов. Наличие на зажимном полухомуте трех пар опорных роликов 4 достаточно для восприятия нагрузки на устройство, тогда как на корпусе 1 расположены две пары опорных роликов 4, воспринимающих повышенную нагрузку. В предлагаемой конструкции ролики расположены не равномерно по окружности устройства, две пары роликов корпуса смещены в места максимальной нагрузки на корпус 1 устройства.
Установка устройства на насосно-компрессорную трубу осуществляют следующим образом: разъединяют корпус 1 и зажимной полухомут 2 друг от друга, вывинчивая разъемное крепежное соединение 4, при этом полухомут 2, шарнирно закрепленный на корпусе 1, посредством соединения 5, не отсоединяется. Корпус 1 устанавливают на насосно-компрессорную трубу, располагая трубу в полости 7, и скрепляют корпус 1 и полухомут 2 друг с другом посредством разъемного соединения 3. Кабель при этом размещают в кабельном канале 6.
Совокупность заявленных признаков обеспечивает увеличение жесткости корпуса устройства, способствует уменьшению омывания кабеля интенсивным турбулентным потоком скважинной жидкости с абразивными частицами, расположение роликов в местах максимальной нагрузки на устройство приводит к равномерному износу всех роликов, предотвращая выход из строя одних роликов раньше других.