ПРОТЕКТОР КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ К НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫМ ТРУБАМ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для добычи нефти и может быть использована для крепления силового кабеля электропогружного центробежного насоса (ЭЦН) к колонне труб и его защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях.
Известен универсальный протектор для крепления кабеля удлинителя и трубки капиллярной к элементам установки электроцентробежных насосов по патенту РФ на полезную модель №70293. 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. 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. Полезная модель представляет собой универсальный протектор, который 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, 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. Недостатком универсального протектора для крепления кабеля удлинителя и трубки капиллярной к элементам установки электроцентробежных насосов является сложность его конструкции.
Известен универсальный протектор для крепления кабеля удлинителя к элементам установки электроцентробежных насосов по патенту РФ на полезную модель №69141. 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. Универсальный протектор для крепления кабеля-удлинителя 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, 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 длина упомянутых крепежных элементов выполнена такой, что позволяет закреплять кабели-удлинители 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. Недостатком универсального протектора для крепления кабеля удлинителя к элементам установки электроцентробежных насосов является сложность конструкции.
Известен протектор для защиты и крепления кабеля и трубки капиллярной на муфте трубы НКТ по патенту РФ на полезную модель №70924. 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 токоподводящего кабеля к насосно-компрессорным трубам при насосной добыче нефти. Протектор для защиты и крепления кабеля и трубки капиллярной содержит цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя и трубки капиллярной, 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°, при этом ширина продольного паза для укладки кабеля выполнена такой. Что позволяет укладывать в паз вместе с кабелем и капиллярную трубку, которая может находиться как в одной броне с кабелем, так и отдельно от него. Недостатком протектора для защиты и крепления кабеля и трубки капиллярной на муфте трубы НКТ является сложность конструкции.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине по патенту РФ на изобретение №92456. Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для защиты силового кабеля насоса от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважин. Протектор содержит корпус, сегменты, охватывающие насосно-компрессорную трубу. Кроме того, сегменты одним концом соединены с корпусом посредством штифтов и представляют собой неразъемное соединение с возможностью качания вокруг оси, а другим концом соединены с корпусом посредством откидного болта, причем внутренняя поверхность каждого сегмента выполнена в виде шлицевой конфигурации. Наружная поверхность каждого сегмента оснащена как минимум одним центрирующим ребром, торец которого имеет возможность передвигаться вдоль внутренней поверхности эксплуатационной колонны. Поверхность корпуса и торцы центрирующих ребер, соприкасающиеся с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, футеруются износостойким полимерным материалом. Недостатком протектора для защиты силового кабеля в скважине является сложность его конструкции.
Известно устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб по патенту РФ на полезную модель №131058. Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для крепления токопроводящего кабеля к колонне насосно-компрессорных труб в скважине. Задачей полезной модели является разработка конструкции протектора, обладающей повышенной надежностью крепления электрического кабеля к НКТ независимо от толщины кабеля и обеспечения при этом безопасных габаритов выступающих элементов протектора относительно обсадной колонны скважины, при этом технический результат заключается в обеспечении возможности изменения площади поперечного сечения в зоне охватывания в зависимости от толщины кабеля путем перестановки ответного элемента и вворачивания винта либо с одной сторон резьбового отверстия, либо с другой его стороны, сохраняя при этом положение головки и резьбового конца винта в рабочем состоянии, исключающем взаимодействие со стенкой обсадной колонны скважины. Для решения этой задачи устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб содержит корпус с продольным углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны, выполненные с возможностью охватывания соединительной муфты насосно-компрессорных труб, два охватывающих элемента, с одной стороны шарнирно связанных участками корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими упомянутые трубы. При этом с другой стороны охватывающие элементы связаны с корпусом посредством винтовых соединений, каждый из которых выполнен в виде винта, размещенного в отверстии корпуса и вворачиваемого в ответный элемент, шарнирно связанный со свободным концом охватывающего элемента, при этом в ответном элементе резьбовое отверстие под винт расположено поперек продольной оси шарнирного соединения, смещенной в сторону одного из входов резьбового отверстия и вворачивания винта или с одной стороны или с другой стороны резьбового отверстия в зависимости от толщины закрепляемого кабеля. Недостатком устройства для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб является высокая трудоемкость его установки, а также увеличение времени спускоподъемных операций.
Известен пружинный протектор по патенту РФ на полезную модель №85935. 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 использовано в нефтяной промышленности для крепления токоподводящего кабеля к насосно-компрессорным трубам при насосной добыче нефти. Техническим результатом патентуемого решения является расширение функциональных возможностей устройства за счет универсальности конструкции, повышение эксплуатационных возможностей протектора за счет предотвращения соскальзывания протекторов, снижение металлоемкости. Заявленный технический результат достигается за счет использования пружинного протектора для крепления силового кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, содержащего корпус удлиненной формы с продольным пазом для размещения в нем кабеля, две зажимные скобы, расположенные с двух концов корпуса и огибающие трубы, при этом каждая скоба с одной стороны шарнирно соединена с корпусом, а другая связана с корпусом посредством замкового механизма. Согласно патентуемому решению, протектор содержит два парных пружинно-фиксирующих механизма, расположенных на корпусе между зажимными скобами. Недостатком пружинного протектора является низкая надежность его фиксации на трубе.
Известен протектор по патенту РФ на полезную модель №141154. Протектор для крепления и защиты силового кабеля на соединительной муфте насосно-компрессорных труб, включающий удлиненный корпус и два крепежных хомута, внутри корпуса выполнен продольный канал для укладки и фиксации силового кабеля, причем снаружи корпус снабжен двумя выступающими ребрами, каждый крепежный хомут с одной стороны шарнирно закреплен на оси, расположенной в первом выступающем ребре, а с другой стороны каждый хомут снабжен узлом крепления, выполненным с откидным болтом для фиксации в пазе второго выступающего ребра, причем в зонах прижатия кабеля к насосно-компрессорным трубам внутренние поверхности канала выполнены вогнутыми. Недостатком протектора является высокая трудоемкость его установки.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине по патенту РФ на изобретение №2526079 (прототип). Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для защиты силового кабеля от механических повреждений в скважине при проведении спуско-подъемных работ подвески насосно-компрессорных труб с установленными электроцентробежными насосами в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах. Техническим результатом является повышение надежности крепления протектора на НКТ и уменьшение времени сборки, разборки и установки на насосно-компрессорную трубу. Протектор для защиты силового кабеля в скважине содержит корпус и откидные дугообразные зажимные скобы. Корпус выполнен как одно целое с кабельным каналом и имеет центральный канал с размером под наружный диаметр насосно-компрессорной трубы для фиксации корпуса протектора на муфтовом соединении. С двух сторон корпус оснащен пазами с замкнутыми контурами, причем с одной стороны в пазах посредством сварки закреплены петли, которые посредством оси сопрягаются с откидными дугообразными зажимными скобами, а противоположные замковые пазы выполнены с отогнутыми лепестками корпуса со стороны оси протектора и направлены в сторону кабельного канала. Один конец откидных дугообразных зажимных скоб выполнен с петлеобразным концом с возможностью вращения на оси, которая проходит через петлеобразную скобу. Кроме того, каждая откидная дугообразная зажимная скоба оснащена двумя плоскими пружинами, один конец которых жестко закреплен на наружной поверхности откидной дугообразной зажимной скобы посредством планок и контактной сварки. Корпус устройства и откидные дугообразные зажимные скобы оснащены технологическими отверстиями для сборки и разборки устройства. Откидные дугообразные зажимные скобы в поперечном сечении выполнены П-образной формы, образуя открытые ниши, в которых размещаются при сборке устройства плоские пружины, выполненные из пружинной стали. Зажимные скобы изготовлены из стали 08КП и открываются только при помощи монтажного ключа даже при сломе двух плоских пружин. Недостатком протектора для защиты силового кабеля в скважине является высокая трудоемкость его установки.
Задачей создания полезной модели является снижение трудоемкости установки протектора, ускорение его монтажа и демонтажа, а также повышение эффективности защиты кабеля питания ЭЦН от механических повреждений при спускоподъемных операциях.
Поставленная задача решается за счет того, что протектор крепления кабеля к насосно-компрессорным трубам содержит корпус, выполненный как одно целое с кабельным каналом и фиксирующие элементы, расположенные сверху и снизу корпуса, закрепляющие устройство на муфтовом соединении трубы, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде «П» образного профиля, вертикальные образующие которого разведены под углом в стороны и опираются на боковую поверхность трубы и/или муфты, причем на них выполнены вырезы под муфту, а высота кабельного канала по краям корпуса и напротив муфты, равна размеру кабеля и увеличивается с двух сторон корпуса в сторону муфты, фиксирующие элементы выполнены в виде металлической ленты, проходящей через прямоугольные отверстия выполненные в корпусе. Длина выреза под муфту на вертикальных образующих профиля больше длины муфты. Вертикальные образующие «П» образного профиля разведены в стороны под углом от 5 до 15°. Корпус выполнен из листового материала штамповкой. Края прямоугольных отверстий, через которые проходит металлическая лента крепления протектора на трубе, скруглены.
Предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями полезной модели. Новизна технического решения подтверждается проведенными патентными исследованиями. Промышленная применимость обусловлена тем, что при изготовлении протектора крепления кабеля к насосно-компрессорным трубам применяются известные технологии.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1 и 2, где:
на фиг. 1 показан протектор крепления кабеля к насосно-компрессорным трубам,
на фиг. 2 показан поперечный разрез А-А протектора.
1
Протектор крепления кабеля к насосно-компрессорным трубам, состоит из корпуса 1, выполненного как одно целое с кабельным каналом 2 и фиксирующих элементов 3, расположенных сверху 4 и снизу 5 корпуса 1, закрепляющих устройство на муфтовом соединении 6 трубы 7. Корпус выполнен в виде «П» образного профиля вертикальные образующие которого 8 разведены под углом «α» в стороны и опираются на боковую поверхность трубы и/или муфты, причем на них выполнены вырезы 9 под муфту 6, а высота кабельного канала «h» по краям корпуса 1 и напротив муфты 6 равна размеру кабеля и увеличивается с двух сторон корпуса 1 в сторону муфты 6, фиксирующие элементы 3 выполнены в виде металлической ленты 10, проходящей через прямоугольные отверстия 11 выполненные в корпусе 1. Длина выреза «L» под муфту 6 на вертикальных образующих 8 профиля больше длины «L» муфты 6. Вертикальные образующие 8 «П» образного профиля разведены в стороны под углом от 5 до 15°. Корпус 1 выполнен из листового материала штамповкой. Края прямоугольных отверстий 11, через которые проходит металлическая лента 10 крепления протектора на трубе 7, скруглены.
Протектор крепления кабеля к насосно-компрессорным трубам работает следующим образом. В процессе спуска колонны насосно-компрессорных труб кабель, расположенный над муфтой, закрывают протектором таким образом, чтобы он располагался в кабельном канале 2, после чего протектор фиксируют, соединяя концы металлической ленты 10. При этом используют ручной упаковочный инструмент для обвязки стальной лентой. При подъеме колонны насосно-компрессорных труб, лента срезается в месте ее перехода с протектора на поверхность трубы. Что снижает трудоемкость установки протектора, ускоряет его монтаж и демонтаж, а также за счет выреза 9 под муфту 6, обеспечивает надежную ориентацию протектора на трубе и, как следствие, надежную защиту кабеля питания ЭЦН от механических повреждений при спускоподъемных операциях.
Применение полезной модели позволило:
1. Защитить кабель, проходящий над соединительной муфтой НКТ.
2. Снизить трудоемкость установки протектора.
3. Ускорить монтаж и демонтаж.
4. Уменьшить время спускоподъемных операций.
5. Крепить протектор обычной стальной лентой.
6. Снизить количество монтажного инструмента.
7. Повысить надежность фиксации протектора на НКТ.