ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В СКВАЖИНЕ

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.
Известен «Протектор для защиты силового кабеля в скважине« (см. Патент на изобретение №2249668. Кл. E21B 17/10. Опубл. 10.04. 2005 г.), содержащий корпус, выполненный в виде скобы с внутренними размерами под силовой кабель и установленный на муфте насосно-компрессорной трубы через установочное кольцо. На ребрах корпуса выполнены открытые пазы с боковыми поверхностями для взаимодействия с нижним торцем муфты.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится то, что фиксаторы, устанавливаемые в открытые пазы корпуса протектора, не обеспечивают надежность крепления деталей протектора между собой.
Известен «Центратор-изолятор колонны насосно-компрессорных труб» (см. Патент на изобретение №2120537. Кл. E21B 17/10. Опубл. 20.10. 2098 г.), Содержащий корпус в виде сегментов, выполненные с внутренними продольными отверстиями и фиксируемыми между собой шпильками.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится то, что шпильки не обеспечивают жесткой посадки корпуса устройства на муфте насосно-компрессорной трубе. В процессе работы возникающие вибрации приводят к трению деталей центратора-изолятора о поверхность муфты и, в конечном итоге, к выходу из строя деталей устройства.
Сущность предлагаемого протектора для защиты силового кабеля в скважине заключается в том, что сегменты, охватывающие насосно-компрессорную трубу, одним концом соединены с корпусом устройства 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, прилегающая к поверхности насосно-компрессорной трубы, выполнена в виде шлицевой конфигурации.
Кроме того, (как вариант) наружная поверхность каждого сегмента оснащена как минимум одним центрируюшим ребром, торец которого имеет возможность передвигаться вдоль внутренней поверхности эксплуатационной колонны.
Как вариант, поверхность корпуса и торцы центрирующих ребер, соприкасающиеся с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, футеруются износостойким полимерным материалом.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:
- повышение надежности крепления протектора на насосно-компрессорной трубе.
- повышение срока службы протектора.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложенное устройство включает в себя корпус и сегменты, охватывающие насосно-компрессорную трубу.
Особенность заключается в том, что сегменты, охватывающие насосно-компрессорную трубу, одним концом соединены с корпусом устройства 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, прилегающая к поверхности насосно-компрессорной трубы, выполнена в виде шлицевой конфигурации.
Кроме того, (как вариант) наружная поверхность каждого сегмента оснащена как минимум одним центрирующим ребром, торец которого имеет возможность передвигаться вдоль внутренней поверхности эксплуатационной колонны.
Как вариант, поверхность корпуса и торцы центрирующих ребер, соприкасающиеся с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, футеруются износостойким полимерным материалом.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном изобретении, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Конструкция изобретения, реализующая заявленный способ, представлена на фиг.1-9.
На фиг.1 изображен внешний вид устройства.
На фиг.2 разрез Г-Г (расположение устройства внутри эксплуатационной колонны).
На фиг.3 разрез В-В.
На фиг.4 разрез А-А (неразъемное крепление сегмента к корпусу устройства).
На фиг.5 разрез Б-Б (разъемное болтовое крепление сегмента к корпусу устройства).
На фиг.6 разрез Е-Е (как вариант, расположение устройства внутри эксплуатационной колонны с применением центрирующих ребер).
На фиг.7 разрез Д-Д.
На фиг.8 разрез Ж-Ж (как вариант, расположение устройства внутри эксплуатационной колонны с применением центрирующих ребер футерованных износостойким полимерным материалом).
На фиг.9 разрез И-И.
Устройство включает в себя корпус 1, сегменты 2, крепежный болт 3, гайку 4, штифт 5, насосно-компрессорную трубу (НКТ) 6, эксплуатационную колонну (ЭК) 7, силовой кабель 8, муфту НКТ 9, центрирующие ребра 10, футеровка из износостойкого полимерного материала 11 ребер 10, футеровка из износостойкого полимерного материала 12 корпуса 1.
Устройство работает следующим образом. На устье скважины, охватывая силовой кабель 8, устанавливается корпус 1 протектора. Один конец сегментов 2 посредством штифтов 5 крепится к корпусу 1. После обхвата НКП второй конец сегментов 2 крепится к корпусу 1 посредством крепежного болта 3 и гайки 4. Причем болтом 4 подтягивают к корпусу 1 сегменты 2 и выбирают образовавшиеся зазоры. Для более плотного и надежного обхватывания НТК внутренняя поверхность каждого сегмента имеет шлицевую конфигурацию. Для предотвращения осевого перемещения протектора по НТК, его устанавливают на муфте НТК 9, а сегменты 2 располагают по обе стороны муфты НТК 9.
В случае необходимости центрирования протектора в отверстие ЭК (как вариант) сегменты 2 оснащаются центрирующими ребрами (см. фиг.6-7).
В случае частого спуска-подъема НКТ (как вариант) поверхности корпуса 1 и торцы центрирующих ребер 2, соприкасающиеся с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны, футеруются износостойким полимерным материалом поз.11 и 12 (см. фиг.8 и 9).
Таким образом, предложенный протектор позволяет повысить надежности крепления устройства на насосно-компрессорной трубе и обеспечить защиту силового кабеля от механических повреждений при спуске и подъеме за счет жесткого крепления протектора на НКТ, а также центрирования протектора внутри ЭК. Следует отметить, что использование центрирующих ребер обеспечивает позиционирование протектора на НТК даже в случае ослабления крепежного болта или его полного отворачивания.
С целью повышения срока службы протектора и ЭК трущиеся части протектора футеруются износостойким полимерным материалом.
Таким образом, выше изложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для 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;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем поставленных технических задач. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».