МУФТА КАБЕЛЬНОГО ВВОДА ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для соединения силового кабеля с погружным электродвигателем установки центробежного насоса, предназначенного для работы в нефтяных скважинах, эксплуатируемых преимущественно в осложненных условиях, при высоких температурах (более +120°C).
Известна муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей (RU 34812, МПК H02G 15/08, опубл. 10.12.2003 г.) [1]. Конструкция известной муфты направлена на обеспечение масло-бензо-стойкости уплотнителя в интервале температур от - 50 до +250°C. Муфта содержит корпус с хвостовиком для ввода силового кабеля, внутри корпуса проходят жилы силового кабеля, которые на выходе из корпуса заканчиваются штепсельными наконечниками. Внутренняя полость хвостовика корпуса муфты, соединяющего муфту с силовым кабелем, заполнена компаундом, а в той части корпуса, которая соединяет муфту с электродвигателем, расположены опорная шайба, набор уплотнительных шайб, нажимная шайба, гайка, фиксирующая сжатие уплотнительных шайб относительно силового кабеля внутри корпуса. Набор уплотнительных шайб состоит как минимум из трех шайб, крайние из которых выполнены из масло-бензо-теплостойкой резины, а та, что находится между ними, выполнена из тепло-морозостойкой резины.
Защиту силового кабеля от проникновения пластовой жидкости осуществляют в процессе сборки муфты путем обжатия уплотнительными шайбами каждой из жил проходящего через корпус муфты силового кабеля. Момент натяжки этого усилия выбирают из условия не только обеспечения герметизации, но и неповреждения изоляции жил силового кабеля в процессе эксплуатации муфты. Это условие трудно обеспечить в процессе эксплуатации скважин в осложненных условиях, при высоких температурах. Превышение усилия обжатия жил кабеля уплотнительными шайбами может привести к продавливанию изоляции этих жил. В результате возможных разрывов изоляции неизбежен электрический пробой кабеля.
На защиту изоляции жил кабеля, находящихся в месте присоединения наконечника направлена конструкция известной муфты кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей (RU 34813, МПК H02G 15/08, опубл. 10.12.2003 г.) [2]. Муфта содержит корпус с хвостовиком для ввода силового кабеля, внутри которого проходят жилы силового кабеля, присоединенные к штепсельным наконечникам внутри корпуса муфты. Внутренняя полость хвостовика корпуса муфты, соединяющего муфту с силовым кабелем, заполнена компаундом, а в той части, корпуса, которая соединяет муфту с электродвигателем, содержится опорная шайба, набор уплотнительных шайб, нажимная шайба, гайка, фиксирующая сжатие уплотнительных шайб относительно жил силового кабеля.
Муфта содержит также изоляционную колодку, штепсельные наконечники муфты смонтированы в сквозных направляющих отверстиях этой колодки, которая со стороны, обращенной к набору уплотнительных шайб, имеет углубления для соединения наконечников и токоведущих жил силового кабеля, а с другой стороны - выступы в виде втулок с наружным диаметром и высотой, соответствующими размерам входных гнезд в колодке токоввода электродвигателя. Штепсельные наконечники выполнены с упорными фланцами, размещенными в углублениях изоляционной колодки с находящимся в них материалом для герметизации направляющих отверстий. Изоляционная колодка, выполняющая функции нажимной шайбы, размещена внутри корпуса.
В конструкции известной муфты по RU 34813 незащищенный уплотнительными шайбами участок изоляции каждой из токоведущих жил кабеля, находящийся в месте присоединения наконечника, изолирован от проникновения масла двигателя колодкой и находится в соответствующем углублении, выполненном в основании изоляционной колодки со стороны уплотнителя.
Сквозные отверстия колодки, в которых смонтированы наконечники, выполняют функцию направляющих и обеспечивают заданное устойчивое положение наконечников относительно корпуса муфты. Фланцы наконечников сжимают герметизирующий материал, помещенный в углубления изоляционной колодки и, таким образом предотвращают проникновение масла двигателя через отверстия в колодке к изоляции жил. Выступы в виде втулок на изоляционной колодке увеличивают длину направляющих отверстий, повышая при этом устойчивость наконечника. При подключении кабеля выступы колодки входят в гнезда колодки токов-вода электродвигателя, заполняя свободное пространство и предотвращая электрический пробой между наконечниками. Однако, от возможности электрического пробоя кабеля, вызванного разрывами изоляции при эксплуатации скважин в осложненных условиях, то есть при высоких температурах, данная конструкция не предохраняет по тем же вышеописанным причинам, что и конструкция муфты [1].
Предложена муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей, содержащая корпус с хвостовиком для ввода силового кабеля, размещенные в корпусе токоведущие жилы силового кабеля, присоединенные к штепсельным наконечникам внутри корпуса, опорную шайбу, набор уплотнительных шайб, нажимной элемент, гайку, фиксирующую сжатие уплотнительных шайб, при этом та часть штепсельных наконечников, которая расположена внутри корпуса муфты, выполнена с электроизоляционным теплостойким покрытием.
Электроизоляционное теплостойкое покрытие наконечников выполнено из полимерных материалов, таких как полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон, полиимид.
Сущность заявляемого решения заключается в следующем. Электроизоляционное теплостойкое покрытие той части штепсельных наконечников, которая расположена внутри корпуса муфты, начиная от места соприкосновения с изоляцией токоведущих жил силового кабеля, условно можно назвать продолжением этого кабеля. При этом покрытие охватывает не только ту часть наконечников, по которой происходит герметизирующее обжатие уплотнительных шайб относительно штепсельных наконечников, но также и незащищенный этими шайбами участок присоединения наконечников к изоляции жил кабеля. В отличие от муфт [1], [2], где уплотнительные шайбы обжимают жилы силового кабеля, в заявленной конструкции муфты уплотнительные шайбы обжимают часть штепсельных наконечников, расположенную внутри корпуса муфты, которая к тому же покрыта электроизолирующим теплостойким материалом. Теплостойкость электроизоляционного покрытия наконечников компенсирует объемное температурное сжатие уплотнительных шайб, вызванное высокими температурами при эксплуатации скважин в осложненных условиях. Это предохраняет муфту от возможности электрического пробоя кабеля, вызванного возможными разрывами изоляции, притом, что такие полимерные материалы, как полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон, полиимид повышают надежность защиты наконечников от воздействия пластовой жидкости и масла.
Новый технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в повышении защитных свойств муфты от негативных воздействий высоких температур эксплуатации скважин.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 изображена муфта; на фиг. 2 - набор уплотнительных шайб. Муфта содержит металлический корпус 1, внутренняя полость хвостовика 2 корпуса муфты имеет переменное сечение, уменьшающееся в сторону отверстия для ввода силового кабеля. В корпусе 1 последовательно размещены пластмассовая опорная шайба 3, набор уплотнительных шайб 4, 5, пластмассовая шайба 6 - в качестве нажимного элемента, гайка 7, фиксирующая сжатие уплотнителя относительно части наконечников, расположенной внутри корпуса. Через отверстия опорной шайбы, уплотнительных шайб, нажимного элемента, в корпус муфты входит нефтепогружной силовой кабель 8. На концах жил кабеля внутри корпуса смонтированы штепсельные наконечники 9. На части наконечников, расположенной внутри корпуса, начиная от места соприкосновения с изоляцией токоведущих жил силового кабеля, выполнено электроизоляционное теплостойкое покрытие 10. Внутренняя полость хвостовика корпуса муфты заполнена компаундом 11.
Заявляемая муфта пригодна для работы в нефтяных скважинах, эксплуатируемых преимущественно при температуре более +120°C.