УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ К КОЛОННЕ ТРУБ И ЗАЩИТЫ КАБЕЛЯ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Данное устройство относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использовано для крепления любого кабеля к колонне труб и защиты этого кабеля от механических воздействий. В качестве примера, данное устройство может быть использовано для крепления токопроводящего кабеля электроцентробежного насоса и вспомогательной линии к колонне насосно-компрессорных труб (НКТ).
Силовой кабель, снабжающий энергией погружной электроцентробежный насос, обычно крепится к трубам, опускаемым в скважину с помощью металлических поясов и различных зажимных приспособлений.
Известно (SU 1838571) устройство для крепления кабеля к колонне труб, представляющее собой пружинящую скобу С-образного сечения. 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.
Известно (GB 2101655) устройство, состоящее из двух шарнирно соединенных С-образных элементов, на внутренней поверхности одного из которых выполнен паз с упругой вставкой для укладки кабеля. Свободные концы элементов снабжены петлями с совмещаемыми прорезями, в которые вставляется клин для фиксации
устройства в замкнутом положении. Конструкция недостаточно надежна, поскольку фиксатором служит отдельная, не соединенная с устройством деталь.
Чаще всего в подобных устройствах применяется фиксация охватывающих трубу элементов с помощью резьбовых соединений. Примерами таких устройств могут являться RU 2108439, GB 2149000 и другие. Эти устройства выполнены, как правило, в виде цельнолитых корпусов с пазами для укладки кабеля и шарнирно установленными хомутами, закрывающимися с помощью резьбовых соединений. При этом установка подобных устройств на трубе занимает значительное время, а последующая его эксплуатация в агрессивных средах часто приводит к разрушению резьбы и невозможности повторного использования.
Наиболее близким аналогом настоящего устройства является устройство (RU 28168) для крепления кабеля к колонне труб, содержащее кожух дугообразного поперечного сечения с продольным желобом с внутренней стороны для укладки кабеля, верхнюю и нижнюю зажимные скобы, шарнирно соединенные с кожухом в верхней и нижней части, причем каждая скоба снабжена пружинным элементом, верхняя и нижняя части кожуха имеют фиксирующие выступы, а в скобах выполнены соответствующие выступам прямоугольные фиксирующие отверстия.
Это устройство проще в эксплуатации, более надежно предотвращает самопроизвольное открывание скоб, а также препятствует прокручиванию кабелей относительно труб, к которым осуществляется крепление.
Однако практика использования этого устройства показала,
что самопроизвольное открывание скоб иногда все же происходит.
В основу изобретения положена задача создания такого устройства для крепления кабеля к колонне труб, которое позволяло бы защищать кабель от механических воздействий и полностью предотвратить самопроизвольное открывание зажимных скоб.
Данная задача по первому аспекту изобретения решается посредством устройства для крепления кабеля к колонне труб и защиты кабеля от механических воздействий, содержащего кожух дугообразного поперечного сечения для размещения трубы внутри кожуха, с продольным желобом внутри кожуха для укладки кабеля, по меньшей мере, две зажимные скобы, один конец каждой из которых шарнирно соединен с одной частью дуги кожуха, а второй конец выполнен с возможностью разъемного соединения с противоположной частью дуги кожуха с помощью замка, каждая зажимная скоба имеет пружинный элемент, выполненный в виде двух встречно направленных и отогнутых внутрь скобы язычков, в котором согласно изобретению, замок выполнен в виде отогнутого внутрь зажимной скобы замкового язычка зажимной скобы, расположенного с возможностью захождения под отогнутый наружу кожуха замковый язычок кожуха.
Для полного устранения самопроизвольного открывания скоб на торцевой рабочей части каждого замкового язычка зажимной скобы имеется скос, образующий острую кромку на внутренней поверхности замкового язычка зажимной скобы, а на каждом встречном язычке кожуха имеется соответствующий сопрягаемый скос.
При наличии вспомогательной линии в желобе для укладки
кабеля выполнен дополнительный желоб для прокладки вспомогательной линии.
Предпочтительно, чтобы дополнительный желоб был размещен в центральной части желоба для укладки кабеля. Желательно, чтобы дополнительный желоб имел полукруглую форму в поперечном сечении.
Для удобства эксплуатации зажимные скобы могут быть выполнены из пружинного материала, например стали 65Г.
Для дополнительной защиты конструкции от механических повреждений имеется первый защитный выступ кожуха, простирающийся наружу в радиальном направлении кожуха с расположением заподлицо с шарнирным соединением зажимных скоб с кожухом или наружу за пределы шарнирного соединения зажимных скоб с кожухом, а также имеется второй защитный выступ кожуха, простирающийся наружу в радиальном направлении кожуха с расположением заподлицо с разъемным соединением зажимных скоб с кожухом или наружу за пределы разъемного соединения зажимных скоб с кожухом.
Предпочтительно, чтобы первый защитный выступ кожуха и второй защитный выступ кожуха были выполнены с обтекаемыми краями.
Желательно, чтобы кожух и защитные выступы были выполнены за одно целое.
Наиболее целесообразно, чтобы язычки пружинных элементов были выполнены из материала, имеющего повышенные пружинные свойства, например стали 60С2А.
Данная задача по второму аспекту изобретения решается
посредством устройства для крепления кабеля к колонне труб и защиты кабеля от механических воздействий, содержащего кожух дугообразного поперечного сечения для размещения трубы внутри кожуха, с продольным желобом внутри кожуха для укладки кабеля, по меньшей мере, две зажимные скобы, один конец каждой из которых шарнирно соединен с одной частью дуги кожуха, а второй конец выполнен с возможностью разъемного соединения с противоположной частью дуги кожуха с помощью замка, каждая зажимная скоба имеет пружинный элемент, выполненный в виде двух встречно направленных и отогнутых внутрь скобы язычков, в котором согласно изобретению, замок выполнен в виде отогнутого внутрь зажимной скобы замкового язычка зажимной скобы, расположенного с возможностью захождения под отогнутый наружу кожуха замковый язычок кожуха, на торцевой рабочей части каждого замкового язычка зажимной скобы имеется скос, образующий острую кромку на внутренней поверхности замкового язычка зажимной скобы, а на каждом встречном язычке кожуха имеется соответствующий сопрягаемый скос, причем зажимные скобы выполнены из пружинного материала, которым является сталь 65Г.
Для улучшения фиксации устройства язычки пружинных элементов выполнены из материала, имеющего повышенные пружинные свойства, например стали 60С2А.
При наличии вспомогательной линии в желобе для укладки кабеля выполнен дополнительный желоб для вспомогательной линии.
Предпочтительно, чтобы дополнительный желоб был размещен в центральной части желоба для укладки кабеля.
Желательно, чтобы дополнительный желоб имел полукруглую
форму в поперечном сечении.
Целесообразно, чтобы имелся первый защитный выступ кожуха, простирающийся наружу в радиальном направлении кожуха с расположением заподлицо с шарнирным соединением зажимных скоб с кожухом или наружу за пределы шарнирного соединения зажимных скоб с кожухом.
Возможно, чтобы имелся второй защитный выступ кожуха, простирающийся наружу в радиальном направлении кожуха с расположением заподлицо с разъемным соединением зажимных скоб с кожухом или наружу за пределы разъемного соединения зажимных скоб с кожухом.
Очень желательно, чтобы первый защитный выступ кожуха и второй защитный выступ кожуха были выполнены с обтекаемыми краями, и кожух и защитные выступы были выполнены за одно целое.
Данная задача по третьему аспекту изобретения решается посредством устройства для крепления кабеля к колонне труб и защиты кабеля от механических воздействий, содержащее кожух дугообразного поперечного сечения для размещения трубы внутри кожуха, с продольным желобом внутри кожуха для укладки кабеля, по меньшей мере, две зажимные скобы, один конец каждой из которых шарнирно соединен с одной частью дуги кожуха, а второй конец выполнен с возможностью разъемного соединения с противоположной частью дуги кожуха с помощью замка, каждая зажимная скоба имеет пружинный элемент, выполненный в виде двух встречно направленных и отогнутых внутрь скобы язычков, в котором согласно изобретению, замок выполнен в виде отогнутого внутрь зажимной скобы замкового язычка зажимной скобы,
расположенного с возможностью захождения под отогнутый наружу кожуха замковый язычок кожуха, на торцевой рабочей части каждого замкового язычка зажимной скобы имеется скос, образующий острую кромку на внутренней поверхности замкового язычка зажимной скобы, а на каждом встречном язычке кожуха имеется соответствующий сопрягаемый скос, в центральной части желоба для укладки кабеля выполнен дополнительный желоб для вспомогательной линии, имеющий полукруглую форму в поперечном сечении, зажимные скобы выполнены из пружинного материала, которым является сталь 65Г, имеется первый защитный выступ кожуха, простирающийся наружу в радиальном направлении кожуха с расположением заподлицо с шарнирным соединением зажимных скоб с кожухом или наружу за пределы шарнирного соединения зажимных скоб с кожухом, и второй защитный выступ кожуха, простирающийся наружу в радиальном направлении кожуха с расположением заподлицо с разъемным соединением зажимных скоб с кожухом или наружу за пределы разъемного соединения зажимных скоб с кожухом, при этом первый защитный выступ кожуха и второй защитный выступ кожуха выполнены с обтекаемыми краями, кожух и защитные выступы выполнены за одно целое, а язычки пружинных элементов выполнены из материала, имеющего повышенные пружинные свойства, которым является сталь 60С2А.
Изобретение будет более понятным из дальнейшего подробного описания вариантов его осуществления со ссылками на чертежи, на которых:
на фиг.1 показан в аксонометрической проекции общий вид устройства;
на фиг.2 - в аксонометрической проекции вид части устройства с замковым язычком зажимной скобы и замковым язычком кожуха;
на фиг.3 - поперечное сечение устройства по фиг.1 в области замкового соединения;
на фиг.4 - в увеличенном масштабе область А по фиг.3.
Устройство для крепления кабеля к колонне труб и защиты кабеля от механических воздействий содержит кожух 1, имеющий дугообразное поперечное сечение с формированием углубления 2 для размещения трубы 3 (фиг.3) внутри кожуха 1. Как лучше видно на фиг.1, кожух I, предпочтительно, охватывает половину сечения трубы 3, на которую он крепится. Желательно, чтобы кожух 1 имел обтекаемую форму без технологических разрывов.
В центральной части кожуха 1, внутри него, имеется продольный желоб 4 для укладки кабеля 5 (фиг.3), например кабеля электроцентробежного насоса. В центральной части желоба 4 имеется дополнительный желоб 6 для вспомогательной линии 7 (фиг.3). Обычно этот дополнительный желоб 6 выполняют полукруглой формы в поперечном сечении. Однако форма желоба 6 может быть и иной, приемлемой для прокладки вспомогательной линии 7.
Устройство содержит несколько (в данном варианте осуществления изобретения - две) зажимных скоб 8 для крепления устройства на колонне НКТ. Один конец каждой из зажимных скоб 8 с помощью шарнирного соединения 9 закреплен на одной части дуги дугообразного поперечного сечения кожуха 1. Второй конец каждой зажимной скобы 8 выполнен с возможностью разъемного соединения с
противоположной частью дуги дугообразного поперечного сечения кожуха 1 с помощью замкового соединения 10, расположенного в области А на фиг.3. Для избежания деформации при многократных циклах закрытия-открытия, а также случайных ударов, зажимные скобы 8 выполнены из пружинного материала. В качестве пружинного материала может быть использован любой подходящий материал, обладающий пружинными свойствами, например сталь 65Г.
На фиг.4 в увеличенном масштабе показана область А по фиг.3 с замковым соединением 10. Как четко видно из фиг.4, замковое соединение 10 выполнено в виде отогнутого внутрь зажимной скобы 8 замкового язычка 11, расположенного в свободной части зажимной скобы 8, и отогнутого наружу кожуха 1 замкового язычка 12 кожуха 1. Наиболее четко замковые язычки 11, 12 видны на фиг.2. Замковые язычки 12 кожуха 1, как правило, не выступают за габариты зажимной скобы 8 и отогнуты таким образом, чтобы за них заходили замковые язычки 11 зажимных скоб 8.
Замковый язычок 11 зажимной скобы 8 заходит под замковый язычок 12 кожуха 1 и надежно защелкивается на нем. Предпочтительно, замковый язычок 11 зажимной скобы 8 выполнен из пружинного материала для еще более надежного защелкивания на замковом язычке 12 кожуха 1. Из пружинного материала можно выполнять не всю зажимную скобу 8, а лишь один замковый язычок 11 зажимной скобы 8. Как уже указывалось ранее, в качестве пружинного материала может быть использован любой подходящий материал, обладающий пружинными свойствами, например сталь 65Г.
Практика показала, что именно такое выполнение замкового соединения 10 полностью предотвращает самопроизвольное
открывание зажимных скоб 8. Кроме того, такое выполнение замкового соединения 10 позволяет существенно снизить износ язычков 11, 12.
Для улучшения зацепления между замковым язычком 11 зажимной скобы 8 и замковым язычком 12 кожуха 1 и для надежной фиксации зажимных скоб 8 в закрытом положении на торцевой рабочей части каждого замкового язычка 11 зажимной скобы 8 имеется стопорный скос 13, образующий острую кромку 14 на внутренней поверхности замкового язычка 11 зажимной скобы 8, а на каждом встречном язычке 12 кожуха 1 имеется соответствующий сопрягаемый стопорный скос 15. В закрытом положении замковые язычки 11 зажимных скоб 8 входят в зацепление с замковыми язычками 12 кожуха 1, причем стопорные скосы 13 язычков 11 зажимных скоб 8 заходят в стопорные скосы 15 язычков 12 кожуха 1.
Как лучше видно на фиг.1, каждая зажимная скоба 8 имеет пружинный элемент 16, выполненный в виде двух встречно направленных и отогнутых внутрь скобы 8 в продольном и поперечном направлениях язычков 17. Язычки 17 пружинных элементов 16 предпочтительно выполняют из материала, имеющего повышенные пружинные свойства (например сталь 65Г и другие аналогичные стали или иные, подобные им материалы), и за счет этого пружинные элементы 16 надежно фиксируют устройство на колонне труб.
На фиг.1 показаны первый 18 и второй 19 внешние защитные выступы кожуха 1. Данные выступы 18 и 19 с обтекаемыми краями защищают от внешнего механического воздействия шарнирные соединения 9 зажимных скоб 8 и замковые соединения 10. Первый
защитный выступ 18 кожуха, простирается наружу в радиальном направлении кожуха и располагается заподлицо с шарнирным соединением 9 зажимных скоб 8 с кожухом 1 или наружу за пределы шарнирного соединения 9 зажимных скоб 8 с кожухом 1.
Предпочтительно, чтобы имелся и второй защитный выступ 19 кожуха 1, который простирается наружу в радиальном направлении кожуха 1 и располагается заподлицо с разъемным замковым соединением 10 зажимных скоб 8 с кожухом 1 или наружу за пределы разъемного замкового соединения 10 зажимных скоб 8 с кожухом 1. Для уменьшения вероятности взаимодействия с неровностями и препятствиями первый защитный выступ 18 кожуха 1 и второй защитный выступ 19 кожуха 1 выполнены с обтекаемыми краями. Также, предпочтительно кожух 1 и защитные выступы 18, 19 выполнены за одно целое.
Изобретение было показано лишь на не ограничивающем объем защиты примере его осуществления. Специалисту в данной области техники понятно, что возможно множество модификаций изобретения без отхода от изобретательской концепции, подпадающих под объем патентных притязаний прилагаемой формулы полезной модели.