ПРОТЕКТОР
PROTECTOR

Изобретение относится к области горного дела, в частности, к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для защиты изоляции токопроводящих элементов силового кабеля от механических повреждений в процессе спуска в скважину или подъема из скважины подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса.
Известны протекторы для защиты силового кабеля [RU 2204685 C2, 20.05.2003 г., SU 324402 A, 22.02.1972 г.], содержание корпуса из эластичных материалов, буртики под размер муфт и насосно-компрессорных труб, элементы крепления.
Недостатками известных протекторов являются сложность конструкции, сложность в изготовлении, неудобства при монтаже и демонтаже на устье скважины, ненадежность в процессе эксплуатации.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине [SU 2250345 C1, E21/B 17/10, 20.04.2005 г.], содержащий гнездо и паз для размещения силового кабеля, отражатели для взаимодействия с внутренним каналом эксплуатационной колонны, канал для обхвата насосно-компрессорной трубы.
Недостатками известного протектора являются техническая невозможность надежно зафиксировать протектор с силовым кабелем на наружной поверхности насосно-компрессорной трубы, неудобства при монтаже и демонтаже на устье скважины, а также ненадежность в процессе эксплуатации, особенно в наклоннонаправленных и горизонтальных скважинах.
Задачи изобретения состоят в надежной фиксации протектора с силовым кабелем на наружной поверхности насосно-компрессорной трубы, в обеспечении защиты изоляции токопроводящих элементов в процессе их движений в канале эксплуатационной колонны при спуске в скважину или подъеме из скважины подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, в сокращении элементной базы конструкции протектора, в повышении технологичности при изготовлении, в удобстве использования при монтаже и демонтаже в полевых условиях на устье скважины, в увеличении надежности при эксплуатации и в обеспечении конкурентоспособности протектора.
Для решения вышеизложенной задачи изобретения необходимо исключить смещение протектора с силовым кабелем относительно наружной поверхности насосно-компрессорной трубы при ударах и механических контактах с внутренним каналом эксплуатационной колонны при спуске в скважину или подъеме из скважины подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, в том числе в наклонно направленных и в горизонтальных скважинах.
Технический результат достигается тем, что протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий гнездо и паз для размещения силового кабеля, отражатели для взаимодействия с внутренним каналом эксплуатационной колонны, канал для обхвата насосно-компрессорной трубы, отличающийся тем, что в канале протектора для обхвата насосно-компрессорной трубы выполнены кольцевые канавки и установлены упругие разрезные зубчатые кольца с разнонаправленными вершинами на наружных и внутренних поверхностях, между канавками выполнены радиальные резьбовые отверстия и установлены стопорные винты для взаимодействия с поверхностью насосно-компрессорной трубы при их ввинчивании с возможностью фиксации протектора относительно наружных поверхностей зубчатых колец и с одновременной фиксацией протектора с разрезными кольцами относительно наружной поверхности насосно-компрессорной трубы через разнонаправленные вершины на внутренних поверхностях упругих зубчатых разрезных колец.
Для исключения смещения, в том числе вращения протектора с силовым кабелем относительно наружной поверхности насосно-компрессорной трубы, разнонаправленные вершины выполнены заостренными и их твердость больше или равна твердости поверхности насосно-компрессорной трубы.
На фиг.1 изображен установленный протектор с силовым кабелем для защиты изоляции токопроводящих элементов при эксплуатации в скважине, зафиксированный на наружной поверхности насосно-компрессорной трубы.
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.
На фиг.4 - вид Г и вид Д на фиг.3.
Протектор для защиты изоляции токопроводящих элементов силового кабеля содержит:
- эксплуатационную колонну 1 (фиг.1),
- внутренний канал 2 эксплуатационной колонны 1,
- силовой кабель 3,
- насосно-компрессорную трубу 4,
- соединительную муфту 5 насосно-компрессорной трубы 4,
- муфту 6 для соединения труб эксплуатационной колонны 1,
- протектор 7,
- отражатели 8, протектора 7,
- наружную поверхность 9 насосно-компрессорной трубы 4,
- гнездо 10 для размещения силового кабеля 3,
- стопорные винты 11,
- кольцевые канавки 12, выполненные на внутреннем канале протектора 7, для обхвата наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы 4 (фиг.3),
- упругие разрезные зубчатые кольца 13 (фиг.2, 3),
- разнонаправленные вершины 14 на наружных поверхностях упругих разрезных зубчатых колец 13,
- разнонаправленные вершины 15 на внутренних поверхностях упругих разрезных зубчатых колец 13 (фиг.4).
В стационарных условиях после изготовления элементов протектора сборку выполняют следующим образом.
В кольцевые канавки 12, выполненные на внутреннем канале протектора 7, для обхвата наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы 4 устанавливаются упругие разрезные зубчатые кольца 13 (фиг.2, 3).
Стопорные винты 11 ввинчиваются в радиальные резьбовые отверстия, выполненные в протекторе 7 между кольцевыми канавками 12 (фиг.1, 2).
В полевых условиях в процессе спуска подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом и с силовым кабелем 3 протектор 7 устанавливают следующим образом.
Через канал обхвата протектор 7 устанавливают на наружную поверхность 9 насосно-компрессорной трубы 4.
Протектор 7 может устанавливаться как под соединительной муфтой 5 насосно-компрессорной трубы 4 (фиг.1), так и над соединительной муфтой 5, а также на различных расстояниях от соединительной муфтой 5 на наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы.
Механизированным ключом на устье скважины насосно-компрессорную трубу 4 свинчивают с соединительной муфтой 5.
В гнезде 10 по стрелке В размещают силовой кабель 3 (фиг.1, 2)
Для фиксации протектора 7 с силовым кабелем на наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы 4 ввинчивают стопорные винты 11, установленные в протекторе 7 (фиг.2).
В результате взаимодействие стопорных винтов 11 с наружной поверхностью 9 насосно-компрессорной трубы 4 протектор 7 фиксируется через разнонаправленные вершины на наружных поверхностях 14 упругих разрезных зубчатых колец 13 и одновременно протектор 7 с разрезными концами 13 надежно фиксируется на наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы 4 через разнонаправленные вершины на внутренних поверхностях 15 упругих зубчатых колец 13.
В динамическом положении при спуске в скважину или при подъеме из скважины подвески насосно-компрессорной труб с зафиксированным протектором 7 на наружной поверхности 10 насосно-компрессорной трубы 4 и с размещенным в гнезде 10 протектора токопроводящих элементов силового кабеля 3, элементы протектора взаимодействуют следующим образом в том числе в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
Как при спуске, так и при подъеме подвески насосно-компрессорных труб во внутреннем канале 2 эксплуатационной колонны 1 с электроцентробежным насосом, с токопроводящими элементами силового кабеля 3, в местах соединения труб эксплуатационной колонны 1 с муфтами 6 торцевые поверхности труб могут быть не соосны согласно ГОСТ 632-80 «Трубы обсадные и муфты к ним, например п.2.17».
В результате происходят зацепления отражателей 8 протектора 7 за торцевые поверхности труб и механические контакты отражателей 8 протектора 7 с внутренним каналом 2 эксплуатационной колонны 1, в зонах искривления эксплуатационной колонны 1 в скважине, особенно у наклонно направленных или горизонтальных скважинах.
Для исключения смещения или вращения протектора 7 с токопроводящими элементами силового кабеля 3 относительно наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы 4 упругие разрезные зубчатые кольца 13 имеют разнонаправленные вершины 14, 15, выполненные на наружных и внутренних поверхностях, что обеспечивает постоянное положение элементов силового кабеля 3, размещенного в гнезде 10 протектора 7 при спуске в скважину или подъеме из скважины подвески насосно-компрессорных труб относительно наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы 4 (фиг.3, 4).
При этом разнонаправленные вершины 14, 15 упругих разрезных зубчатых колец выполнены заостренными и их твердость больше или равна твердости поверхности насосно-компрессорных труб.
В процессе подъема из скважины подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, с токопроводящими элементами силового кабеля 3, для демонтажа протектора 7 необходимо вывинтить стопорные винты 11, удалить токопроводящие элементы силового кабеля 3 из гнезда 10, снять протектор 7 с наружной поверхности 9 насосно-компрессорной трубы 4.
Предложенное новое техническое решение протектора для защиты токопроводящих элементов силового кабеля от механических повреждений, в процессе их движений в канале эксплуатационной колонны при спуске в скважину или подъеме из скважины подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом отличается от известных технических решений новизной, технологично в изготовлении, удобно при монтаже и демонтаже на устье скважины, надежно при эксплуатации, конкурентоспособно и его использование в производстве обеспечит положительный технико-экономический эффект, особенно в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.