ПРОТЕКТОР ПРУЖИННЫЙ

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована для крепления токопроводящего кабеля к колонне труб в скважине.
Известные из уровня техники устройства чаще всего представляют собой удлиненный корпус, имеющий возможность установки в обхват насосно-компрессорных труб, как минимум две скобы, расположенные вдоль корпуса, соединенные с ним шарнирно и узлы фиксации скоб в закрытом положении (патент РФ №12432, 1999 г., №16012, 2000 г., №30382, 2003 г., №34616, 2003 г. №34960, 2003 г., №35650, 2004 г., 52418, 2006 г., №69911, 2007 г. №70294, 2007 г.).
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб (патент РФ №44139 от 13.09.2004 г.). Известное устройство для крепления токопроводящего кабеля к колонне насосно-компрессорных труб содержит удлиненный корпус с продольным углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны, выполненные с возможностью обхватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, две зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими трубы, каждая скоба снабжена пружинным элементом, расположенным с возможностью поджатая труб к корпусу, части корпуса имеют фиксирующие выступы, а в скобах выполнены соответствующие выступам фиксирующие пазы. Корпус выполнен из стали «марки 20», оси шарнирных соединений - из прутка нержавеющей стали, зажимные скобы - из стали «марки 65Г». По меньшей мере, на одном конце продольного желоба выполнена поперечная ступенька для фиксации кабеля за счет сил трения от прижатия его к соединительным трубам и исключения углового перегиба.
Известная полезная модель при простоте конструкции и применении оптимального соотношения свойств материала корпуса, зажимных скоб и деталей шарнирных соединений позволяет снизить себестоимость изделия в целом, быстро устанавливать и снимать устройство с колонны труб, а также за счет наличия поперечной ступеньки происходит надежная фиксация кабеля.
Однако известное устройство, как и другие аналоги, предназначено для узкого диапазона толщины кабелей порядка 3,5…4 мм. Одно из «Единых технических требований … к оборудованию для добычи нефти» является фиксация погружного кабеля в диапазоне толщин 11,5…17 мм от осевого перемещения при усилии равном двукратной массе погружного кабеля длинной 10 м (20-30 кг). Кроме того, внешние диаметры муфты и трубы имеют допуски (до ±1 мм). При минимально возможных диаметрах трубы, муфты и кабеля толщиной 12 мм имеются зазоры между ними и элементами протектора. В этом случае устройство работает не корректно - пружины зажимных скоб не выполняют своего функционального назначения, так как пружина полностью разжата и надежной фиксации кабеля нет. Для обеспечения надежной фиксации кабеля разной толщины требуются разные варианты исполнения элементов конструкции, толщина которых определяется опытным путем. Данная конструкция трудно поддается расчетам и требуется частая доработка оснастки, постоянная корректировка конструкторской документации под каждый конкретный заказ. Это приводит к излишне большой номенклатуре протекторов, что в свою очередь усложняет как изготовление, так и применение данных изделий.
Заявляемое устройство позволяет устранить указанные недостатки, путем унификации конструкции, сохраняя при этом надежное крепление электрического кабеля, исключающего его повреждение в процессе эксплуатации.
Заявляемое устройство содержит корпус, который в рабочем положении охватывает приблизительно половину длины окружности трубы на участке крепления устройства. То есть поперечное сечение корпуса имеет в целом дугообразную форму. Завершают охват трубы в рабочем положении скобы-пружины, крепящиеся к корпусу шарнирным соединением. На корпусе имеются фиксирующие выступы, а в скобе-пружине выполнены соответствующие выступам фиксирующие отверстия. С внутренней стороны, как правило, в средней части корпуса, выполнен продольный желоб для укладки кабеля. Корпус устройства наиболее оптимально изготавливать цельнотянутым. Упомянутые части корпуса выполнены с защитными экранами, расположенными по краям средней части корпуса с возможностью частичного охватывания муфт и выступающими в поперечном направлении за пределы поперечных размеров шарнирных соединений, участков фиксации скобы-пружины и частей корпуса.
Каждая скоба-пружина, как правило, снабжена пружинным элементом. Пружинный элемент состоит, по меньшей мере из двух навстречу направленных язычков, отогнутых по дуге внутрь корпуса.
На каждом конце продольного желоба выполнены поперечные ступени, которые обеспечивают надежную фиксацию кабеля. Зажатие кабеля происходит только в крайних точках корпуса между трубой и поперечными ступенями, а в зоне муфты остается свободным, что исключает влияние допусков размеров муфты на усилие фиксации кабеля и усилие закрывания скоб-пружин. Скругленная форма ступеней делает невозможность возникновения перегибов кабеля и, как следствие, исключает его повреждение в процессе эксплуатации.
Технический результат заключается в том, что в части продольного желоба около поперечных ступеней выполнены, по меньшей мере, два прямоугольных отверстия для установки съемных скоб по краям корпуса протектора. Скобы изготовлены из пружинной стали «марки 65Г». Для установки скобы заводятся за край корпуса и проталкиваются вперед до попадания выступа скоб в отверстие корпуса. Зажатие кабеля происходит между трубой и скобами протектора, а в зоне муфты кабель также остается свободным. Скобы выполняют роль прокладки между кабелем и корпусом и обеспечивают расширение диапазона применяемого кабеля, а также дают запас в надежности фиксации кабелей из-за влияния допусков как самого протектора, так и труб и самих кабелей. Демонтаж скоб производится в обратной последовательности. Применение скоб позволяет уменьшить номенклатуру выпускаемых протекторов и унифицировать товарную продукцию для потребителя.
Сущность полезной модели поясняется фигурами 1, 2, 3, 4.
На фигуре 1 - вид устройства сбоку без съемных скоб.
На фигуре 2 - вид устройства в разрезе без съемных скоб.
На фигуре 3 - вид устройства сбоку со съемными скобами.
На фигуре 4 - вид устройства в разрезе со съемными скобами.
Устройство для крепления кабеля к колонне труб и защиты его от механических повреждений (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) содержит корпус 1 с продольным желобом 2 для укладки кабеля, а также, по меньшей мере две скобы-пружины 3, которые шарнирными соединениями 4 скреплены частями 5 корпуса 1. Каждая скоба-пружина 3 снабжена пружинным элементом 6 в виде дугообразно отогнутых внутрь язычков. Каждый пружинный элемент может состоять из нескольких, например, двух встречно направленных язычков. Участки 5 корпуса 1 имеют фиксирующие выступы 7, а в скобах-пружинах выполнены соответствующие выступам фиксирующие пазы 8. На свободном конце каждой скобы-пружины 3 выполнен паз 9 для технологического ключа, а на части 5 корпуса 1 имеется встречное отверстие 10. В средней части корпуса 1 на уровне шарнирных соединений 4 в виде изогнутых пластин расположены защитные экраны 11, соединенные одной стороной с корпусом 1 и выступающие в поперечном направлении за пределы поперечных размеров шарнирных соединений 4 и участков фиксации скоб-пружин 3. Каждое шарнирное соединение 4 представляет собой ось 12, зафиксированную во втулках скобы-пружины 3 и втулках частей корпуса 1, расположенных по обе стороны от защитных экранов 11.
Продольный желоб 2 корпуса 1 имеет отогнутые внутрь поперечные ступени 13 (фиг. 1, фиг. 3), в нижней части корпуса 1 около поперечных ступеней 13 имеется отверстие 14, в которое, при необходимости, установлена стальная съемная скоба 15 (фиг. 3), представляющая собой изогнутую пластину с выступом с одной стороны и плотно примыкающую с внешней и внутренней стороны к поперечной ступеньке 13 корпуса 1.
Установку устройства на колонну труб и защиты его от механических повреждений производят следующим образом.
В продольный желоб корпуса 1 укладывают кабель. Затем устройство накладывают на муфту, соединяющую трубы в колонне и закрепляют скобой-пружиной 3 выше и ниже муфты. При этом зажатие кабеля происходит между трубой и корпусом протектора. Для применения кабелей более широкого диапазона предусмотрена установка скоб 15 по краям корпуса 1 протектора. Для установки скоба 15 заводится за край поперечной ступеньки 13 корпуса 1 протектора и проталкивается вперед до попадания выступа скобы 15 в отверстие 14 корпуса 1. Скоба 15 выполняет роль прокладки между кабелем и корпусом 1. При этом зажатие кабеля происходит между трубой и скобами протектора, а в зоне муфты кабель также остается свободным. Демонтаж скоб 15 производится в обратной последовательности.
Предлагаемые изменения позволяют добиться следующих преимуществ:
- Все делали предлагаемой полезной модели являются универсальными для всех толщин кабеля.
- Изменения в конструкции сводится в введению дополнительных отверстий в корпус, что не потребует дополнительных затрат на изготовление оснастки.
- Зажатие кабеля происходит между трубой и корпусом протектора, а в зоне муфты кабель остается свободным, что исключает влияние допусков размеров муфты на усилие фиксации кабеля и усилие закрывания скоб-пружин.
- Применение съемных скоб позволяет расширить диапазон применяемого кабеля, а также дает запас в надежности фиксации кабелей из-за влияния допусков как самого протектора, так и труб и самих кабелей.
- С применением съемных скоб номенклатура протекторов существенно сокращается, позволяя унифицировать товарную продукцию для потребителя.
- Вновь вводимая новая деталь, несложная в изготовлении, легко устанавливается и снимается потребителем, а также при желании потребителя может не поставляться или дозаказываться.