УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ НА ПОВЕРХНОСТИ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к области нефтегазодобычи и может быть использована для защиты кабелей, размещенных в скважине, как от механических повреждений в процессе спуско-подъемных операций насосно-компрессорных труб с кабелем, так и для исключения взаимного соприкосновения греющего и погружного кабелей, используемых в процессе эксплуатации.
Известно устройство для защиты силового кабеля в скважине (Патент РФ на полезную модель №49087, кл. Е21В 17/10, 2000 г.), содержащее корпус с продольным пазом для укладки кабеля, верхний и нижний эксцентрики, шарнирно прикрепленные соответственно к верхней и нижней частям корпуса, верхнюю и нижнюю зажимные скобы, шарнирно прикрепленные к эксцентрикам и имеющие фиксирующие пазы, с помощью которых скобы фиксируются на выступах, выполненных в корпусе, при этом в периферийной части продольного паза корпуса в районах, расположенных у торцев муфты, соединяющей трубы, в отверстиях, выполненных в стенках корпуса, образующих продольный паз, установлены упругие элементы, имеющие начальный прогиб в сторону муфты.
Недостатком указанного известного устройства является сложность конструкции, а кроме того, не исключена опасность аварий, связанных с ослаблением крепления известного устройства в скважине при спуско-подъемных операциях, что может повлечь за собой падение устройства в лифт скважины.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности является устройство защиты силового кабеля в скважине по патенту РФ на полезную модель №57337, кл. Е21В 17/10, от 2006 г., выполненное из соосно расположенных и жестко связанных между собой втулки и скобы, внутренний диаметр которых равен внутреннему диаметру насосно-компрессорных труб, а расстояние между которыми равно длине муфты, при этом жесткая связь втулки и скобы выполнена не менее, чем двумя параллельными направляющими пластинами со скосами на торцах, образующими вдоль поверхности муфты пазы для проводки силового кабеля. Известное устройство имеет простую конструкцию и направлено на защиту кабеля при спуско-подъемных операциях, вследствие обеспечения гарантированного зазора между поверхностью кабеля и эксплуатационной колонной.
Однако указанное известное устройство имеет ряд недостатков, а именно:
- не обеспечит возможность его установки на НКТ, вследствие того, что диаметр корпуса из втулки и скобы равен внутреннему диаметру НКТ, в то время как это устройство должно быть размещено на поверхности НКТ, что возможно только при диаметре корпуса, равным или несколько большим наружному диаметру НКТ, т.е. заведомо известное устройство не обеспечит реализацию его назначения;
- кроме того, известное устройство является достаточно металлоемким вследствие дополнительного элемента - скобы;
- вместе с этим указанное устройство рекомендуется размещать только на муфте, что при определенных условиях может не обеспечить защиту кабеля, а именно, сростков кабельной линии, если этот сросток будет находиться между муфтами;
- при наличии двух кабелей в скважине, например, греющего и силового, могут возникнуть проблемы, связанные с касанием этих кабелей между собой и перегревом силового кабеля.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью заключается в обеспечении гарантированной защиты, по меньшей мере, двух кабелей, одновременно размещенных в скважине, как от механических повреждений в процессе спуско-подъемных операций, так и от их взаимного соприкосновения, которое может привести к замыканию или перегреву силового кабеля, что может послужить причиной аварии. Еще одним техническим результатом является снижение металлоемкости конструкции и возможность защиты сростков кабелей, если этот сросток будет находиться между муфтами НКТ.
Указанный технический результат обеспечивается предлагаемым устройством для крепления кабеля на поверхности насосно-компрессорных труб, включающим корпус, выполненный в виде втулки, на наружной поверхности которой выполнены пазы для укладки кабеля в виде не менее четырех продольных направляющих пластин со скосами на торцах, при этом новым является то, что внутренний диаметр втулки выполнен не менее наружного диаметра насосно-компрессорных труб, а направляющие пластины при этом сгруппированы попарно и каждая пара разнесена друг относительно друга по окружности втулки в поперечном направлении, причем каждая из направляющих пластин одной концевой частью жестко соединена с втулкой, а второй концевой частью жестко соединена с попарной ей пластиной в паре посредством соединительной дугообразной перемычки, с образованием при этом свободного пространства между соседними пластинами в разных парах, при этом часть втулки между попарными пластинами и дугообразные перемычки между ними снабжены продольными выступами, выступающими за пределы торцев указанных пластин и повторяющими геометрию втулки на этом участке или геометрию дугообразной перемычки соответственно.
Расстояние между внутренними поверхностями противоположно установленных между попарными пластинами дугообразных перемычек выполнено не менее наружного диаметра муфт насосно-компрессорных труб.
Расстояние между втулкой и дугообразной перемычкой выполнено больше или меньше длины муфты, соединяющей насосно-компрессорные трубы.
Указанный технический результат достигается за счет следующего.
Благодаря тому, что внутренний диаметр втулки - корпуса устройства, выполнен не менее наружного диаметра насосно-компрессорных труб, обеспечивается простота монтажа этого устройства на поверхности насосно-компрессорных труб и гарантия реализации его назначения.
Благодаря тому, что на наружной поверхности корпуса - втулки, выполнены пазы для укладки кабеля в виде не менее четырех продольных направляющих пластин, и при этом указанные направляющие пластины сгруппированы попарно с разнесением каждой пары друг относительно друга по окружности втулки в поперечном направлении, обеспечивается создание индивидуальных пазов для каждого кабеля, спускаемого в скважину, и тем самым исключается их соприкосновение друг с другом. А это обеспечит защиту кабелей от механических повреждений в процессе спуско-подъемных операций и предохранит их от взаимного соприкосновения, что исключит аварийную ситуацию вследствие замыкания кабелей или перегрева силового кабеля.
Выполнение соединения направляющих пластин одной концевой частью с втулкой, а второй концевой частью соединение с попарной ей пластиной в паре посредством соединительной дугообразной перемычки, с образованием при этом свободного пространства между соседними
пластинами в разных парах, обеспечивает снижение металлоемкости предлагаемого устройства.
Благодаря тому, что часть втулки между попарными пластинами и дугообразные перемычки между ними снабжены продольными выступами, выступающими за пределы торцев указанных пластин (иными словами, площадками, расположенными выше и ниже продольных направляющих пластин), и повторяющими геометрию втулки на этом участке или геометрию дугообразной перемычки соответственно возможна фиксация устройства на любом участке НКТ как в зоне муфт, так и на теле НКТ, что позволит обеспечить защиту даже сростков кабелей, размещенных не на муфте, а на теле НКТ.
Выполнение расстояния между внутренними поверхностями противоположно установленных между попарными пластинами дугообразных перемычек не менее наружного муфт диаметра насосно-компрессорных труб позволяет упростить монтаж устройства на поверхности НКТ, как непосредственно на муфтах, так и на участках НКТ между муфтами.
Благодаря тому, что расстояние между втулкой и дугообразной перемычкой может быть выполнено произвольным и не быть привязано к длине муфты, соединяющей насосно-компрессорные трубы, появляется возможность производить монтаж заявляемого устройства на любом участке лифта скважины.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство в продольном разрезе, на фиг.2 - вид сверху.
Заявляемое устройство для крепления кабеля на поверхности насосно-компрессорных труб в скважине состоит из корпуса, выполненного в виде втулки 1. При этом внутренний диаметр втулки 1 выполнен не меньше, в преимущественном варианте, равным наружному
6 диаметру НКТ (на чертеже не показаны). На наружной поверхности 2 втулки 1 выполнены пазы 3 для укладки кабеля в виде не менее четырех продольных направляющих пластин 4, 5, 6 и 7 со скосами 8 на торцах. Направляющие пластины сгруппированы попарно, а именно: первая пара: пластины 4 и 5, вторая пара: пластины 6 и 7, и каждая пара разнесена друг относительно друга по окружности втулки 1 в поперечном направлении на расстояние 9. Каждая из направляющих пластин 4, 5, 6 и 7 одной концевой частью 10 (для пластины 4) жестко соединена с втулкой 1, а второй концевой частью 11 (для пластины 4) жестко соединена с попарной ей пластиной 5 в паре посредством соединительной дугообразной перемычки 12. При этом между соседними пластинами в разных парах, например, между пластиной 4 и пластиной 7, остается свободное пространство 13. Часть втулки между попарными пластинами 4, 5 и 6, 7 и дугообразные перемычки 12 между ними снабжены продольными выступами 14 (площадками, расположенными выше и ниже продольных направляющих пластин для дополнительной фиксации), выступающими за пределы торцев указанных пластин, и повторяющими геометрию втулки на этом участке или геометрию дугообразной перемычки соответственно.
Причем, расстояние между внутренними поверхностями дугообразных перемычек 12 выполнено не менее наружного диаметра муфт насосно-компрессорных труб с возможностью размещения муфты между ними.
Расстояние между втулкой 1 и дугообразной перемычкой 12 в предлагаемом устройстве может быть выполнено различным, в зависимости от предназначения: если крепление на муфте НКТ, то не менее длины муфты; а если между муфтами - то произвольное.
Установку предлагаемого устройства на скважине производится следующим образом.
На дневной поверхности производят монтаж лифтовой колонны, для чего посредством соединительных муфт свинчивают насосно-
компрессорные трубы. Перед свинчиванием втулку 1 с направляющими пластинами 4, 5, 6 и 7 и с дугообразными перемычками 12 заводят на тело каждой трубы. В соответствующие пазы прокладывают силовой и греющий кабели. Конструкцию дополнительно крепят к НКТ, например, посредством «клямс» (гибкого металлического пояса).
Следует указать, что предлагаемое устройство может быть установлено и непосредственно на муфту НКТ. Скомпонованную колонну лифтовых труб НКТ с погружным электроцентробежным насосом, силовым кабелем, греющим кабелем и предлагаемым устройством для крепления кабелей спускают в скважину на глубину, определяемую свинчиванием очередной насосно-компрессорной трубой над устьем скважины. При спуске оба кабеля защищены от механических повреждений, а кроме того - и от соприкосновения друг с другом. В процессе спуска колонны в скважину заявляемое устройство защищает кабели и от продольного перемещения (т.е. исключаются деформационные нагрузки) и от проворота кабелей (т.е. исключается соприкосновение кабелей друг с другом).
Предлагаемое устройство было испытано на 2 скважинах Пермского Прикамья глубиной 1900 и 1500 м, в которых были установлены греющий кабель мощностью 50 кВт и 30 кВт соответственно, и погружной кабель для питания ЭЦН. Скважины работали в течение 180 суток, аварийных ситуаций не наблюдалось. Таким образом, промысловые испытания показали высокую надежность предлагаемого устройства.