КОЖУХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В СКВАЖИНЕ

Заявляемая полезная модель «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» относится к горной промышленности, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и предназначена для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спуска подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус и паз для размещения силового кабеля, отражатели для взаимодействия с внутренними каналами эксплуатационных колонн, упомянутый корпус выполнен замкнутым в виде серьги с утолщенной частью и каналом для обхвата насосно-компрессорной трубы, при этом в утолщенной части выполнено гнездо и расположен паз, выполненный открытым для ввода под углом ###U940 к оси паза силового кабеля и его фиксации при свинчивании трубы с муфтой на устье скважины, причем ширина открытого паза меньше ширины силового кабеля, а поверхности гнезда, захватывающие силовой кабель, выполнены с возможностью прижатия кабеля к поверхности насосно-компрессорных труб, причем на торце корпуса протектора соосно с осью канала выполнена
обточка для взаимодействия с внутренним диаметром расточки в муфте и с наружным диаметром сбега конической резьбы насосно-компрессорной трубы для крепления протектора на подвеске насосно-компрессорных труб и одновременной герметизации резьбового соединения при свинчивании муфты и трубы (см. патент на изобретение РФ №2250345, опубликовано 2005.04.20, МПК Е21В 17/10).
Недостатком известного протектора для защиты силового кабеля в скважине являются сложность в изготовлении, а также низкая надежность, неудобства при монтаже и демонтаже и высокая себестоимость.
Данный недостаток обусловлен сложностью конструкции и неудобствами при монтаже и демонтаже протектора, вызывающие дополнительные напряжения, влияющие на его надежность и долговечность.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус, выполненный в виде скобы с внутренними размерами под силовой кабель и установленный на муфте насосно-компрессорной трубы через установочное кольцо, при этом на ребрах корпуса выполнены открытые пазы с боковыми поверхностями для взаимодействия с нижним торцом муфты, а с противоположной стороны в открытых пазухах установлены фиксаторы для соединения корпуса протектора с установочным кольцом, проходящие через
отверстия установочного кольца для взаимодействия с верхним торцом муфты, причем центральный канал в установочном кольце выполнен с эксцентриситетом и с размером под наружный диаметр насосно-компрессорной трубы для фиксации корпуса протектора на муфте при свинчивании упомянутых насосно-компрессорной трубы и муфты в скважине (см. патент на изобретение №2249668, опубликовано 2005.04.20, МПК Е21В 17/10).
Недостатком известного устройства являются недолговечность, низкие эксплуатационные качества, сложность изготовления и неудобства при монтаже и демонтаже протектора, возможная опасность нарушения целостности кабеля на сгибах, а также большая металлоемкость.
Данный недостаток обусловлен тем, что выполнение в виде скобы не обеспечивает достаточной прочности протектора, кроме того, нижняя, контактирующая с силовым кабелем часть не исключает перегиба последнего, что может привести к нарушению его целостности на сгибах.
Известен также принятый за прототип протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий выполненный с кабельным каналом корпус, установленный на муфтовом соединении насосно-компрессорной трубы через установочное кольцо, на ребрах корпуса выполнены открытые пазы для взаимодействия с нижним торцом муфтового соединения и открытые пазы, в которых установлены
1
2
фиксаторы, причем центральный канал в установочном кольце выполнен с размером под наружный диаметр насосно-компрессорной трубы для фиксации корпуса протектора на муфтовом соединении при свинчивании упомянутых насосно-компрессорной трубы и муфтового соединения, причем, корпус выполнен литым с двусторонними обтекающими элементами и с двумя, расположенными в верхней части корпуса, выше и ниже муфтового соединения насосно-компрессорных труб, зажимными полухомутами, которые шарнирно закреплены на корпусе, с упомянутыми фиксаторами, причем ребра корпуса, в своей верхней части выполнены с трапециидальными приливами, а внутренняя нижняя часть корпуса, контактирующая с кабельным каналом, выполнена в виде лотка с наконечниками, обеспечивающими изгиб кабеля в четырех точках А, В, С, Е не более чем на / его толщины «d» при соотношении R/S=4,8 до 5.2, где R - радиус изгиба кабеля, S - толщина кабеля, причем, каждый фиксатор выполнен в виде шарнирно установленного стяжного устройства, состоящего из откидных болтов с самозапирающимися гайками, а открытые пазы для фиксаторов выполнены в виде литейных «карманов» для защиты элементов стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций, причем, зажимные полухомуты выполнены в своей верхней части с открытыми пазами
(см. патент на полезную модель №59692, опубликовано 2006.12.27, МПК Е21В 17/10).
Недостатком известного устройства является сложность изготовления.
1
2
Данный недостаток обусловлен жесткими требованиями к изгибу кабеля в четырех точках А, В, С, Е не более чем на / его толщины «d» при соотношении R/S=4,8 до 5.2, где R - радиус изгиба кабеля, S - толщина кабеля, что не всегда выдерживается, а также наличием дополнительных наконечников на внутренней части лотка.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение сложности изготовления при исключении, опасности нарушения целостности кабеля на сгибах, и при одновременном сохранении надежности прочности, долговечности и эксплуатационных качеств.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном кожухе для защиты силового кабеля в скважине, содержащем корпус, выполненный с кабельным каналом и с открытыми пазами, согласно полезной модели, что корпус выполнен литым с возможностью частичного обхвата проходящей по нему колонны насосно-компрессорных труб с муфтовым соединением и оснащен, по меньшей мере, двумя ребрами, выполненными с приливами и, по меньшей мере, двумя, выполненными с
фиксаторами зажимными полухомутами, шарнирно установленными на корпусе с возможностью расположения между ними упомянутого муфтового соединения колонны насосно-компрессорных труб, проходящей по корпусу, при этом внутренняя часть корпуса, являющаяся кабельным каналом, выполнена в виде лотка, а на внешней боковой части корпуса, напротив шарнирных соединений зажимных полухомутов с корпусом, выполнены литейные карманы, а корпус выполнен в виде рассеченного цилиндрообразного тела плоскостью параллельной плоскости, проходящей по оси симметрии, внутренняя часть корпуса выполнена в виде лотка с плавными наклонами на концах, обеспечивающими изгиб кабеля, каждый фиксатор представляет собой стяжное устройство в виде шарнирно установленного откидного болта с гайками, которые выполнены самозапирающимися, зажимные полухомуты выполнены в своей верхней части с прорезями в виде окон, а литейные карманы выполнены в виде закрытых пазов для защиты элементов стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций, при этом открытые пазы имеют прямоугольную форму.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа, в конструкции заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине», выполнение корпуса литым в виде рассеченного цилиндрообразного тела плоскостью параллельной плоскости, проходящей по оси симметрии, при одновременном выполнении литейных карманов, которые выполнены в виде закрытых пазов, защищают элементы стяжных устройств (фиксаторов) от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций, что повышает надежность и долговечность кожуха, снижают сложность его изготовления, при этом одновременно увеличивается долговечность и эксплуатационные качества. При этом выполнение внутренней части корпуса, являющейся кабельным каналом, в виде лотка с плавными наклонами на концах, обеспечивает плавный изгиб кабеля, исключая опасность нарушения целостности кабеля на сгибах и одновременно сохраняя его надежность, прочность и долговечность, повышая эксплуатационные и технические качества заявляемого кожуха в целом и одновременно упрощая его, снижая себестоимость. Расположение на литом корпусе, по меньшей мере, двух шарнирно закрепленных зажимных полухомутов, которые выполнены в своей верхней части с прорезями в виде окон, и которые оснащены фиксаторами, в виде стяжных устройств, элементы которых, как упоминалось выше, защищены от механических повреждений литейными «карманами», позволяет не только защитить элементы
стяжных устройств при проведении спускоподъемных операций, а также позволяет четко фиксировать кабель относительно муфтового соединения и одновременно снижает не только вес протектора, за счет открытых пазов, окон и литейных карманов в корпусе кожуха, но, в целом, значительно снижает вес колонны НКТ, поскольку кожух для силового кабеля должен устанавливаться на каждое муфтовое соединение НКТ. Выполнение ребер корпуса, в своей верхней части с приливами, а внутренней нижней части корпуса, контактирующей с кабельным каналом, в виде лотка, концы которого выполнены с плавным наклоном, обеспечивающими изгиб кабеля, дает возможность обеспечить надежное сцепление кожуха с насосно-компрессорными трубами, повышая тем самым безопасность кабеля и исключая опасность нарушения целостности кабеля на сгибах, что в целом повышает его надежность и долговечность. Выполнение фиксатора в виде стяжного устройства, состоящего из откидных болтов с гайками, например самозапирающимися, исключает самопроизвольное открывание фиксатора, тем самым, определяя высокие эксплуатационные качества заявляемого кожуха для защиты силового кабеля в скважине.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в
скважине», позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» соответствует критерию «новизна», согласно действующему законодательству.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине», может быть многократно использована в производстве и применении аналогичных кожухов для защиты силового кабеля в скважине с получением технического результата, заключающегося в снижении сложности изготовления, металлоемкости и опасности нарушения целостности кабеля на сгибах, а также повышении удобств при монтаже и демонтаже кабеля и повышении технических и эксплуатационных качеств заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине», что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг.1 схематично изображен предлагаемый кожух для защиты силового кабеля в скважине;
- на фиг.2 - то же, вид сверху;
- на фиг.3 - разрез фиг.2 по А-А;
-на фиг.4 - разрез фиг.3 по Б-Б;
-на фиг.5 - разрез фиг.3 по В-В;
-на фиг.6 - разрез фиг.2 по Г-Г;
- на фиг.7 - вид кожуха в скважине в оксанометрии в ракурсе ¾ с четвертным вырезом;
- на фиг.8 фото - кожух с силовым кабелем в скважине.
Кожух для защиты силового кабеля 1 в скважине 2 состоит из выполненного литым корпуса 3, внутренняя часть 4 которого выполнена в виде прямоугольного лотка 5, являющегося кабельным каналом. Корпус 3 кожуха имеет два открытых паза 6, имеющих прямоугольную форму, образованных двумя ребрами 7, каждое из которых содержит два прилива 8 и 9, повышающих надежность конструкции кожуха в целом. Корпус 3 кожуха представляет собой цилиндрообразное тело, рассеченное плоскостью по оси симметрии, что обеспечивает возможность частичного обхвата проходящей по нему колонны насосно-компрессорных труб 10 с муфтовым
соединением 11. На корпусе 3 установлены выполненные с фиксаторами 12 зажимные полухомуты 13, которые закреплены посредством шарнира 14 на корпусе 3 и установлены на корпусе 3 с возможностью расположения между ними упомянутого муфтового соединения 11 колонны насосно-компрессорных труб 10, проходящей по корпусу 3. Внутренняя часть корпуса 3 выполнена в виде прямоугольного лотка 5 с плавным наклоном 15, от концов 16 лотка 5 к его центру 17, обеспечивающим плавный изгиб расположенного в лотке 5 кабеля 1. На внешней боковой части 18 корпуса 3, выполненного в виде рассеченного по оси симметрии цилиндрообразного тела плоскостью, параллельной плоскости, проходящей по оси симметрии Х-Х, напротив шарниров 14, диаметрально противоположно им, расположены литейные карманы 19. Каждый фиксатор 12 представляет собой стяжное устройство в виде шарнирно установленного откидного болта 20 с гайками 21, которые выполнены самозапирающимися. Зажимные полухомуты 13 выполнены в своей верхней части 22 с прорезями 23 в виде окон. Литейные карманы 19 выполнены в виде закрытых пазов для защиты элементов стяжных устройств (фиксаторов 12) от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций.
Установку каждого кожуха на опускаемой вертикально в скважину 2 колонне насосно-компрессорных труб 10 проводят так,
чтобы зажимные полухомуты 13 располагались выше и ниже муфтового соединения 11 насосно-компрессорных труб 10.
Использование настоящей полезной модели «Кожух для защиты силового кабеля в скважине» позволит исключить опасности нарушения целостности кабеля на сгибах, а также снизить его вес, сложность изготовления, повысить удобство при монтаже и демонтаже кабеля и надежность сцепления кожуха с насосно-компрессорными трубами, что, в целом, повышает ее эксплуатационные и технические качества.