МУФТА КАБЕЛЬНОГО ВВОДА ДЛЯ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, в частности к концевым соединителям для кабелей, находящихся в жидкой среде, и может быть использована в конструкциях вводов напряжения для погружных электродвигателей.
Известна муфта кабельного ввода для установки погружного центробежного насоса (см. Международный транслятор установки погружных центробежных насосов для добычи нефти, М.: "Нефть и газ", 1999, С.410-412), содержащая закрепленный на кабеле корпус, в отверстии которого расположены концы изолированных проводов кабеля со штепсельными наконечниками. В отверстии корпуса закреплен уплотнительный элемент. Первая торцевая поверхность уплотнительного элемента прижата к упорному элементу корпуса, а ко второй торцевой поверхности уплотнительного элемента прижата нажимная шайба, выполненная с отверстиями, через которые проходят провода кабеля. К противоположной торцевой поверхности нажимной шайбы прижато резьбовое кольцо, установленное на резьбе, выполненной в отверстии корпуса.
Недостатком указанного аналога является возможность проникновения жидкости в промежуток между токоведущей жилой и изоляцией провода. Жидкость вызывает коррозию токоведущих жил, так как обрез изоляции провода выходит за пределы корпуса муфты и негерметизирован.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков (прототипом) является муфта кабельного ввода для установки погружного центробежного насоса (RU №2215351 С2, 17.10.2001, МПК Н02G 15/02, Н02G 15/22), содержащая закрепленный на конце кабеля корпус, в сквозном отверстии которого расположены концы изолированных проводов кабеля и закреплен уплотнительный элемент. Первая торцевая поверхность уплотнительного элемента прижата к упорному элементу корпуса муфты, а ко второй торцевой поверхности уплотнительного элемента прижата первая торцевая поверхность защитной шайбы, выполненной с отверстиями, через которые проходят части проводов кабеля. Ко второй торцевой поверхности защитной шайбы прижата нажимная шайба. Ко второй торцевой поверхности нажимной шайбы прижато резьбовое кольцо.
Осевые смещения жил кабеля, нарушающие герметичность муфты, обусловленные циклическими изменениями температуры, снижают надежность муфты, так как в возникшие зазоры проникает вещество внешней среды (вода, нефть и пр.), что вызывает снижение пробивного напряжения по поверхности изоляции.
Недостатком известных устройств является то, что габарит электродвигателя увеличивается засчет радиального габарита муфты, поскольку корпус муфты выполнен округлой формы. Это обуславливает выход диаметра муфты за габарит электродвигателя, с которым она используется, и не позволяет использовать электродвигатель в минимальном габарите эксплуатационной колонны, особенно в изогнутых и наклонных скважинах.
Технической задачей полезной модели является уменьшение радиального габарита муфты и повышение надежности и безопасности за счет исключения проникновения жидкости по жилам токопроводящих проводов и коррозии токоведущих жил.
Данная задача решается тем, что муфта кабельного ввода для погружного электродвигателя содержит закрепленный на конце кабеля корпус, в сквозном отверстии которого расположены концы изолированных проводов кабеля, каждый провод соединен с наконечником, в упомянутом отверстии корпуса установлен уплотнительный элемент, первая торцевая поверхность уплотнительного элемента прижата к упорной шайбе, ко второй торцевой поверхности уплотнительного элемента прижата первая торцевая поверхность защитной шайбы, причем корпус имеет цилиндрическую часть, снабженную плоским основанием для крепления к электродвигателю, и верхнюю часть, имеющую форму усеченного конуса, в соответствии с полезной моделью, цилиндрическая и верхняя части корпуса муфты в основании имеют овальную форму, а ко второй торцевой поверхности защитной шайбы прижато пружинное запорное кольцо, установленное во внутренней поверхности корпуса.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели, упорная шайба выполнена металлической, а защитная шайба выполнена из полимерного материала.
Пружинное запорное кольцо, используемое для фиксации уплотнительного элемента, предохраняет от самоотвинчивания резьбовое соединение защитной шайбы с уплотнительным элементом.
Выполнение оснований цилиндрической и верхней частей корпуса муфты овальной формы позволяет уменьшить радиальный диаметр муфты кабельного ввода погружного электродвигателя и, таким образом, не увеличивать размер диаметра электродвигателя.
Устройство поясняется чертежами, фотографиями, где
на фиг.1 изображена известная муфта кабельного ввода с электродвигателем. Общий вид;
на фиг.2 представлена предлагаемая муфта кабельного ввода с электродвигателем. Общий вид;
на фиг.3 изображен продольный разрез муфты кабельного ввода; на фиг.4 изображена муфта кабельного ввода (вид сбоку);
на фиг.5 представлена фотография корпуса муфты кабельного ввода;
на фиг.6 представлена фотография уплотнительного элемента, упорной и защитной шайб муфты кабельного ввода.
Известная конструкция кабельной муфты погружного электродвигателя не позволяет изготавливать электродвигатели в минимальном габарите, поскольку муфта выходит за радиальные размеры электродвигателя, увеличивая таким образом радиальный габарит электродвигателя (см фиг.1), что создает проблемы при спуске погружного оборудования в скважных с малым диаметром обсадной колоны, особенно в изогнутых и наклонных скважинах. Предлагаемая конструкция муфты кабельного ввода электродвигателя (фиг.2) позволяет изготовить электродвигатель с минимальным габаритом.
Муфта кабельного ввода для погружного электродвигателя содержит корпус 1, закрепленный на токопроводящем конце кабеля 2. В сквозном отверстии корпуса 1 расположены концы изолированных проводов 3 (см. фиг.3, показан один) кабеля 2, каждый провод 3 соединен с наконечником 4 и выведен на колодку штепсельных наконечников. В сквозном отверстии корпуса 1 установлен уплотнительный элемент 5, служащий для герметизации от пластовой жидкости. Первая торцевая поверхность уплотнительного элемента 5 прижата к упорной шайбе 6, ко второй торцевой поверхности уплотнительного элемента 5 прижата первая торцевая поверхность защитной шайбы 7. Корпус 1 имеет цилиндрическую часть Б, снабженную плоским основанием В для крепления к электродвигателю, и верхнюю часть Г, имеющую форму усеченного конуса, цилиндрическая Б и верхняя часть В корпуса 1 муфты в основании имеют овальную форму (см. фиг.5).
Ко второй торцевой поверхности уплотнительного элемента 5 прижато пружинное запорное кольцо 8, установленное во внутренней поверхности корпуса 1.
Упорная шайба 6 выполнена металлической, защитная шайба 7 выполнена из полимерного материала (см. фиг.6).
При установке муфты кабельного ввода на кабель 2 к пружинному запорному кольцу 8 с помощью специальной оснастки прикладывают усилие в осевом направлении, позволяющее упруго деформировать уплотнительный элемент 5, в результате чего он прижимается к внутренним стенкам корпуса 1 и обжимает расположенные в отверстиях уплотнительного элемента 5 провода 3, что обеспечивает герметичность соединения кабеля 2 и муфты. Затем первую торцевую поверхность уплотнительного элемента 5 фиксируют с помощью упорной шайбы 6, а со стороны второй торцевой поверхности уплотнительного элемента 5 к нему прижимают защитную шайбу 7. Положение защитной шайбы 7 фиксируется пружинным запорным кольцом 8 под определенным осевым усилием к корпусу 1 муфты кабельного ввода.
Муфты серийно выпускаемых электродвигателей габарита 96 мм выходят за габарит и составляет 105 мм, что создает сложности при спуске погружного оборудования в проблемных скважных с малым диаметром обсадной колонны. Предлагаемая конструкция муфты электродвигателя позволила изготовить электродвигатели с максимальным габаритом 96 мм. Муфта кабельного ввода прошла стендовые испытания в составе погружных электродвигателей в габарите 96 мм. Результатами испытаний подтверждена герметичность стыковки кабельного удлинителя через муфту кабельного ввода с электродвигателем при использовании пружинного запорного кольца.
Таким образом, в предлагаемой конструкции с целью ее применения в скважинах с ограниченным диаметральным габаритом снижен диаметр за счет того, что цилиндрическая и верхняя части корпуса муфты в основании имеют овальную форму. Обеспечено герметичное соединение проводов кабеля-удлинителя со штепсельными наконечниками за счет использования пружинного запорного кольца для фиксации защитной шайбы муфты кабельного ввода.