ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована для защиты электрического кабеля от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб (НКТ) с установкой электрооборудования в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
Известен протектор крепления кабеля к НКТ (патент RU № 166515, МПК E21B 17/00, опубл.27.01.2016), содержащий корпус, выполненный как одно целое с кабельным каналом, и фиксирующие элементы, расположенные сверху и снизу корпуса, закрепляющие устройство на муфтовом соединении трубы, корпус выполнен в виде П-образного металлического профиля, вертикальные образующие которого разведены под углом в стороны и опираются на боковую поверхность трубы, на них выполнены вырезы под муфту, а высота кабельного канала по краям корпуса и напротив муфты равна размеру кабеля и увеличивается с двух сторон корпуса в сторону муфты, фиксирующие элементы выполнены в виде металлической ленты, проходящей через прямоугольные отверстия, выполненные в корпусе, длина выреза под муфту на вертикальных образующих профиля больше длины муфты, вертикальные образующие П-образного профиля разведены в стороны под углом от 5° до 15°, а края прямоугольных отверстий, через которые проходит металлическая лента крепления протектора на трубе, скруглены.
Недостатками известного устройства являются высокий профиль, выполненный из металла (стали), что влечет высокое трение о стенки эксплуатационной колонны скважины в процессе спуска-подъема НКТ и подверженность процессам коррозии. Кроме того, протектор не может применяться в скважинах с высокими температурами, а также продукция которых содержит агрессивные компоненты - сероводород и углекислый газ,   что приводит к ограничению эксплуатационных возможностей протектора.
Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине (патент RU  2627523, МПК Е21В 17/10, дата публ. 08.08.2012), взятый в качестве прототипа, содержащий корпус с продольным желобом для укладки кабеля и два хомута, в корпусе с двух сторон выполнены поперечные пазы, а боковые направляющие корпуса выполнены в виде радиусных ложе под размер насосно-компрессорной трубы, боковые направляющие усилены поперечными ребрами, расположенными по бокам поперечных пазов, хомуты выполнены в виде ленты, вставленной в поперечные пазы корпуса, и специальным приспособлением натянуты и зажаты в замок. Боковые направляющие в средней части корпуса вырезаны для образования поперечного паза, который ограничивает осевое смещение протектора относительно НКТ.
Известное устройство имеет следующие недостатки:
- сложность устройства в части выполнения поперечных пазов определенного размера для установки хомутов заданной ширины ленты, не позволяя использовать хомуты различной ширины ленты, что усложняет сборку устройства и ограничивает функциональные возможности протектора;
- низкая надежностьустройства, так какустановленныепо периметрупоперечные ребраперпендикулярно оси трубы, могут быть повреждены в процессе спуска-подъема  НКТ, что может привести к повреждению кабеля и отказу электрооборудования;
- выполнение поперечного паза, образованного вырезкой в средней части корпуса боковых направляющих, снижает прочность протектора, а именно уменьшает сопротивление протектора ударным нагрузкам в процессе спуска-подъема подвески НКТ, ведущим к деформации продольного желоба и повреждению силового кабеля, что снижает надежность устройства;
- протектор, изготовленный из металла, подвержен коррозии, не может применяться в скважинах с высокими температурами, а также продукция которых содержит агрессивные компоненты - сероводород и углекислый газ, что снижает его надежность и приводит к ограничению его эксплуатационных возможностей.
Задача полезной модели состоит в создании простого и надежного протектора для защиты электрического кабеля в скважине.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, состоит в повышении надежности устройства за счет его упрощения.
,
Технический результат достигается тем, что в протекторе для защиты электрического кабеля в скважине, содержащем корпус с продольным желобом для укладки кабеля, боковые направляющие корпуса, выполненные в виде радиусных ложе под размер насосно-компрессорной трубы, два зажимных хомута, выполненные в виде ленты, для закрепления корпуса на насосно-компрессорной трубе, согласнополезной моделина концах боковых направляющих корпуса выполнены поперечные пазы для предотвращения осевого перемещения относительно корпуса зажимных  хомутов, в средней части корпуса    выполнены радиальные пазы, облегающие муфту НКТ, протектор выполнен в виде единой сборки методом литья из ударопрочного полимерного материала.
Технический результат достигается также тем, что боковые части корпуса выполнены пологими с углами скоса не более 11 градусов.
Выполнение на концах боковых направляющих корпуса поперечных пазов предотвращает осевое перемещение зажимных хомутов относительно корпуса, повышая надежность закрепления корпуса протектора на НКТ.
Выполнение в средней части радиальных пазов, облегающих муфту  НКТ, позволяет повысить надежность закрепления протектора на НКТ, ограничивая осевое смещение протектора относительно неё.
Выполнение боковых частей корпуса протектора пологими с углами скоса не более 11 градусов, позволяет снизить ударные нагрузки (рикошет, отскок)при движении установки в канале ствола скважины, тем самым защищая электрический кабель от повреждений, что повышает надежность предложенного протектора.
В процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб   происходит биение НКТ о стенки обсадной колонны труб. Соударения  могут происходить, как с полостью обсадной трубы, так и со стыками между труб обсадной колонны. Трапециевидная, пологая форма протектора с углами скосов не более 11 градусов позволяет уменьшить силу рикошета, снизив тем самым количество соударений в процессе спуска-подъема НКТ, сохраняя целостность протектора и защищаемого кабеля, что было проверено опытным путем. Увеличение  углов скоса корпуса протектора более 11 градусов  может спровоцировать силу отскока протектора в горизонтальной плоскости, что приведет к разрушению протектора и повреждению кабеля.
Выполнение протектора в виде единой сборки методом литья из ударопрочного полимерного материала повышает надежность устройства, позволяя исключить деформацию устройства в процессе эксплуатации и, как следствие, повысить надежность защиты электрического кабеля.
В процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб  литой корпус протектора из ударопрочного полимера, снижает коэффициент трения, переносит без повреждений неоднократные ударные нагрузки, уменьшает нагрев самого устройства, исключая деформацию и выход из строя силового кабеля. Полимерный корпус может применяться в скважинах с высокими температурами, содержащих агрессивные компоненты, повышая его эксплуатационные возможности по сравнению с аналогами из стали.
Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения протектора для защиты электрического кабеля в скважине.
На фиг. 1 приведен общий вид протектора, на фиг. 2 – разрез А-А устройства, на фиг. 3 – разрез Б-Б с расположением кабеля в продольном желобе, на фиг. 4 - представлено изометрическое изображение устройства с кабелем и фрагментом НКТ, на фиг. 5 представлено изометрическое изображение посадочных мест электрического кабеля и муфты НКТ.
а
Протектор для защиты электрического кабеля в скважине содержит корпус 1 (фиг. 1), выполненный как одно целое с продольным желобом 2 (фиг. 2) для установки электрического кабеля 3. Боковые части корпуса выполнены пологими с углами скоса не более 11 градусов.  Боковые направляющие 4 корпуса 1 выполнены в виде радиусных ложе под размер насосно-компрессорной трубы 5. На концах боковых направляющих 4 выполнены поперечные пазы 6 (фиг. 1 и фиг. 4) для предотвращения осевого перемещения относительно корпуса 1 зажимных  хомутов 7. В средней части  корпуса 1 выполнены радиальные пазы 8, облегающие муфту 9, которые ограничивают осевое смещение протектора относительно НКТ 5.  Протектор выполнен в виде единой сборки методом литья из  ударопрочного полимерного материала.
Устройство работает следующим образом.
Протектор устанавливают на НКТ 5 так, чтобы радиальные пазы 8 располагались на муфте 9. Это обеспечивает предотвращение осевого перемещения протектора по НКТ. Затем на поперечные пазы 6 устанавливают  хомуты 7, которые обхватывают кабель 3 и НКТ 5 и специальным приспособлением натягивают и зажимают в нераскрываемый замок.
Заявленное устройство позволяет использовать любой известный электрический кабель, используемый при спуске электрооборудования в скважину, просто и надежно закреплять протектор хомутами различной ширины на поверхности НКТ.
После извлечения НКТ из скважины, или любых профилактических мероприятиях, связанных с подъемом, хомуты 7 срезают и удаляют. Корпус протектора используют многократно.
Таким образом, предложенное устройство позволяет упростить конструкцию протектора, уменьшить время сборки  и установки протектора на насосно-компрессорную трубу,  повысить надежность.