Электрический кабель для установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины (варианты)

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для добычи нефти посредством установок электроцентробежных насосов из глубоких и сверхглубоких скважинах с глубиной до 3 тыс.метров по вертикали и большим газосодержанием (до 250-500 м³/м³) Для предотвращения перегрева токоввода погружного электродвигателя от теплового потока, идущего по питающему электрическому кабелю, проходящему вдоль корпуса насоса, который перегревается при перекачке электроцентробежным насосом сильно газированных жидкостей, увеличения межремонтного периода эксплуатации установки электроцентробежного насоса, повышения эффективности функционирования установки электроцентробежного насоса и сокращения потери добычи нефти при ее добыче из глубоких и сверхглубоких скважин установка электроцентробежного насоса для нефтяной скважины, содержащая сопряженные друг с другом электроцентробежный насос и погружной электродвигатель с прилегающим к корпусу насоса электрическим кабелем, электрический кабель содержит опоры, изготовленные с возможностью фиксации положения электрического кабеля относительно корпуса насоса с зазором между корпусом насоса и электрическим кабелем и с обеспечением возможности циркуляции скважинной жидкости в зазоре между корпусом насоса и электрическим кабелем. При этом опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством припайки, приварки, прикручивания или приклеивания опор к оболочке электрического кабеля или опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством по крайней мере одной скобы, изготовленной с возможностью крепления скобы к электрическому кабелю путем прижатия пластической деформацией краев скобы или путем соединения охватывающих электрический кабель краев скобы или путем припайки, приварки, прикручивания или приклеивания скобы к оболочке электрического кабеля. 3 н.п. ф-лы, 22 з.п. ф-лы, 7 илл.

Область техники

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при добыче нефти посредством установок электроцентробежных насосов из глубоких и сверхглубоких скважинах с глубиной до 3 тыс.метров по вертикали и большим газосодержанием (до 250-500 м³ /м³).

Уровень техники

Установка электроцентробежного насоса для глубоких и сверхглубоких скважин (с глубиной до 3 тыс.метров по вертикали) и большим содержанием газа в скважинной жидкости (до 250-500 м³/м³ ) располагается в эксплуатационной колонне нефтяной скважины и состоит из сопряженных друг с другом погружного электродвигателя, гидрозащиты, с приемными отверстиями, насоса, колонны насосно-компрессорных труб и электрического кабеля, обеспечивающего питанием электротоком погружной электродвигатель через токоввод (или через штекер - место присоединения питающего кабеля с обмотками электродвигателя).

При запуске установки электроцентробежного насоса в работу вначале происходит снижение (падение) динамического уровня жидкости в скважине. При этом жидкость в приемные отверстия насоса поступает сверху. Движение жидкости возле погружного электродвигателя при запуске установки в работу отсутствует. В этот период, около 30 минут, происходит некоторое повышение температуры погружного электродвигателя, но из-за контактного теплообмена между корпусом погружного электродвигателя и эксплуатационной колонной нефтяной скважины температура погружного электродвигателя не повышается более 80-100°C.

Далее начинает «работать» продуктивный пласт, к установке электроцентробежного насоса начинает поступать пластовая жидкость и температура погружного электродвигателя снижается до 50-65°C.

В процессе эксплуатации скважины пространство между приемными отверстиями насоса и динамическим уровнем постепенно замещается чистой нефтью [Гареев А.А. Расчет коэффициента сепарации газа на приеме насоса. М. ж-л. Нефтяное хозяйство, 2013. 3, стр. 82-85].

По мере снижения динамического уровня жидкости в скважине давление на приеме насоса падает и становится меньше давления насыщения растворенных в нефти попутных газов, что согласно законам подземной гидравлики приводит к выделению из нефти попутного газа [Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. Из-во «Нефть и Газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. 2003. стр. 424, 476].

При выделении из нефти попутного газа в установку электроцентробежного насоса начинает поступать газированная жидкость, КПД установки падает и насос начинает нагреваться [Гареев А.А. О значении температурного режима в установках электроцентробежных насосов. М. ж-л ««Оборудование и технологии для нефтепромыслового комплекса», 1. 2009; Гареев А.А О температурном режиме и явлении теплового удара в электроцентробежном насосе. «Нефтяное хозяйство», 3, 2011, стр. 122-126, Дроздов А.Н. Разработка, исследование и результаты промышленного использования погружных насосно-эжекторных систем для добычи нефти. (Дис. докт. техн. наук - М, 1998), Дроздов А.Н. Влияние свободного газа на характеристику глубинных насосов. - Нефтяное хозяйство, 2003, 1].

Из-за нагрева насоса происходит постоянный нагрев слоев нефти окружающий насос, что приводит к постоянному выделению на поверхности насоса газовых пузырей (из-за пропорциональной зависимости давления насыщения от температуры нефти).

Так как попутный газ имеет в десятки раз меньшую теплопроводность чем скважинная жидкость, то в окруженном газовыми пузырями насосе, находящемся как бы в «термостате», количество тепла увеличивается и насос может нагреваться до температур 300°C и более, при этом в результате контактного теплообмена поток тепла корпуса насоса передается в кабельный удлинитель (прилегающую к корпусу насоса часть кабельной линии).

Чрезмерный перегрев насоса приводит к разогреву примыкающего к корпусу насоса питающего кабеля, затем по кабельной линии - к перегреву токоввода и выходу из строя погружного электродвигателя на месте токоввода. [Гареев А.А. О температурном режиме и явлении «теплового удара» в электроцентробежном насосе. Нефтяное хозяйство. 3. 2011, стр. 122-126.)].

Производители установок электроцентробежных насосов не учитывают распространение и проникновение потока тепла по жилам и свинцовой (металлической) броне питающего электрического кабеля в погружной электродвигатель - данный процесс просто игнорируется [Гареев А.А. О температурном режиме и явлении «теплового удара» в электроцентробежном насосе. Нефтяное хозяйство. 3. 2011, стр. 122-126.)].

Для защиты от влияния потока тепла со стороны насоса питающий электрический кабель изготавливают из температуропрочного материала с рабочей температурой 230°C и оснащают свинцовой броней для рассеивания тепла в окружающие насос слои жидкости. При этом не учитывается процесс распространения тепла по свинцовой броне и медным жилам в сторону токоввода и не учитывается влияние высокой температуры на состояние токоввода.

Рабочая температура погружного электродвигателя 130°C.

Максимальная допустимая температура погружного электродвигателя определяется температурой расплавления припоя - не более 180°C.

При проникновении в токоввод потока тепла с температурой более 180°C припаянные концы обмоток электродвигателя в токовводе распаиваются (разрушаются), наступает режим короткого замыкания и электродвигатель установки электроцентробежного насоса выходит из строя.

В связи с этим актуальна задача тепловой защиты токоввода погружного электродвигателя в установке электроцентробежного насоса для увеличения межремонтного периода ее эксплуатации путем защиты погружного электродвигателя от потока тепла, идущего из корпуса насоса по электрическому кабелю, что может быть реализовано разработкой и использованием электрического кабеля с тепловой защитой для установки электроцентробежного насоса.

Известен питающий кабель для высокотемпературных сред US 8113273 B2, в котором для обеспечения работы кабеля при высоких температурах предлагается использовать металлическую оболочку вокруг каждого проводника с изоляционным покрытием [US 8113273 B2, E21B 43/00; F04B 17/03; H01B 3/44; H01B 9/02, опубл. 14.02.2012].

Недостатком данной тепловой защиты электрического кабеля является необходимость дополнительных технологических операций для защиты кабеля из проводников с изоляционным покрытием, а также использование по всей длине кабеля дополнительного материала (например, нержавеющую или углеродистую сталь, монель-металл и др.). Однако при этом увеличивается скорость транспортировки тепла в токоввод электродвигателя и выход из строя электродвигателя из-за расплавления припоя на обмотках.

Известные из уровня техники протекторы для защиты силового электрического кабеля в скважине обеспечивают его защиту только от механических повреждений, но не защищают его от перегрева от корпуса погружного насоса.

Известно разработанное ранее автором устройство RU 91390, исключающее перегрев питающего электрического кабеля установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) от корпуса первой секции насоса УЭЦН, состоящее из теплоизоляционных накладок в форме параллелепипеда определенной толщины, зависящей от типоразмеров УЭЦН, имеющих выемки цилиндрической формы с противоположных граней параллелепипеда, одну радиусом не менее радиуса наружной цилиндрической поверхности насоса УЭЦН для плотного прилегания к наружной цилиндрической поверхности насоса УЭЦН, другую в форме и размерах поперечного сечения питающего кабеля УЭЦН для укладки питающего кабеля УЭЦН, исключающего его перемещение в плоскости, перпендикулярной длине накладок, и крепежных поясов, предназначенных для крепления питающего электрического кабеля УЭЦН вместе с накладками к наружной цилиндрической поверхности насоса УЭЦН [RU 91390 F04D 29/58 Опубл. 10.02.2010].

Недостатками данного устройства является возможность выпадения теплоизолирующих накладок при эксплуатации устройства в скважине, возможность соприкосновение кабельной линии с корпусом насоса в местах отсутствия теплоизолирующих накладок при деформации кабеля, необходимость наличия большого количества теплоизолирующих накладок и большая площадь соприкосновения накладок с корпусом насоса, что приводит к передаче тепла по медным жилам кабеля в погружной электродвигатель, обуславливает разогрев мест припоя медных жил статора и при превышении температуры плавления припоя нарушение электропроводности в электродвигателе и выходу из строя всей установки электроцентробежного насоса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является электрический кабель для передачи электричества в погружных насосах US 8143523 B2, согласно которого для защиты от перегрева кабеля вокруг проводников используют многослойный изолятор из теплопроводящих полимерных композитов с повышенной теплопроводностью, которые благодаря использованию слоев из керамических материалов обеспечивают улучшенное рассеяние тепла [US 8143523 B2, H01B 3/44; H01B 7/00 опубл. 27.05.2012 (прототип)].

Недостатками данного электрического кабеля-прототипа с тепловой защитой от перегрева является его конструктивная сложность, необходимость использования композитных материалов с заданными свойствами и формирование изоляционной оболочки вокруг защищаемых проводников. Однако, из-за постоянного окружения как насоса, так и кабельного удлинителя слоем газа и в данном случае происходит разогрев медных жил и теплопроводящих полимерных композитов кабельного удлинителя, что увеличивает тепловой поток в сторону токоввода и приводит к ускоренному расплавлению припоев на токовводе.

Общими недостатками известных из уровня техники устройств защиты силового электрического кабеля является игнорирование «выработки тепла» в насосах и особенностей распространения тепла в узлах установки электроцентробежного насоса, особенностей заполнения скважинного пространства скважинной жидкостью от приема насоса до слоя чистой нефтью, зависимости газосодержания от давления на приеме насоса, зависимости давления насыщения скважинной жидкости газом от температуры, а также нетехнологичность монтажа и эксплуатации и самое главное - пренебрежение законами теплотехники, теплопроводности по образованию, распространению и проникновению по кабельной линии тепла в токоввод погружного электродвигателя. Задача и технический результат Задачей и техническим результатом полезной модели является обеспечение тепловой защиты погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса путем предотвращения перегрева токоввода погружного электродвигателя от теплового потока, идущего по питающему электрическому кабелю, проходящему вдоль корпуса насоса, который нагревается при перекачке электроцентробежным насосом сильно газированных жидкостей, что в конечном итоге позволяет увеличить межремонтный период эксплуатации установки электроцентробежного насоса, повысить эффективность функционирования установки электроцентробежного насоса и сократить потери добычи нефти при ее добыче из глубоких и сверхглубоких скважин.

Раскрытие полезной модели Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что электрический кабель для погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины, содержащей сопряженные друг с другом электроцентробежный насос и погружной электродвигатель с прилегающим к корпусу насоса электрическим кабелем, согласно полезной модели содержит прикрепленные к нему опоры, выполненные с возможностью фиксации положения электрического кабеля относительно корпуса насоса с зазором между корпусом насоса и электрическим кабелем и с возможностью циркуляции скважинной жидкости в зазоре между корпусом насоса и электрическим кабелем.

При этом в различных возможных вариантах конструктивного исполнения электрического кабеля для погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины:

опоры выполнены из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из керамики, пластмассы, композиционного материала, фарфора или стекла;

опоры с расположенной к корпусу насоса стороны покрыты теплоизоляционным или теплоотражающим материалом;

концы опор в местах их соприкосновения с корпусом насоса выполнены с возможностью соприкосновения малой площадью с корпусом насоса;

опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством припайки, приварки, прикручивания или приклеивания опор к оболочке электрического кабеля;

опоры выполнены расположенными по углам прикрепленной к оболочке электрического кабеля по крайней мере одной пластины и изготовленными в виде отогнутых углов пластины;

опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством по крайней мере одной скобы, изготовленной с возможностью крепления скобы к электрическому кабелю путем прижатия пластической деформацией краев скобы или путем соединения охватывающих электрический кабель краев скобы;

опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством по крайней мере одной скобы, выполненной из ударопрочного коррозионностойкого материала, например, из нержавеющей стали, нержавеющих сплавов, термостойких и ударопрочных пластмасс или композиционных материалов;

опоры выполнены из ударопрочного, коррозионностойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из керамики, пластмассы, композиционного материала, фарфора или стекла;

опоры изготовлены в виде отогнутых частей по крайней мере одной скобы, изготовленной с возможностью ее прикрепления к электрическому кабелю путем прижатия пластической деформацией краев скобы или путем соединения охватывающих электрический кабель краев скобы или

прикрепленные к электрическому кабелю опоры изготовлены в виде вырезанных и отогнутых прямоугольных, округлых или остроугольных частей по крайней мере одной скобы с образованием опор прямоугольной, округлой или остроконечной формы, направленных концами к корпусу насоса с малой площадью соприкосновения опор с корпусом насоса.

Краткое описание чертежей

В конструктивно предпочтительных, описанных в данной заявке, но не единственно обязательных вариантах показаны особенности конструктивного исполнения заявляемого электрического кабеля установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины.

На фиг. 1 представлен общий вид установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины, на котором показаны погружной электродвигатель 1 с токовводом 10, гидрозащита 2, центробежный насос 3 с приемными отверстиями 8, колонна насосно-компрессорных труб 4, электрический кабель 5, металлические пояса 6 крепления электрического кабеля к насосно-компрессорным трубам 4 и центробежному насосу, средства тепловой защиты 7 с опорами 9.

На фиг. 2 показан вид А спереди на электрический кабель 5 со стороны центробежного насоса, на котором показаны средства тепловой защиты в виде прикрепленных к электрическому кабелю 5 скоб 7 с опорами 9.

На фиг. 3 - сечение вида А, где показано электрический кабель 5 с медными жилами 11 и прикрепленные к электрическому кабелю 5 средства тепловой защиты в виде скоб 7 с опорами 9.

На фиг. 4 - вид сбоку на прикрепленное к электрическому кабелю 5 средство тепловой защиты в виде скобы 7 с опорами 9.

На фиг. 5 - вид сверху на средство тепловой защиты в виде скобы 7 с опорами 9.

На фиг. 6 - вид сбоку на средство тепловой защиты в виде скобы 7 с опорами 9.

На фиг. 7 - сечение электрического кабеля 5 с медными жилами 11 и прикрепленные к электрическому кабелю 5 средства тепловой защиты в виде пластины с опорами 9.

Осуществление полезной модели

При эксплуатации установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) в в глубоких, сверхглубоких нефтяных скважинах - с глубиной до 3 тыс. метров по вертикали и большим газосодержанием (до 250-500 м3/м3) часто происходит перегрев насоса и прилегающего к насосу питающего электрического кабеля, что приводит к выходу УЭЦН из строя по причине недопустимого изменения электрического сопротивления системы «электрический кабель-двигатель».

Известно, что отказы установок электроцентробежного насоса по погружному электродвигателю составляют 22,1% в причинах выхода установки электроцентробежного насоса из строя [Ермакова А.С., Пошвин Е.В., Пещеренко О.Н. Прогнозирование

условий безопасной эксплуатации погружных электродвигателей. «Нефтяное хозяйство», 11, 2013, стр. 120-123].

Применение предлагаемого электрического кабеля со средством защиты от перегрева в установке электроцентробежного насоса для нефтяной скважины в виде скоб с теплоизолирующими опорами или прикрепленных к электрическому кабелю опор с обеспечением зазора между электрическим кабелем и корпусом насоса препятствует контактному теплообмену между корпусом насоса и электрическим кабелем предотвращая распространение тепла по медным жилам электрического кабеля в сторону погружного электродвигателя, чем обеспечивается тепловая защита погружного электродвигателя от перегрева.

При этом фиксация положения электрического кабеля относительно корпуса насоса с зазором между корпусом насоса и электрическим кабелем обеспечивает возможность циркуляции скважинной жидкости в зазоре между корпусом насоса и электрическим кабелем, что способствует охлаждению и корпуса насоса и электрического кабеля циркулирующей ненагретой скважинной жидкостью.

Как показали натурные испытания предлагаемого полезной модели этим уверенно решается поставленная задача и достигается требуемый технический результат - предотвращается перегрев погружного электродвигателя, а именно его токоввода, от теплового потока, идущего по питающему электрическому кабелю, проходящему вдоль корпуса насоса, который перегревается при перекачке электроцентробежным насосом сильно газированных жидкостей, что в конечном итоге позволяет увеличить межремонтный период эксплуатации установки электроцентробежного насоса, повысить эффективность функционирования установки электроцентробежного насоса и сократить потери добычи нефти при ее добыче из глубоких и сверхглубоких скважин.

Установка электроцентробежного насоса (фиг. 1) состоит из погружного электродвигателя 1 с токовводом 10, к которому присоединена гидрозащита 2 и далее - центробежный насос 3 с приемными отверстиями 8.

Установка электроцентробежного насоса присоединяется к колонне насосно-компрессорных труб 4, по которым скважинная жидкость попадая в насос через приемные отверстия 8, сжимается под давлением для подачи на земную поверхность - в пункт сбора. Установка электроцентробежного насоса питается электрическим током, подводимым к погружному электродвигателю 1 питающим электрическим кабелем 5.

Питающий электрический кабель 5 металлическими поясами 6 крепится к колонне насосно-компрессорных труб 4, затем к корпусу насоса и соединяется с погружным электродвигателем через муфтовое соединение - токоввод 10, в котором медные жилы питающего кабеля припаиваются к проводам обмоток электродвигателя.

В процессе эксплуатации центробежный насос 3 нагревается и тепло от корпуса насоса, путем контактного теплообмена, передается в питающий электрический кабель 5 и по медным жилам 11 питающего электрического кабеля 5 проникает в токоввод 10 погружного электродвигателя и выводит его из строя в результате расплавления припоя в местах припайки медных жил 11 электрического кабеля 5 к концам обмоток погружного электродвигателя.

Это обусловлено тем, что насос при перекачке сильногазированной скважинной жидкости может разогреваться более 300°C, питающий электрический кабель обычно изготавливают из температуропрочного материала (со свинцовой броней), с рабочей температурой до 230°C, максимальная допустимая температура погружного электродвигателя равна температуре расплавления припоя 180°C, а номинальная рабочая температура погружного электродвигателя 130°C.

При повышении температуры погружного электродвигателя более 180°C припаянные к медным жилам 11 электрического кабеля 5 концы обмоток погружного электродвигателя в токовводе 10 распаиваются (разрушаются), наступает режим короткого замыкания и погружной электродвигатель установки электроцентробежного насоса выходит из строя.

Для обеспечения тепловой защиты токоввода погружного электродвигателя от перегрева и сокращения количества отказов установки электроцентробежного насоса по причине выхода из строя обмоток электродвигателя, предлагается технически простыми, но эффективными предлагаемыми средствами тепловой защиты изменить механизм распространение тепла, вырабатываемого в центробежном насосе и обеспечить охлаждение насоса и электрического кабеля циркулирующей ненагретой скважинной жидкостью и тем самым обеспечить тепловую защиту токоввода погружного электродвигателя и предотвратить его выход из строя в результате перегрева.

Для этого между прилегающим к корпусу центробежного насосу 3 участке питающего электрического кабеля 5 со стороны корпуса насоса предлагается устанавливать опоры 9 (фиг. 1-5), обеспечивающие фиксацию положения электрического кабеля 5 относительно корпуса насоса с зазором между корпусом насоса и электрическим кабелем, а также обеспечивающие возможность циркуляции ненагретой скважинной жидкости в зазоре между корпусом насоса и электрическим кабелем.

Площадь соприкосновения питающего кабеля 5 с разогретой поверхностью центробежного насоса 3 при этом уменьшается во много раз, следовательно, во столько же раз снижается величина теплового потока в сторону кабельной линии, а циркуляция скважинной жидкости в зазоре между электрическим кабелем и корпусом насоса обеспечивает их дополнительное охлаждение.

На фиг. 1-7 показаны возможные варианты исполнения предлагаемых устройств тепловой защиты, возможные конструктивные варианты присоединения к питающему электрическому кабелю 5 скоб 7 с теплоизолирующими опорами 9 или теплоизолирующих опор 9 и их конструкции.

Каждую скобу 7 или непосредственно электрический кабель с достаточной для фиксации положения питающего кабеля шириной снабжают опорами 9 из теплоизоляционного материала или с теплоизоляционными насадками или прокладками на концах опор 9 или с малой площадью концов опор.

Тепловая защита электрического кабеля и, соответственно, погружного электродвигателя достигается не только незначительной площадью соприкосновения концов опор 9 с поверхностью корпуса насоса 3, или использованием теплоизоляционного материала или теплоизоляционных насадок или прокладок на концах опор 9 в местах их контакта с корпусом насоса 3, но и обеспечением возможности циркуляции скважинной жидкости в зазоре между электрическим кабелем 5 и корпусом насоса 3.

Расстояние между опорами 9 выбирают так, чтобы предотвращалась деформация питающего кабеля при ударах насоса о внутренние стенки эксплуатационной скважины при спусках-подъемах и эксплуатации насоса в скважине.

Опоры 9 фиксируют положение питающего кабеля 5 на определенном расстоянии от корпуса насоса 3 с зазором, эффективно предотвращая тем самым передачу тепла от корпуса насоса 3 в питающий электрический кабель 5 и обеспечивая циркуляцию ненагретой скважинной жидкости в зазоре между электрическим кабелем 5 и корпусом насоса 3.

Опоры 9 могут быть выполнены из теплоизолирующей пластмассы, стекла, фарфора, керамики и прикреплены к скобам или непосредственно к электрическому кабелю различными известными способами или могут изготавливаться путем штампования и отгиба определенных частей скоб.

На фиг. 4-7 показаны возможные варианты изготовления скоб 7 со отштампованными упорами.

Концы опор целесообразно выполнять с маленькой площадью соприкосновения с корпусом насоса, для сокращения контактного теплообмена между корпусом насоса 3 и питающим электрическим кабелем 5.

Материалом для скоб 7 может служить металлическая лента из нержавеющей стали, термостойкие и ударопрочные сорта пластмассовых или композиционных химически инертных материалов, обеспечивающих возможность нахождение скоб в агрессивной среде.

Скобы 7 могут быть изготовлены путем штамповки металлической ленты нержавеющей стали так, что бы отштампованные концы опор 9, касающиеся корпуса насоса 3, имели как можно меньшую площадь соприкосновения с корпусом насоса для замедления контактного теплообмена между корпусом насоса 3 и питающим электрическим кабелем 5 (фиг. 4-7).

Скобы 7 выполняют функцию крепления опор 9, выполненных из теплонепроводящего материала или содержащих насадки или прокладки из теплоизоллирующего материала и служат для крепления опор длительное время и фиксации положения питающего электрического кабеля на определенном расстоянии от корпуса насоса, а также скобы 7 сохраняют от механических повреждений опоры во время спуско-подъемных операции путем равномерного распределения нагрузки по опорам.

Опоры 9 служат для предотвращения контактного теплообмена поверхности насоса 3 и питающего кабеля 5, могут быть прикреплены к скобам 7 путем отштамповки, приклеивания или вставления в отверстия на поверхности скоб,

Опоры 9 выполняют функцию фиксации положения питающего электрического кабеля 5 на определенном расстоянии от корпуса насоса 5 и предотвращения деформации питающего электрического кабеля 5 при спуско-подъемных операциях в скважине.

Опоры 9 могут быть изготовлены из материала скоб, стекла, фарфора, керамики, пластмассы, композиционных коррозионностойких, теплоизолирующих и прочных материалов.

В качестве возможных конструктивных вариантов исполнения отдельных элементов устройства и установки могут быть использованы различные известные и традиционные для нефтедобывающей отрасли технологии, материалы и конструктивные решения, обычно применяемые в нефтяной промышленности.

Детальное изложение конструктивных особенностей заявляемых устройств и способа тепловой защиты показывает причинно-следственную связь между существенными признаками и техническим результатом и показывает уверенное решение поставленной задачи и достижения требуемого технического результата, а именно реализация настоящего полезной модели позволяет обеспечить тепловую защиту погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины, предотвратить перегрев погружного электродвигателя от теплового потока, идущего по питающему кабелю, проходящего вдоль корпуса насоса, который греется при перекачке сильно газированных жидкостей, и увеличить межремонтный период эксплуатации установки электроцентробежного насоса для добычи нефти и в конечном итоге позволяет устранять потери добычи нефти и ошибки управляющего персонала.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков полезной модели, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие полезной модели », доказанную в разделе «Осуществление полезной модели» техническую осуществимость и промышленную применимость полезной модели, уверенное решение поставленных изобретательских задач и достижение требуемого технического результата при реализации и использовании полезной модели, по нашему мнению, заявленная группа полезных моделей удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к полезной моделям.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать полезную модель промышленным способом.

Кроме этого анализ совокупности существенных признаков вариантов полезной модели и достигаемого при их использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между вариантами полезной модели, что позволяет объединить полезные модели в одной заявке, то есть обеспечить требования критерия единства полезной модели.

1. Электрический кабель со средством защиты от перегрева для погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины, содержащей сопряженные друг с другом электроцентробежный насос и погружной электродвигатель с прилегающим к корпусу насоса электрическим кабелем, отличающийся тем, что в качестве средства защиты от перегрева электрический кабель содержит прикрепленные к нему опоры, выполненные с возможностью фиксации положения электрического кабеля относительно корпуса насоса с зазором между корпусом насоса и электрическим кабелем.

2. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры выполнены с возможностью циркуляции скважинной жидкости в зазоре между корпусом насоса и электрическим кабелем.

3. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры выполнены из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из керамики, пластмассы, композиционного материала, фарфора или стекла.

4. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры с расположенной к корпусу насоса стороны покрыты теплоизоляционным или теплоотражающим материалом.

5. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что концы опор в местах их соприкосновения с корпусом насоса выполнены с возможностью соприкосновения малой площадью с корпусом насоса.

6. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством припайки, приварки, прикручивания или приклеивания опор к оболочке электрического кабеля.

7. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры выполнены расположенными по углам прикрепленной к оболочке электрического кабеля по крайней мере одной пластины и изготовленными в виде отогнутых углов пластины.

8. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством по крайней мере одной скобы, изготовленной с возможностью крепления скобы к электрическому кабелю путем прижатия пластической деформацией краев скобы или путем соединения охватывающих электрический кабель краев скобы.

9. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством по крайней мере одной скобы, выполненной из ударопрочного коррозионностойкого материала, например, из нержавеющей стали, нержавеющих сплавов, термостойких и ударопрочных пластмасс или композиционных материалов.

10. Электрический кабель по любому из пп. 8 или 9, отличающийся тем, что опоры выполнены из ударопрочного, коррозионностойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из керамики, пластмассы, композиционного материала, фарфора или стекла.

11. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что опоры изготовлены в виде отогнутых частей по крайней мере одной скобы, изготовленной с возможностью ее прикрепления к электрическому кабелю путем прижатия пластической деформацией краев скобы или путем соединения охватывающих электрический кабель краев скобы.

12. Электрический кабель по п. 1, отличающийся тем, что прикрепленные к электрическому кабелю опоры изготовлены в виде вырезанных и отогнутых прямоугольных, округлых или остроугольных частей по крайней мере одной скобы с образованием опор прямоугольной, округлой или остроконечной формы, направленных концами к корпусу насоса с малой площадью соприкосновения опор с корпусом насоса.

13. Электрический кабель со средством защиты от перегрева для погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины, содержащей сопряженные друг с другом электроцентробежный насос и погружной электродвигатель с прилегающим к корпусу насоса электрическим кабелем, отличающийся тем, что в качестве средства защиты от перегрева электрический кабель содержит прикрепленные к нему опоры, выполненные с возможностью фиксации положения электрического кабеля относительно корпуса насоса с зазором между корпусом насоса и электрическим кабелем и с возможностью циркуляции скважинной жидкости в зазоре между корпусом насоса и электрическим кабелем, причем опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством припайки, приварки, прикручивания или приклеивания опор к оболочке электрического кабеля.

14. Электрический кабель по п. 13, отличающийся тем, что опоры выполнены из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из керамики, пластмассы, композиционного материала, фарфора или стекла или опоры с расположенной к корпусу насоса стороны покрыты теплоизоляционным или теплоотражающим материалом.

15. Электрический кабель по п. 13, отличающийся тем, что концы опор в местах их соприкосновения с корпусом насоса выполнены с возможностью соприкосновения малой площадью с корпусом насоса.

16. Электрический кабель по п. 13, отличающийся тем, что опоры выполнены расположенными по углам прикрепленной к оболочке электрического кабеля по крайней мере одной пластины и изготовленными в виде отогнутых углов пластины.

17. Электрический кабель по п. 13, отличающийся тем, что опоры изготовлены в виде вырезанных и отогнутых прямоугольных, округлых или остроугольных частей по крайней мере одной пластины или скобы скобы с образованием опор прямоугольной, округлой или остроконечной формы, направленных концами к корпусу насоса с малой площадью соприкосновения опор с корпусом насоса.

18. Электрический кабель со средством защиты от перегрева для погружного электродвигателя установки электроцентробежного насоса для нефтяной скважины, содержащей сопряженные друг с другом электроцентробежный насос и погружной электродвигатель с прилегающим к корпусу насоса электрическим кабелем, отличающийся тем, что в качестве средства защиты от перегрева электрический кабель содержит прикрепленные к нему опоры, выполненные с возможностью фиксации положения электрического кабеля относительно корпуса насоса с зазором между корпусом насоса и электрическим кабелем с возможностью циркуляции скважинной жидкости в зазоре между корпусом насоса и электрическим кабелем, причем опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством по крайней мере одной скобы, изготовленной с возможностью крепления скобы к электрическому кабелю путем прижатия пластической деформацией краев скобы или путем соединения охватывающих электрический кабель краев скобы или путем припайки, приварки, прикручивания или приклеивания скобы к оболочке электрического кабеля.

19. Электрический кабель по п. 18, отличающийся тем, что опоры выполнены из материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из керамики, пластмассы, композиционного материала, фарфора или стекла.

20. Электрический кабель по п. 18, отличающийся тем, что опоры с расположенной к корпусу насоса стороны покрыты теплоизоляционным или теплоотражающим материалом.

21. Электрический кабель по п. 18, отличающийся тем, что концы опор в местах их соприкосновения с корпусом насоса выполнены с возможностью соприкосновения малой площадью с корпусом насоса.

22. Электрический кабель по п. 18, отличающийся тем, что опоры прикреплены к электрическому кабелю посредством по крайней мере одной скобы, выполненной из ударопрочного коррозионностойкого материала, например, из нержавеющей стали, нержавеющих сплавов, термостойких и ударопрочных пластмасс или композиционных материалов.

23. Электрический кабель по п. 18, отличающийся тем, что опоры выполнены из ударопрочного, коррозионностойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности, например, из керамики, пластмассы, композиционного материала, фарфора или стекла.

24. Электрический кабель по п. 18, отличающийся тем, что опоры изготовлены в виде отогнутых частей по крайней мере одной скобы, изготовленной с возможностью ее прикрепления к электрическому кабелю путем прижатия пластической деформацией краев скобы или путем соединения охватывающих электрический кабель краев скобы.

25. Электрический кабель по п. 18, отличающийся тем, что опоры изготовлены в виде вырезанных и отогнутых прямоугольных, округлых или остроугольных частей по крайней мере одной скобы с образованием опор прямоугольной, округлой или остроконечной формы, направленных концами к корпусу насоса с малой площадью соприкосновения опор с корпусом насоса.

РИСУНКИ