Протектор для защиты силового кабеля в скважине

 

Протектор для защиты силового кабеля в скважине относится к горной промышленности и предназначено для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески НКТ с установкой насоса в скважинах. Для снижения сложности изготовления, опасности нарушения целостности кабеля а также повышение долговечности и удобств при монтаже-демонтаже протектор представляет собой литой корпус 1 с кабельным каналом 2, устанавливается на муфтовые соединения 3 НКТ 4 и шарнирно соединен с двумя зажимными полухомутами 6, каждый из которых оснащен фиксаторами 7 в виде специальных винтовых стяжных устройств. Ребра 9 в средней части 10 корпуса 1 выполнены с открытыми пазами 11, а в верхней части 13 корпуса выполнены с трапециидальными приливами 14, представляющими собой опорные осевые направляющие для НКТ. Центральный канал 16, протяженный по оси Х-Х, в установочном кольце 8 выполнен с размером под наружный диаметр «D» НКТ 4 для фиксации корпуса 1 протектора на муфтовом соединении 3. Корпус выполнен литым с двусторонними обтекающими элементами 17, исключающими зацепление протектора со стыками обсадных труб. Внутренняя нижняя часть 18 корпуса 1, контактирующая с кабельным каналом 2, выполнена в виде лотка 19 с наконечниками 20, обеспечивающими изгиб кабеля 21 в четырех точках (А, В, С, Е) не более чем на 1/2 его толщины. Каждый фиксатор выполнен в виде стяжного устройства, состоящего из установленного на шарнире 22 откидного болта 23 с самозапирающимися гайками 24. Открытые пазы 25 для фиксаторов 7, а точнее для откидных болтов 23 с самозапирающимися гайками 24 выполнены в виде литейных «карманов». 1 осн. п-т ф-лы, 5 доп. п-тов ф-лы. 6 ил.

Заявляемая полезная модель «Протектор для защиты силового кабеля в скважине» относится к горной промышленности, в частности к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено 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.

Известны протекторы для защиты силового кабеля в скважине, содержащие разъемные корпуса, элементы крепления и отверстия под разжимной ключ (см. Патент США 4042023, МПК Е 21 В 17/10, 1977 и Патент США 3893778, МПК Е 21 В 17/10, 1975 год).

Недостатками известных протекторов являются сложность конструкции, сложность в изготовлении, неудобства при монтаже и демонтаже.

Данные недостатки обусловлены конструктивными особенностями известных протекторов.

Известен также 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 а 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 №2250345, опубликовано 2005.04.20, МПК Е 21 В 17/10).

Недостатком известного протектора для защиты силового кабеля в скважине является 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 принятый за прототип 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 Е 21 В 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.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение сложности изготовления, опасности нарушения целостности кабеля на сгибах, а также повышение долговечности и удобств при монтаже и демонтаже кабеля, а также надежности сцепления протектора с насосно-компрессорными трубами.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известном протекторе для защиты силового кабеля в скважине, содержащем 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 соединением и открытые пазы, в которых установлены 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, согласно полезной модели, 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 1/2 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.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от аналогов и прототипа, конструкция заявляемой полезной модели «Протектор для защиты силового кабеля в скважине», выполнение корпуса литым с двусторонними обтекающими элементами позволяет повысить его надежность, снизить себестоимость за счет дальнейшей его обработки обеспечить точность изготовления, а также увеличить долговечность и нарушения целостности кабеля на сгибах. Расположение в верхней части литого корпуса, выше и ниже муфтового соединения насосно-компрессорных труб, двух зажимных полухомутов, которые выполнены в своей верхней части с открытыми пазами и которые шарнирно закреплены на корпусе и оснащены фиксаторами, для которых открытые пазы выполнены в виде литейных «карманов», позволяет защитить элементы стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций, а также

позволяет четко фиксировать кабель относительно муфтового соединения и одновременно снижает вес протектора, за счет открытых пазов и литейных карманов в корпусе протектора. Выполнение ребер корпуса, в своей верхней части с трапециидальными приливами, а внутренней нижней части корпуса, контактирующей с кабельным каналом, в виде лотка с наконечниками, обеспечивающими изгиб кабеля в четырех точках А, В, С, Е не более чем на 1/2 его толщины - «d» - при соотношении R/S=4,8 до 5.2, где R - радиус изгиба кабеля, S - толщина кабеля, дает возможность, соответственно, за счет опорных осевых направляющих для насосно-компресорных труб, выполненных в виде трапециидальных приливов высотой 1 мм., ориентированных в противоположные направления и обеспечить надежное сцепление протектора с насосно-компрессорными трубами, повышая тем самым безопасность кабеля, и исключает опасность нарушения целостности кабеля на сгибах, что в целом повышает его надежность и долговечность. Выполнение фиксатора в виде стяжного устройства, состоящего из откидных болтов самозапирающимися гайками, исключает самопроизвольное их свинчивание и попадание в ствол скважины, тем самым повышает, в совокупности с описанным положительным эффектом, технические и эксплуатационные качества заявляемого протектора.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Протектор 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 «Протектор для защиты силового кабеля в скважине» соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Протектор для защиты силового кабеля в скважине», может быть многократно использована в производстве и применении аналогичных протекторов 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 повышение удобств при монтаже и демонтаже кабеля а также повышения технических и эксплуатационных качеств заявляемой полезной модели «Протектор для защиты силового кабеля в скважине», что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».

Сущность заявляемой полезной модели «Протектор для защиты силового кабеля в скважине», поясняется примером конкретного выполнения, где:

- на фиг.1 изображен предлагаемый протектор для защиты силового кабеля в скважине;

- на фиг.2 - то же, вид сверху;

- на фиг.3 - то же, вид сбоку;

- на фиг.4 - разрез фиг.3 по В-В;

- на фиг.5 - разрез фиг.3 по Б-Б;

- на фиг.6 - разрез фиг.2 по Г-Г;

Протектор для защиты силового кабеля в скважине представляет собой каркасную конструкцию, состоящую из корпуса 1, совмещенного с кабельным каналом 2. Корпус 1 протектора изготавливается из конструкционной углеродистой стали методом коркового литья и устанавливается на муфтовые соединения 3 часосно-компрессорных труб 4 (НКТ). Корпус 1 протектора соединен с помощью шарниров 5 с разнесенными по длине корпуса двумя зажимными полухомутами 6, расположенными в верхней части корпуса, выше и ниже муфтового соединения НКТ, каждый из которых оснащен фиксаторами 7 в виде специальных винтовых стяжных устройств. Корпус 1 протектора, установлен на муфтовом соединении 3 насосно-компрессорной трубы 4 через установочное кольцо 8. Ребра 9 в средней части 10 корпуса 1 протектора выполнены с открытыми пазами 11, что обеспечивает одновременно снижение веса протектора и доступ для взаимодействия с нижним торцом 12 муфтового соединения 3. В верхней части 13 корпуса 1 протектора ребра 9 выполнены с трапециидальными приливами 14, представляющими собой опорные осевые направляющие для насосно-компрессорных труб высотой 1 мм, ориентированных в противоположные направления, ограничивающих движение муфтового соединения в корпусе 1 протектора и обеспечивающих надежное сцепление протектора с насосно-компрессорными трубами. Зажимные полухомуты 6 также выполнены в своей верхней части с открытыми пазами 15, снижающими вес протектора. Центральный канал 16, протяженный по оси Х-Х, в установочном кольце 8 выполнен с размером под наружный диаметр «D» насосно-компрессорной трубы 4 для фиксации корпуса 1 протектора на муфтовом соединении 3 при свинчивании упомянутых насосно-компрессорной трубы 4 и муфтового соединения 3. Корпус выполнен литым с двусторонними обтекающими элементами 17,

исключающими зацепление протекторов со стыками обсадных труб (на чертеже не показаны). Внутренняя нижняя часть 18 корпуса 1, контактирующая с кабельным каналом 2, выполнена в виде лотка 19 с наконечниками 20, обеспечивающими изгиб кабеля 21 в четырех точках (А, В, С, Е) не более чем на 1/2 его толщины «d» при соотношении R/S=4,8 до 5.2, где R - радиус изгиба кабеля, S - толщина кабеля. Каждый из фиксаторов 7, выполнен в виде стяжного устройства, состоящего из установленного на шарнире 22 откидного болта 23 с самозапирающимися гайками 24. Открытые пазы 25 для фиксаторов 7, а точнее для откидных болтов 23 с самозапирающимися гайками 24 выполнены в виде литейных «карманов» для защиты элементов винтовых стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций.

Установку каждого протектора на колонне насосно-компрессорных труб 4 проводят так, чтобы зажимные полухомуты 6 располагались выше и ниже муфтового соединения 3 насосно-компрессорных труб.

Использование настоящей полезной модели позволит снизить сложность изготовления, металлоемкость и опасности нарушения целостности кабеля на сгибах, а также повысить удобство при монтаже и демонтаже кабеля и надежность сцепления протектора с насосно-компрессорными трубами, что, в целом, повышает ее эксплуатационные и технические качества.

1. 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 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, отличающийся тем, что 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, с упомянутыми фиксаторами, причем ребра корпуса, в своей верхней части выполнены с трапецеидальными приливами.

2. Протектор по п.1, отличающийся тем, что 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 1 /2 его толщины d при соотношении R/S=4,8 до 5,2, где R - радиус изгиба кабеля, S - толщина кабеля.

3. Протектор по п.1, отличающийся тем, что зажимные полухомуты шарнирно закреплены на корпусе.

4. Протектор по п.1, отличающийся тем, что каждый фиксатор выполнен в виде шарнирно установленного стяжного устройства, состоящего из откидных болтов с самозапирающимися гайками.

5. Протектор по п.1, отличающийся тем, что открытые пазы для фиксаторов выполнены в виде литейных «карманов» для защиты элементов стяжных устройств от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций.

6. Протектор по п.1, отличающийся тем, что зажимные полухомуты выполнены в своей верхней части с открытыми пазами.



 

Наверх