устройство для крепления кабелей к элементам установки электроцентробежных насосов

Формула изобретения

Устройство для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к элементам установки электроцентробежных насосов, содержащее два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, в которую вписываются шейки гидрозащиты или шейки насосной секции установки ЭЦН, при этом на диаметрально расположенных сторонах скобообразных элементов, обращенных друг к другу, выполнены горизонтальные полки, через которые проходят крепежные отверстия для соединения указанных скобообразных элементов друг с другом, например, с помощью двух винтов при сборке устройства, один из скобообразных элементов имеет продольный паз для укладки кабеля-удлинителя и второй перпендикулярный первому паз для размещения коробообразного элемента с двумя отбортовками для закрепления кабеля-удлинителя, в отбортовках выполнены отверстия под крепежные элементы, например винты, входящие в отверстия упомянутого скобообразного элемента, причем ширина коробообразного элемента превышает наружный размер кабеля-удлинителя, средство крепления дополнительного кабеля, отличающееся тем, что средство крепления дополнительного кабеля выполнено в виде направляющей втулки, установленной с возможностью продольного перемещения в ней указанного кабеля, который представляет собой геофизический кабель или кабель управления, причем направляющая втулка выполнена съемной, закреплена на скобообразном элементе, на котором закреплен кабель-удлинитель, посредством винта и не выступает за внешний контур скобообразного элемента, при этом длина винтов для соединения скобообразных элементов выполнена такой, что позволяет соединять скобообразные элементы с одинаковым зазором между горизонтальными полками, а величина зазора будет различной в зависимости от габаритов шеек гидрозащиты или насосной секции, при этом, по меньшей мере, один из скобообразных элементов снабжен фиксатором для предотвращения поворота устройства относительно продольной оси насосной установки, а высота коробообразного элемента не превышает глубины паза для его размещения и глубины паза для укладки кабеля-удлинителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к предохранительным устройствам кабельных линий питания погружных электродвигателей, используемых в качестве приводов центробежных насосов для добычи нефти и других пластовых жидкостей, а также дополнительной кабельной линии и может быть использовано в нефтяной промышленности для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления, к гидрозащите и секциям насоса установки ЭЦН (электрического центробежного насоса) и его защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях.

В современной промышленности задача крепления токопроводящего кабеля и дополнительного кабеля и их защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях решается с помощью различных устройств.

Известно, например, устройство для защиты силового и дополнительного кабеля в скважине, которое связано с насосно-компрессорными трубами, содержащее элементы крепления корпуса на муфте НКТ, основной и дополнительный каналы для размещения в них основного кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля (патент RU 2355867, 2009). Известное решение обеспечивает закрепление и защиту силового кабеля или кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля в скважине, однако оно не предназначено для крепления упомянутых кабелей к элементам погружной насосной установки.

Известен протектор крепления кабелей к элементам установки электроцентробежных насосов, содержащий два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, выполненную таким образом, что в ее размеры и форму вписываются размеры и форма шейки гидрозащиты двигателя или шейки насосной секции установки ЭЦН, при этом один из скобообразных элементов имеет пазы для укладки кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля (патент RU на полезную модель № 62962, 2007 г.). Недостатком этого решения является невысокая надежность узла крепления вследствие возможных перекосов и неравномерного усилия прижатия кабеля, а также не исключен контакт элементов устройства со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при СПО вследствие увеличенных габаритов узла крепления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке, включающий два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, выполненную таким образом, что в ее размеры и форму вписываются размеры и форма шейки гидрозащиты двигателя или шейки насосной секции установки ЭЦН, скобообразные элементы на диаметрально расположенных сторонах, обращенных друг к другу, связаны между собой разъемным соединением, на наружной поверхности одного из скобообразных элементов выполнены два взаимно перпендикулярных паза, один из которых предназначен для укладки кабеля-удлинителя, а второй паз - для размещения коробообразного элемента с двумя отбортовками, в котором выполнены два отверстия под крепежные элементы, например винты, входящие в отверстия упомянутого скобообразного элемента, имеется средство в виде продольного паза для закрепления на протекторе дополнительного кабеля (патент RU на полезную модель № 62963, 2007 г.). Недостатком этого решения является невысокая надежность узла крепления, вследствие возможных перекосов и неравномерного усилия прижатия кабеля, а также не исключен контакт элементов устройства со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при СПО вследствие увеличенных габаритов узла крепления, поскольку узел крепления дополнительного кабеля выполнен на втором скобообразном элементе диаметрально противоположно узлу крепления кабеля-удлинителя.

Технической задачей изобретения является повышение надежности устройства за счет предотвращения контакта элементов конструкции со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при спускоподъемных операциях, уменьшение габарита устройства, обеспечение крепления кабеля-удлинителя, а также обеспечение направления дополнительного кабеля с возможностью его продольного перемещения.

Поставленная задача решается предлагаемым изобретением за счет того, что в устройстве для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к элементам установки электроцентробежных насосов, содержащим два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, в которую вписываются шейки гидрозащиты или шейки насосной секции установки ЭЦН, на диаметрально расположенных сторонах скобообразных элементов, обращенных друг к другу, выполнены горизонтальные полки, через которые проходят крепежные отверстия для соединения указанных скобообразных элементов друг с другом, например, с помощью двух винтов при сборке устройства, один из скобообразных элементов имеет продольный паз для укладки кабеля-удлинителя и второй перпендикулярный первому паз для размещения коробообразного элемента с двумя отбортовками для закрепления кабеля-удлинителя, в отбортовках выполнены отверстия под крепежные элементы, например винты, входящие в отверстия упомянутого скобообразного элемента, причем ширина коробообразного элемента превышает наружный размер кабеля-удлинителя, средство крепления дополнительного кабеля, причем средство крепления дополнительного кабеля выполнено в виде направляющей втулки, установленной с возможностью продольного перемещения в ней указанного кабеля, который представляет собой геофизический кабель или кабель управления, причем направляющая втулка выполнена съемной, закреплена на скобообразном элементе, на котором закреплен кабель-удлинитель, посредством винта и не выступает за внешний контур скобообразного элемента, при этом длина винтов для соединения скобообразных элементов выполнена такой, что позволяет соединять скобообразные элементы с одинаковым зазором между горизонтальными полками, а величина зазора будет различной в зависимости от габаритов шеек гидрозащиты или насосной секции, при этом, по меньшей мере, один из скобообразных элементов снабжен фиксатором для предотвращения поворота устройства относительно продольной оси насосной установки, а высота коробообразного элемента не превышает глубины паза для его размещения и глубины паза для укладки кабеля-удлинителя.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано устройство для совместного крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к шейке гидрозащиты, на виде спереди; на фиг.2 - то же для совместного крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к шейке насосной секции, на виде спереди; на фиг.3 - сечение А-А для фиг.1 и фиг.2; на фиг.4 - аксонометрия съемной направляющей втулки для фиг.3.

Устройство для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к элементам установки электроцентробежных насосов (УЭЦН) включает в себя скобообразный элемент 1 с продольным пазом 3, к элементу 1 посредством винтов 6 и пружинных шайб 7 прикреплен второй скобообразный элемент 2, внутренняя поверхность скобообразного элемента 2 выполнена в форме полушестигранника с поверхностями 8; 9; 10 и 11, которые позволяют охватить шейки гидрозащиты 12 и насосной секции 13 круглой или шестигранной формы. На скобообразном элементе 2 выполнен фиксатор 14, располагающийся между гайками 15 двигателя ЭЦН 16 или секций насоса 13, который исключает поворот устройства относительно продольной оси насоса. Между сопрягаемыми поверхностями скобообразных элементов 1 и 2, выполненными в виде горизонтальных полок 18, имеется зазор 19, имеющий различные размеры для разных габаритов насосных установок. На элементе 1 выполнены наклонные фаски 27 и 28. Силовой кабель-удлинитель 5 питания электродвигателя ЭЦН располагается в продольном пазу 3 и крепится к элементу 1 коробообразным элементом 4 с отбортовками 21 посредством винтов 22 и пружинных шайб 23, располагающимися в пазу 26, перпендикулярно ориентированным относительно паза 3, а дополнительный кабель 20 заводится в съемную втулку 24 через продольный паз 30, при этом съемная втулка 24 устанавливается в паз 29 скобообразного элемента 1 и прикрепляется винтом 25.

Высота коробообразного элемента 4 меньше глубины пазов 3 и 26, а ширина больше размера кабеля-удлинителя 5, а съемная втулка 24 не выступает за внешний контур скобообразного элемента 1.

Предлагаемое устройство для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления к элементам установки электроцентробежных насосов при их раздельном закреплении, работает следующим образом.

Для установки устройства (протектолайзера) на шейку гидрозащиты или шейку насосной секции элемент 1 отделяется от элемента 2 и коробообразного элемента 4, для чего вывертывают невыпадающие винты 6 и винты 22. Затем скобообразный элемент 1 устанавливается на шейку гидрозащиты 12 или насосной секции 13, совместив продольный паз 3 элемента 1 с кабелем-удлинителем 5. Устанавливают второй скобообразный элемент 2 на шейку 12 или 13 с обратной стороны и завертывают невыпадающие винты 6 до упора. В зависимости от габарита насосной установки изменяются и размеры шеек гидрозащиты и насосных секций, соответственно и величина зазора 19 между элементами 1 и 2 будет различной, но одинаковой с обеих сторон.

После этого закрепляют кабель-удлинитель 5 в пазу 3 скобообразного элемента 1 коробообразным элементом 4 с помощью винтов 22 и шайб 23. При этом обеспечивается равномерное усилие прижатия кабеля-удлинителя 5 с помощью элемента 4 без перекосов. Дополнительный кабель 20 заводится в съемную втулку 24 через продольный паз 30, которая, в свою очередь, устанавливается в паз 29 скобообразного элемента 1 и прикрепляется винтом 25.

Изобретение позволяет повысить надежность устройства для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления, к элементам ЭЦН, предотвратить контакт уязвимых элементов конструкции со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при спускоподъемных операциях, уменьшить габариты устройства и его поперечное сечение, обеспечить крепление кабеля-удлинителя, обеспечивает направление и продольное перемещение дополнительного кабеля.