протектор для защиты и крепления силового кабеля на муфте насосно-компрессорных труб

Формула изобретения

Протектор для защиты и крепления силового кабеля на муфте трубы НКТ, включающий цельнолитой корпус с продольным пазом переменного профиля для укладки кабеля питания электродвигателя и дополнительного длинномерного элемента, причем корпус снабжен хомутами, которые укреплены на шарнирах и имеют средства крепления к корпусу, при этом боковые части корпуса выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен наружному диаметру НКТ, корпус имеет выемки для установки на муфту НКТ, одна из полок снабжена для крепления хомутов двумя осями, приближенными к боковой стенке продольного паза для силового и дополнительного длинномерного элемента, а другая полка снабжена ребром, параллельным дну паза и выступающим за габаритные размеры устройства крепления хомутов к корпусу в собранном положении, а упомянутые хомуты имеют толщину меньше разности наружных радиусов муфты и трубы НКТ, которые выполнены с возможностью упругой деформации при установке протектора на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180°, отличающийся тем, что с внутренней стороны цельнолитого корпуса между его боковыми частями, примыкая к полке с ребром, выполнен дополнительный продольный паз для размещения в нем длинномерного элемента параллельно с кабелем питания электродвигателя, причем длинномерный элемент выполнен в виде геофизического кабеля или кабеля управления.

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 силового и дополнительного кабелей к насосно-компрессорным трубам при насосной добыче нефти.

Известны различные конструкции для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам. Известно, например, устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя, окна для фиксации устройства на верхнем и нижнем торцах муфты, выполненные на высоте не менее высоты муфты и стяжки, соединяющие верхнюю и нижнюю части корпуса (патент RU № 2108439, кл. E21B 17/00, опубл. 1998.04.10).

Однако данная конструкция не предназначена для повторного использования из-за отложения парафина и солей на пружинах с упорами. К тому же устройство ненадежно в эксплуатации из-за больших ударных нагрузок при спуско-подъемных операциях, которые ведут к раскрытию корпуса и заклиниванию устройства между НКТ и обсадной колонной, а также недостаток конструкции заключается в том, что она не обеспечивает крепление силового кабеля и дополнительного кабеля совместно.

Известно также устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя, причем верхняя и нижняя части корпуса снабжены соответствующими верхней и нижней крышками, каждая из которых укреплена на шарнире и имеет устройство крепления к верхней и нижней частям корпуса соответственно, при этом боковые части выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен наружному диаметру насосно-компрессорных труб (НКТ) и снабженных выемками для установки на муфту НКТ, одна из полок снабжена для крепления крышек осями, приближенными к боковой стенке продольного паза для кабеля, а другая полка снабжена ребром, например, параллельным дну паза и выступающим за габаритные размеры устройства крепления крышек к корпусу в собранном положении, а упомянутые крышки имеют толщину меньше разности наружных радиусов муфты и трубы НКТ, которые выполнены с возможностью упругой деформации при установке на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180° (патент RU № 36025, кл. E21B 17/00, опубл. 2004.02.20).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает крепление силового кабеля и дополнительного кабеля совместно.

Наиболее близким к заявляемому устройству (прототипом) является протектор для защиты и крепления кабеля и длинномерного элемента в виде трубки капиллярной на муфте трубы НКТ, содержащий цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя и капиллярной трубки, причем верхняя и нижняя части корпуса снабжены соответствующими верхними и нижними крышками, каждая из которых укреплена на шарнире и имеет устройство крепления к верхней и нижней частям корпуса соответственно, при этом боковые части корпуса выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен наружному диаметру насосно-компрессорной трубы (НКТ) и снабженных выемками для установки на муфту НКТ, одна из полок снабжена для крепления крышек двумя осями, приближенными к боковой стенке продольного паза для кабеля, а другая полка снабжена ребром, например, параллельным дну паза и выступающим за габаритные размеры устройства крепления крышек к корпусу в собранном положении, а упомянутые крышки имеют толщину меньше разности наружных радиусов муфты и трубы НКТ, которые выполнены с возможностью упругой деформации при установке на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180°, при этом ширина продольного паза для укладки кабеля выполнена такой, что позволяет укладывать в паз вместе с кабелем и капиллярную трубку, которая может находиться как в одной броне с кабелем, так и отдельно от него (патент RU № 70924, кл. E21B 17/00, опубл. 2008.02.20).

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает крепление силового кабеля и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления, совместно, что в целом снижает функциональные возможности протектора и не обеспечивает в должной мере увеличение производительности работы на скважине.

Задачей изобретения является расширение технических возможностей протектора за счет надежного закрепления в одном узле силового кабеля и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления, на муфте трубы НКТ, что обеспечит увеличение производительности работ за счет совмещения нескольких операций, производимых одновременно или разновременно на скважине.

Поставленная задача решается предлагаемым протектором для защиты и крепления силового кабеля на муфте трубы НКТ, включающим цельнолитой корпус с продольным пазом переменного профиля для укладки кабеля питания электродвигателя и дополнительного длинномерного элемента, причем корпус снабжен хомутами, которые укреплены на шарнирах и имеют средства крепления к корпусу, при этом боковые части корпуса выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен наружному диаметру НКТ, корпус имеет выемки для установки на муфту НКТ, одна из полок снабжена для крепления хомутов двумя осями, приближенными к боковой стенке продольного паза для размещения кабеля питания и дополнительного длинномерного элемента, а другая полка снабжена ребром, параллельным дну паза и выступающим за габаритные размеры устройства крепления хомутов к корпусу в собранном положении, а упомянутые хомуты имеют толщину меньше разности наружных радиусов муфты и трубы НКТ, которые выполнены с возможностью упругой деформации при установке протектора на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180°, при этом с внутренней стороны цельнолитого корпуса между его боковыми частями, примыкая к полке с ребром, выполнен дополнительный продольный паз для размещения в нем длинномерного элемента параллельно с кабелем питания электродвигателя, причем длинномерный элемент выполнен в виде геофизического кабеля или кабеля управления.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена половина вида сбоку устройства и половина разреза; на фиг.2 - сечение по А-А, фиг.1; на фиг.3 показано сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 показан протектор для защиты и крепления силового кабеля и дополнительного кабеля, в изометрии; на фиг.5 показан протектор на муфте трубы НКТ, в изомерии.

Протектор для защиты и крепления силового кабеля и дополнительного кабеля на муфте трубы НКТ (фиг.1-5) включает в себя цельнолитой корпус 1 с продольным пазом 2 и боковыми частями 15 и 16, выполненными в виде полок. Силовой кабель 3 питания электродвигателя укладывают в паз 2, а дополнительный кабель 19 укладывают в паз 20, который выполняют на внутренней поверхности цельнолитого корпуса 1, параллельно продольному пазу 2. Два тонкостенных хомута 4 и 5 с одной стороны шарнирно закреплены на полке 15 корпуса 1 с помощью двух шарнирных соединений 6 максимально близко к боковой стенке паза 2, а с другой стороны хомуты 4 и 5 закреплены в двух пазах 7, выполненных в ребре 8 корпуса 1, с помощью натяжных болтов 9, ввернутых в гайки 12, закрепленных на хомутах 4 и 5. Для установки на муфту 17 НКТ в корпусе 1 выполнены выемки 10 и 11. Гайки 12 с ввернутыми болтами 8 имеют возможность вращаться относительно хомутов 4 и 5 в той же плоскости, что и хомуты 4 и 5 вращаются относительно корпуса 1, что упрощает завод хомутов на трубу 14 НКТ и ввод болтов в специальные открытые пазы 7, выполненные в ребре 8 корпуса 1, с последующим ввертыванием болтов 9, в гайки 12, с обеспечением плотного прижима силового кабеля 3 и дополнительного кабеля 19 ко дну 13 продольных пазов 2 и 20, корпуса 2 и к трубе 14 НКТ. Малое поперечное сечение хомутов 4 и 5 и значительная их длина приводят при затяжке к появлению упругих деформаций, которые снижают вероятность отворачивания резьбовых соединений в условиях повышенных вибраций. Полки 15 и 16 имеют внутренний диаметр стенок, равный диаметру насосно-компрессорной трубы 14. Ребро 8, выполненное на полке 16 корпуса 1 параллельно дну 13 пазов 2 и 20, выступает за габаритные размеры устройства крепления крышек к корпусу, т.е. за шарнирные соединения 6 и болты 9. Хомуты 4 и 5 охватывают трубу 14 на угол более 180°, что позволяет уменьшить габариты корпуса 1 и увеличить свободное сечение скважины. Ширина пазов 2 и 20 выполнена такой, что позволяет закрепить в них вместе с силовым кабелем 3 (фиг.2) и дополнительный кабель 19, в частности геофизический кабель или кабель управления.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для установки на колонну НКТ корпус 1 заводится за тело трубы 14, поднятой над поверхностью скважины так, чтобы средняя часть корпуса охватывала соединительную муфту 17. Кабель 3 и дополнительный кабель 19 размещают в пазах 2 и 20. После этого корпус 1 прижимается к участкам трубы 14 находящимися сверху и снизу муфты 17 хомутами 4 и 5 посредством натяжных болтов 9, заведенных в пазы 7. При этом силовой кабель 3 и дополнительный кабель 19 фиксируются дном 13, пазов 2 и 20, и внешней частью муфты 17. Устройство для защиты и крепления силового кабеля и дополнительного кабеля устанавливают по всей длине колонны НКТ в местах их соединения муфтами, что позволяет надежно защитить силовой кабель и дополнительный кабель от механических воздействий со стороны муфт НКТ и колонны обсадных труб, а уязвимые места конструкции устройства - от контакта со стыками и внутренними поверхностями обсадных труб.

Изобретение позволяет повысить надежность крепления силового кабеля и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля, кабеля управления или других видов кабелей, к колонне НКТ, облегчить и упростить монтаж.