Устройство защиты силового кабеля в скважине

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для защиты силового кабеля электроцентробежного насоса от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса. Устройство содержит корпус из эластичного материала и элементы его крепления, расположенные на муфте подвески насосно-компрессорных труб. Корпус выполнен в виде втулки, охватывающей муфту подвески насосно-компрессорных труб и разрезанной в вертикальной плоскости на две симметричные части, на стенках которых в направлении горизонтальной плоскости выполнены пазы и выступы, совмещенные с выступами и пазами другой части. На наружной поверхности корпуса выполнены пазы для укладки силового кабеля и дополнительно выполнена кольцевая канавка для элементов крепления силового кабеля. Поверхности выступов той и другой части выполнены зубчатыми для взаимодействия между собой и фиксации положения частей корпуса. Для исключения разъединения частей устройства внутри эксплуатационной колонны размеры выступов, выполненных в горизонтальной плоскости, превышают максимальный зазор между внутренним диаметром эксплуатационной колонны и наружным диаметром устройства. Технический результат - увеличение надежности работы устройства и предотвращение механических повреждений колонн. 3 ил.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей отрасли, и может быть использовано для защиты силового кабеля электроцентробежного насоса от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса.

Известны устройства защиты силового кабеля в скважине, выпускаемые как в Российской Федерации, так и за рубежом [2], [3].

Наиболее близким аналогом (прототипом) по техническим решениям является устройство защиты силового кабеля в скважине [1], содержащее корпус из эластичного материала и элементы его крепления на муфте подвески насосно-компрессорных труб.

Недостатком известного устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений являются сложность конструкции, ненадежность в процессе эксплуатации и капитальные затраты, связанные с ремонтом скважин.

Техническая задача состоит в увеличении надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, в предотвращении механических повреждений колонн, оборудования, в сокращении капитальных затрат, связанных с ремонтом оборудования, скважин.

Решение технической задачи достигается тем, что на наружной поверхности корпуса дополнительно выполнена кольцевая канавка для элементов крепления силового кабеля, а поверхности выступов той и другой части выполнены зубчатыми для взаимодействия между собой и фиксации положения частей корпуса, при этом для исключения разъединения частей устройства внутри эксплуатационной колонны размеры выступов, выполненных в горизонтальной плоскости, превышают максимальный зазор между внутренним диаметром эксплуатационной колонны и наружным диаметром устройства.

На фиг.1 изображено в устройстве защиты силового кабеля в скважине - общий вид. На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 - положение муфты с подвеской насосно-компрессорных труб, с устройством защиты силового кабеля в скважине в зонах искривления ствола скважины, в наклонно-направленной горизонтальной скважине (взаимодействие устройства защиты силового кабеля с внутренним диаметром эксплуатационной колонны в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом).

Устройство защиты силового кабеля в скважине содержит: корпус в виде втулки, охватывающей муфту подвески насосно-компрессорных труб, выполненный из эластичного материала и разрезанный на две симметричные половинки 1, муфту 2; подвеску насосно-компрессорных труб 3; пазы в одной половинке 4; выступы в другой половинке 5; зубчатые поверхности 6; пазы для укладки силового кабеля 7; силовой кабель 8; кольцевую канавку 9; элементы крепления 10 симметричных половинок корпуса и силового кабеля, размеры выступов в горизонтальной плоскости 11; эксплуатационную колонну 12; внутренний диаметр эксплуатационной колонны 13; наружный диаметр устройства защиты силового кабеля в скважине 14 (фиг. 2), максимальный зазор между внутренним диаметром эксплуатационной колонны и наружным диаметром устройства защиты силового кабеля в скважине 15 (фиг. 3).

В статистическом положении элементы устройства защиты силового кабеля в скважине взаимодействуют следующим образом.

Над устьем скважины после свинчивания очередной насосно-компрессорной трубы 3 корпус 1, выполненный из эластичного материала, разрезанный на две симметричные половинки через пазы в одной половинке 4, выступы в другой половинке 5 охватывает муфту 2 с фиксацией положения частей корпуса через зубчатые поверхности 6.

При этом нет необходимости в процессе монтажа над устьем скважины ориентировать симметричные половинки корпуса 1, так как пазы 4, выступы 5 и зубчатые поверхности 6 - взаимозаменяемые.

Силовой кабель 8 прокладывается в пазу 7 и устройство защиты силового кабеля в скважине совместно с силовым кабелем стягивается элементом крепления 10 через кольцевую канавку 9 на муфте 2.

В качестве элемента крепления 10 можно использовать "клямс" (гибкий металлический ремень), который применяется в настоящее время для крепления силового кабеля к подвеске насосно-компрессорных труб.

Подвеска насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом, с силовым кабелем и устройством защиты силового кабеля в скважине спускается в эксплуатационную колонну 12 на глубину, определяемую свинчиванием очередной насосно-компрессорной трубы над устьем скважины.

В динамическом положении элементы устройства защиты силового кабеля в скважине взаимодействуют следующим образом.

В процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом и силовым кабелем в зонах искривления ствола скважины, особенно у наклонно-направленных или горизонтальных скважин, происходит трение между наружным диаметром устройства защиты силового кабеля в скважине 14 и внутренним диаметром 13 эксплуатационной колонны 12 (фиг. 3).

Следовательно, исключается взаимодействие силового кабеля 8 с внутренним диаметром эксплуатационной колонны и силовой кабель не будет иметь механических повреждений при спуске-подъеме подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом.

Размеры выступов в горизонтальной плоскости симметричных половинок корпуса, превышающие максимальный зазор 15 (фиг. 3), при взаимодействии устройства защиты силового кабеля в скважине и внутреннего диаметра 13 эксплуатационной колонны 12 в зонах искривления ствола скважины или у наклонно-направленных, горизонтальных скважин исключают рассоединение симметричных половинок устройства в случае повреждения элемента крепления 10.

Следовательно, устройство защиты силового кабеля будет извлечено из скважины, не создавая аварийной ситуации в сравнении с аналогом [1].

Предложенное новое техническое решение устройства защиты силового кабеля в скважине решает техническую задачу по защите силового кабеля от механических повреждений в наклонно-направленных горизонтальных скважинах и в скважинах с искривленными стволами.

Новое техническое решение устройства защиты силового кабеля от механических повреждений в скважине отличается от известных технических решений новизной, просто в изготовлении, удобно при монтаже и демонтаже, надежно в эксплуатации, конкурентноспособно и его использование в производстве даст положительный технико-экономический эффект за счет надежности эксплуатации нефтяных скважин, оснащенных электроцентробежными насосами и снижения капитальных затрат на ремонт скважин.

Источники информации 1. Патент RU 2120537, 6 E 21 B 17/10, 1998 г.

2. Патент US 4042023, E 21 B 17/10, 1997 г.

3. Патент US 3893778, E 16 L 58/00, 1975 г.

Формула изобретения

Устройство защиты силового кабеля в скважине, содержащее корпус из эластичного материала и элементы его крепления, расположенные на муфте подвески насосно-компрессорных труб, при этом корпус выполнен в виде втулки, охватывающей муфту подвески насосно-компрессорных труб и разрезанной в вертикальной плоскости на две симметричные части, на стенках которой в направлении горизонтальной плоскости выполнены пазы и выступы, совмещенные с выступами и пазами другой части, а на наружной поверхности корпуса выполнены пазы для укладки силового кабеля, отличающееся тем, что на наружной поверхности корпуса дополнительно выполнена кольцевая канавка для элементов крепления силового кабеля, а поверхности выступов той и другой части выполнены зубчатыми для взаимодействия между собой и фиксации положения частей корпуса, при этом для исключения разъединения частей устройства внутри эксплуатационной колонны размеры выступов, выполненных в горизонтальной плоскости, превышают максимальный зазор между внутренним диаметром эксплуатационной колонны и наружным диаметром устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3