Устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для крепления токоподводящего кабеля к насосно-компрессорным трубам при насосной добыче нефти. 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. 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. Другая полка снабжена ребром, например параллельным дну паза и выступающим за габаритные размеры устройства крепления крышек к корпусу в собранном положении. Упомянутые крышки имеют толщину меньше разности наружных радиусов муфты и трубы НКТ, выполнены с возможностью упругой деформации при установке на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180°. Повышается надежность устройства, облегчается и упрощается монтаж. 5 ил.
Изобретение относится к предохранительным устройствам кабельных линий питания погружных электродвигателей, используемых в качестве приводов центробежных насосов для добычи нефти и других пластовых жидкостей, и может быть использовано в нефтяной промышленности для крепления токоподводящего кабеля к насосно-компрессорным трубам при насосной добыче нефти.
В современной нефтяной промышленности задача крепления токоподводящего кабеля к насосно-компрессорным трубам решается с помощью различных устройств. Известно, например, устройство для крепления длинномерных изделий к насосно-компрессорным трубам, содержащее металлический хомут и два узла крепления, расположенные соответственно в средней и хвостовой частях хомута (Авт. св. СССР №994678, кл. Е 21 В 17/00, 1983 г .). Однако данная конструкция ненадежна в эксплуатации, так как существует опасность раскрепления хвостовой части, пропущенной через прорезь в теле хомута, и падения ее в скважину.
Известно также 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 (Авт. св. СССР №859594, кл. Е 21 В 17/00, 1978, RU, заявка №93041176, кл. Е 21 В 17/00, 1996 г.). Недостатками данной конструкции устройства являются невозможность его повторного использования из-за отложения парафина и солей на пружинах с упорами, а также ненадежность в эксплуатации устройства из-за больших ударных нагрузок при спускоподъемных операциях, которые ведут к раскрытию корпуса и заклиниванию его между НКТ и обсадной колонной.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является 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, которые снабжены соответствующими верхней и нижней крышками, каждая из которых укреплена на шарнире и имеет винт для крепления к соответствующему резьбовому отверстию верхней и нижней частей корпуса, причем соотношение высоты окна и ширины крышки превышает 2:1 (патент RU №2108439, кл. Е 21 В 17/00, опубл. 10.04.98 г., бюл. №10).
Недостатком данного устройства является возможность разрушения узлов крепления крышек и винтов вследствие контакта элементов устройства со стенками и стыками эксплуатационных труб при спускоподъемных операциях. Возникающие значительные ударные нагрузки при этом могут достигать предельных величин для отдельных узлов, в особенности узлов крепления крышек к корпусу и винтов, что может привести к разрушению устройства и созданию аварийной ситуации. Недостатком известного устройства является также большое поперечное сечение, что уменьшает свободное сечение скважины и затрудняет переток скважинной жидкости при спускоподъемных операциях.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а также повышение надежности и уменьшение поперечного сечения устройства.
Поставленная задача решается предлагаемым изобретением за счет того, что устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам содержит цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя, причем верхняя и нижняя часта 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 корпуса выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен 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, выполнены с возможностью упругой деформации при установке на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180°.
Сущность изобретения заключается в том, что выполнение крышек охватывающими трубу НКТ на угол больше 180° позволяет уменьшить габариты корпуса и за счет этого увеличить свободное сечение скважины, а конструкция цельнолитого корпуса с наличием специального ребра, выступающего за габариты устройства для крепления крышек к корпусу, позволяет создать совместно с поверхностью НКТ и выступами корпуса зоны, свободные от контакта со стыками и стенками эксплуатационных труб, в которых располагаются крышки, оси крышек и устройства для крепления крышек к корпусу. Выполнение крышек толщиной, меньшей толщины муфты, также позволяет устранить контакт крышек со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб и тем самым повысить надежность и долговечность устройства. Выполнение крышек с возможностью упругой деформации облегчает и упрощает монтаж устройства на муфте НКТ.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано предлагаемое устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубами в изометрии, на фиг.2 - вид спереди предлагаемого устройства, на фиг.3 - то же, вид сбоку, на фиг.4 - сечение по А-А на фиг.1, на фиг.5 показаны зоны, свободные от контакта со стыками и стенками эксплуатационных труб, и места расположения крышек, шарниров и зажимных устройств.
Устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам (фиг.1-4) 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. Две тонкостенные крышки 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 крышки 4 и 5 закреплены в двух пазах 7, выполненных в ребре 8 корпуса 1, с помощью натяжных болтов 9, ввернутых в гайки 12, закрепленные на крышках 4 и 5. Для установки на муфту 17 НКТ в полках 15 и 16 корпуса 1 выполнены выемки 10 и 11. Гайки 12 с ввернутыми болтами 9 имеют возможность вращаться относительно крышек 4 и 5 в той же плоскости, что и крышки 4 и 5 вращаются относительно корпуса 1, что упрощает завод крышек за трубу 14 НКТ (фиг.2-4) 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 кабеля 3 к дну 13 продольного паза 2 корпуса 1 и к трубе 14 НКТ. Малое поперечное сечение крышек 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 паза 2 и выступает за габаритные размеры устройства крепления крышек к корпусу, т.е. за шарнирные соединения 6 и болты 9. Крышки 4 и 5 охватывают трубу НКТ 14 на угол более 180°, что позволяет уменьшить габариты корпуса 1 и увеличить свободное сечение скважины. При этом, как показано на фиг. 5 места расположения шарниров, зажимных устройств и крышек находятся вне зоны контакта со стыками и поверхностью обсадных труб 18.
Предлагаемое устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам работает следующим образом. Для установки на колонну насосно-компрессорных труб корпус 1 заводится на тело трубы 14, поднятой над поверхностью скважины, так, чтобы средняя часть корпуса охватывала соединительную муфту 17. Кабель 3 размещается в пазу 2. После этого корпус 1 прижимается к участкам насосной трубы 14 находящимися сверху и снизу муфты 17 крышками 4 и 5 посредством натяжных болтов 9, заведенных в пазы 7. При этом кабель 3 фиксируется дном 13 паза 2 и внешней частью муфты 17. Устройство для крепления кабеля к насосно-компрессорным трубам устанавливают по всей длине колонны насосно-компрессорных труб в местах их соединения муфтами, что позволяет надежно защитить кабель от механических воздействий со стороны муфты НКТ и колонны обсадных труб, а уязвимые места конструкции устройства - от контакта со стыками и внутренними поверхностями обсадных труб.
Изобретение позволяет повысить надежность устройства для крепления силового кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, предотвратить контакт уязвимых элементов конструкции со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при спускоподъемных операциях, уменьшить габариты устройства и его поперечное сечение, облегчить и упростить монтаж.
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, отличающееся тем, что боковые части корпуса выполнены в виде полок, внутренний диаметр стенок которых равен наружному диаметру насосно-компрессорной трубы (НКТ), 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, выполнены с возможностью упругой деформации при установке на муфту и охватывают трубу НКТ на угол больше 180°.
