Вентиляционный короб
Группа изобретений относится к вариантам вентиляционного короба для выпуска газов, присутствующих на силовом кабеле, используемом для подачи электроэнергии к электрической погружной насосной установке. Короб имеет переднюю сторону, заднюю сторону, множество боковых сторон, верхнюю сторону и нижнюю сторону. Вентиляционный короб содержит одно или несколько верхних вентиляционных отверстий, расположенных вдоль верхнего края передней стороны, и/или нижней стороны, и/или по меньшей мере одной из множества боковых сторон. Вентиляционный короб также содержит одно или несколько нижних вентиляционных отверстий, проходящих сквозь нижнюю сторону. Верхняя сторона имеет крышку для защиты от атмосферных осадков, проходящую вниз для частичного накрывания верхних вентиляционных отверстий. Технический результат заключается в повышении эффективности выпуска газов, присутствующих на силовом кабеле. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к наземному оборудованию для скважинных насосных установок, более конкретно, но без ограничения этим, к вентиляционному коробу для выпуска скважинных газов в атмосферу.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Погружные электронасосные установки часто используют для добычи жидкостей и газов из подземных скважин. Погружная электронасосная установка в типичном случае содержит различное наземное оборудование для ее электроснабжения и управления ею. Наземное оборудование может содержать трансформаторы, коммутационные панели, приводы с регулируемой скоростью, распределительные коробки и силовые кабели. Энергия от трансформатора подается через силовой кабель к коммутационной панели или к приводу с регулируемой скоростью и затем к распределительной коробке. От распределительной коробки силовые кабели проходят к устью скважины и затем вниз к установленным в скважине двигателю и другому оборудованию.
Во время работы скважинной насосной установки газы из скважины могут перемещаться вверх по кабелю. Поскольку эти газы могут воспламениться, их по соображениям безопасности и во избежание возникновения других проблем нужно выпустить в атмосферу. В прошлом изготовители пытались ввести в распределительные коробки вентиляционные системы на основе клапанов. Однако эти известные вентиляционные коробы не удовлетворяли нормативным требованиям, поскольку механические запорные клапаны подвержены выходу из строя. Поэтому существует потребность в улучшенной вентилируемой распределительной коробке, безопасно и надежно выпускающей газы в атмосферу. На устранение этих и других недостатков уровня техники направлены предпочтительные варианты осуществления изобретения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, предложен вентиляционный короб для выпуска газа, присутствующего на силовом кабеле. Вентиляционный короб имеет внутреннее пространство и одну или большее количество кабельных клемм, проходящих через вентиляционный короб во внутреннее пространство для присоединения кабеля к вентиляционному коробу. Вентиляционный короб также имеет нижнюю сторону с множеством вентиляционных отверстий и по меньшей мере две боковые стороны, имеющие верхние края с верхними вентиляционными отверстиями. Нижние вентиляционные отверстия и верхние вентиляционные отверстия позволяют газу, присутствующему на кабеле, выходить из вентиляционного короба в атмосферу. Вентиляционный короб также имеет верхнюю сторону, соединенную с верхними краями по меньшей мере двух боковых сторон. Верхняя сторона вентиляционного короба может включать крышку для защиты внутреннего пространства короба от дождя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 схематично изображает вид сбоку скважинной насосной установки.
Фиг. 2 изображает в аксонометрии вид спереди предпочтительного варианта выполнения вентиляционного короба.
Фиг. 3 изображает в аксонометрии вид сзади вентиляционного короба, показанного на фиг. 2.
Фиг. 4 изображает вид снизу вентиляционного короба, показанного на фиг. 2.
Фиг. 5 изображает вид спереди вентиляционного короба, показанного на фиг. 2.
Фиг. 6 изображает вид сзади вентиляционного короба, показанного на фиг. 2.
Фиг. 7 изображает вид сбоку вентиляционного короба, показанного на фиг. 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показана сбоку скважинная насосная установка 100, содержащая по меньшей мере один трансформатор 102, блок 104 питания, вентиляционный короб 106, устье 108 скважины и скважинную насосную установку 110. Скважинная насосная установка 110 содержит электродвигатель 111, приводящий в действие насосный механизм при подаче электропитания. Электроэнергия подается от блока 104 питания по силовому кабелю 112 к электродвигателю 111. В предпочтительных вариантах выполнения блок 104 питания является приводом с регулируемой скоростью или контроллером электродвигателя, выполненным с возможностью избирательной подачи энергии на электродвигатель 111.
На фиг. 2 и 3 показаны соответственно вид спереди и вид сзади предпочтительного варианта выполнения вентиляционного короба 106 согласно изобретению. Вентиляционный короб 106 имеет верхнюю сторону 114, переднюю сторону 116, заднюю сторону 118, по меньшей мере две боковые стороны 120 и нижнюю сторону 122 (на фиг. 2 и 3 не показана), ограничивающие внутреннее пространство 124 вентиляционного короба 106 (на фиг. 2 и 3 не показано). Верхняя сторона 114, передняя сторона 116, задняя сторона 118, боковые стороны 120 и нижняя сторона 122 предпочтительно выполнены из металла и приварены друг к другу или жестко скреплены друг с другом иным способом. Передняя сторона 116, задняя сторона 118 и боковые стороны 120 вентиляционного короба 106 могут вместе образовывать ограждение, имеющее по существу прямоугольную, круговую, овальную или неправильную геометрическую форму. Таким образом, термин «короб» не ограничен ограждением с прямоугольным поперечным сечением.
Как видно на фиг. 2, передняя сторона 116 включает дверцу 126 для доступа во внутреннее пространство 124 вентиляционного короба 106, по меньшей мере одну защелку 128 для закрепления дверцы 126 и замковый механизм 130 для запирания дверцы 126. Для закрепления и запирания дверцы 126 могут быть использованы другие известные крепежные средства, включая винты, болты, засовы, штыри и другие средства. Задняя сторона 118 короба 106 содержит множество кронштейнов 132 для его закрепления на различных поверхностях, например на плоской поверхности или на стойке. Согласно изобретению, вентиляционный короб 106 выполнен в соответствии с требованиями 3R ассоциаций UL/NEMA, включая требования по использованию вне помещения, и проверен и сертифицирован в соответствии со следующими стандартами Национальных испытательных лабораторий (NTRL): UL 347:2009, С 22.2 No.253-09, EN 60204-1:2006+А1+АС, EN 60204-11:2000. Защелки 128 представляют собой защелки NEMA 4. Верхняя сторона 114 снабжена крышкой 115 для защиты от атмосферных осадков, проходящей вниз поверх части передней стороны 116, задней стороны 118 и боковых сторон 120.
На фиг. 4 показана нижняя сторона 122 вентиляционного короба 106, через которую проходят две кабельные клеммы 134 для снятия напряжений с кабеля 112 и для его заземления. Нижняя сторона 122 также имеет множество нижних сквозных вентиляционных отверстий 136 для выпуска газов из короба 106. В особо предпочтительном варианте выполнения нижние вентиляционные отверстия 136 выполнены в виде прямоугольных щелей, проходящих насквозь через нижнюю сторону 122 вентиляционного короба.
На фиг. 5-7 показаны соответственно вид спереди, вид сзади и вид сбоку вентиляционного короба 106. На каждом из этих чертежей верхняя сторона 114 изображена пунктирными линиями, чтобы были видны элементы, расположенные под защитной крышкой 115. Передняя сторона 116 имеет верхний край 138, задняя сторона 118 имеет верхний край 140 и боковые стороны 120 имеют верхние края 142. Вентиляционный короб 106 содержит множество верхних вентиляционных отверстий 144, расположенных вдоль верхнего края 138 передней стороны, и/или верхнего края 140 задней стороны, и/или верхнего края 142 по меньшей мере одной боковой стороны. Каждое из верхних вентиляционных отверстий 144 предпочтительно выполнено в виде прямоугольной щели, допускающей газообмен между внутренним пространством 124 вентиляционного короба и атмосферой. Верхние вентиляционные отверстия 144 расположены под защитной крышкой 115 для предотвращения попадания дождя во внутреннее пространство 124 вентиляционного короба 106. Вода от дождя или другая влага, присутствующая во внутреннем пространстве 124, удаляется через нижние вентиляционные отверстия 136. В особо предпочтительном варианте выполнения, показанном на фиг. 5-7, вентиляционный короб 106 имеет верхние вентиляционные отверстия 144 на верхнем крае 138 передней стороны, верхнем крае 140 задней стороны и верхних краях 142 боковых сторон.
При работе скважинной насосной установки 100 скважинные газы часто поднимаются вверх по кабелю 112. Для предотвращения воспламенения газов и взрывов, вызванных искрами, присутствующими в установке, газы нужно выпустить из устья скважины 108 в атмосферу, прежде чем они достигнут блока 104 электропитания. Соответственно, кабель 112 присоединен к клеммам 134 вентиляционного короба 106 для заземления кабеля 112 и для снятия напряжений во внутреннем пространстве 124 вентиляционного короба 106. Любой газ, присутствующий на кабеле 112, выпускается в атмосферу, при этом более легкие газы выходят через верхние вентиляционные отверстия 140, а более тяжелые - через нижние вентиляционные отверстия 136, без использования каких-либо механических запорных клапанов. Вентиляционный короб 106 обеспечивает регулирующий апробированный механизм выпуска газа, применимый во всех промысловых установках с электродвигателями. В предпочтительном варианте выполнения вентиляционный короб 106 препятствует скоплению газов и паровоздушной или газовоздушной смеси в концентрации, превышающей 25% их нижнего порога воспламеняемости, и поэтому является более безопасной альтернативой известным устройствам при эксплуатации в промысловых условиях.
Хотя многочисленные характеристики и преимущества различных вариантов осуществления изобретения были рассмотрены в настоящем описании вместе с деталями конструкции и функциями различных вариантов осуществления изобретения, это описание служит лишь для иллюстрации изобретения и допускаются изменения, особенно в отношении конструкции и расположения элементов, в рамках принципов данного изобретения, выраженных в полной мере общепринятыми широкими значениями терминов, указанных в формуле изобретения. Специалистам в данной области должно быть очевидно, что основные идеи изобретения применимы к другим установками, без отклонения от его объема и сущности.
1. Вентиляционный короб для выпуска газов, присутствующих на силовом кабеле, используемом для подачи электроэнергии к электрической погружной насосной установке, причем вентиляционный короб имеет
переднюю сторону,
заднюю сторону,
множество боковых сторон, по меньшей мере две из которых соединены с передней стороной и задней стороной,
одно или несколько верхних вентиляционных отверстий, расположенных вдоль верхнего края передней стороны и/или верхнего края задней стороны и/или верхнего края по меньшей мере одной из множества боковых сторон,
нижнюю сторону, соединенную с передней стороной, задней стороной и множеством боковых сторон и имеющую одно или несколько нижних сквозных вентиляционных отверстий, и
верхнюю сторону, соединенную с передней стороной, задней стороной и множеством боковых сторон и имеющую крышку для защиты от атмосферных осадков, проходящую вниз от верхней стороны для частичного накрывания указанных одного или нескольких верхних вентиляционных отверстий.
2. Вентиляционный короб по п.1, в котором одна из указанных по меньшей мере двух боковых сторон имеет дверцу для доступа во внутреннее пространство вентиляционного короба, причем дверца содержит по меньшей мере одну защелку для ее закрепления и средство для ее запирания.
3. Вентиляционный короб по п.1, дополнительно содержащий одну или несколько кабельных клемм, проходящих через его нижнюю сторону для присоединения кабелей через вентиляционный короб.
4. Вентиляционный короб по п.3, в котором одна или несколько кабельных клемм проходят через указанную нижнюю сторону во внутреннее пространство вентиляционного короба, обеспечивая средства заземления кабеля и снятие с него напряжений.
5. Вентиляционный короб по п.1, в котором одна из указанных по меньшей мере двух боковых сторон содержит множество кронштейнов для закрепления вентиляционного короба на установочной поверхности.
6. Вентиляционный короб для выпуска газов, присутствующих на силовом кабеле, используемом для подачи электроэнергии к электрической погружной насосной установке, причем вентиляционный короб имеет
переднюю сторону, имеющую верхний край,
заднюю сторону, имеющую верхний край,
две противолежащие боковые стороны, каждая из которых имеет верхний край,
внутреннее пространство, ограниченное верхней стороной, задней стороной и двумя противолежащими боковыми сторонами,
множество верхних вентиляционных отверстий, расположенных вдоль верхнего края передней стороны, верхнего края задней стороны и верхнего края каждой из боковых сторон и сообщающих указанное внутреннее пространство с атмосферой,
нижнюю сторону, соединенную с передней стороной, задней стороной и множеством боковых сторон и имеющую одно или несколько нижних сквозных вентиляционных отверстий, сообщающих указанное внутреннее пространство с атмосферой, и
верхнюю сторону, соединенную с передней стороной, задней стороной и двумя противолежащими боковыми сторонами и имеющую крышку для защиты от атмосферных осадков, проходящую вниз от верхней стороны для частичного накрывания указанного множества верхних вентиляционных отверстий.
7. Вентиляционный короб по п.6, в котором по меньшей мере одно из нижних вентиляционных отверстий представляет собой прямоугольную щель, проходящую насквозь через нижнюю сторону.
8. Вентиляционный короб по п.7, дополнительно содержащий множество нижних вентиляционных отверстий, каждое из которых представляет собой прямоугольную щель, проходящую насквозь через нижнюю сторону.
9. Вентиляционный короб по п.6, в котором каждое из множества верхних вентиляционных отверстий представляет собой прямоугольную прорезь, расположенную вдоль соответствующего верхнего края передней стороны, верхнего края задней стороны и верхних краев боковых сторон.
10. Вентиляционный короб для выпуска газов, присутствующих на силовом кабеле, используемом для подачи электроэнергии к электрической погружной насосной установке, причем вентиляционный короб имеет
переднюю сторону, имеющую верхний край,
заднюю сторону, имеющую верхний край,
две противолежащие боковые стороны, каждая из которых имеет верхний край,
нижнюю сторону, соединенную с передней стороной, задней стороной и множеством боковых сторон,
верхнюю сторону, соединенную с передней стороной, задней стороной и двумя противолежащими боковыми сторонами,
внутреннее пространство, ограниченное верхней стороной, задней стороной и двумя противолежащими боковыми сторонами, и
одно или несколько вентиляционных отверстий, сообщающих указанное внутреннее пространство с атмосферой, причем указанные одно или несколько вентиляционных отверстий всегда находятся в открытом состоянии.
11. Вентиляционный короб по п.10, в котором указанные одно или несколько вентиляционных отверстий дополнительно включают множество верхних вентиляционных отверстий, расположенных вдоль верхнего края передней стороны, верхнего края задней стороны и верхнего края каждой из боковых сторон и сообщающих внутреннее пространство с атмосферой.
12. Вентиляционный короб по п.11, в котором указанные одно или несколько вентиляционных отверстий дополнительно включают множество нижних вентиляционных отверстий, проходящих через нижнюю сторону и сообщающих внутреннее пространство с атмосферой.
13. Вентиляционный короб по п.12, в котором верхняя сторона имеет крышку для защиты от атмосферных осадков, проходящую вниз от верхней стороны для частичного накрывания множества верхних вентиляционных отверстий.
