Результат интеллектуальной деятельности: ПРОТЕКТОР УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использовано для крепления токопроводящего кабеля к колонне труб в скважине.

Известные из уровня техники устройства чаще всего представляют собой удлиненный корпус, имеющий возможность установки в обхват насосно-компрессорных труб, как минимум две скобы, расположенные вдоль корпуса, соединенные с ним шарнирно и узлы фиксации скоб в закрытом положении (патент РФ №12432, 1999 г., №16012, 2000 г., №30382, 2003 г., №34616, 2003 г., №34960, 2003 г., №35650, 2004 г., 52418, 2006 г., №69911, 2007 г., №70294, 2007 г.).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому является устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб (патент РФ №44139 от 13.09.2004 г.). Известное устройство для крепления токопроводящего кабеля к колонне насосно-компрессорных труб содержит удлиненный корпус с продольным углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны, выполненные с возможностью обхватывания насосно-компрессорных труб на участке их соединения, две зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими трубы, каждая скоба снабжена пружинным элементом, расположенным с возможностью поджатия труб к корпусу, части корпуса имеют фиксирующие выступы, а в скобах выполнены соответствующие выступам фиксирующие пазы. Корпус выполнен из стали «марки 20», оси шарнирных соединений - из прутка нержавеющей стали, зажимные скобы - из стали «марки 65Г». По меньшей мере на одном конце продольного углубления выполнен овальный в сечении поперечный выступ для фиксации кабеля за счет сил трения от прижатия его к соединительным трубам и исключения углового перегиба.

Известное устройство при простоте конструкции и применении оптимального соотношения свойств материала корпуса, зажимных скоб и деталей шарнирных соединений позволяет снизить себестоимость изделия в целом, быстро устанавливать и снимать устройство с колонны труб, а также за счет наличия овального в сечении поперечного выступа происходит надежная фиксация кабеля.

Однако известное устройство, как и другие аналоги, предназначено для узкого диапазона толщины кабелей порядка 3,5…4 мм. Одно из Единых технических требований … к оборудованию для добычи нефти является фиксация погружного кабеля в диапазоне толщин 11,5…17 мм от осевого перемещения при усилии, равном двукратной массе погружного кабеля длиной 10 м (20-30 кг). Кроме того, внешние диаметры муфты и трубы имеют допуски (до ±1 мм). При минимально возможных диаметрах трубы, муфты и кабеля толщиной 12 мм имеются зазоры между ними и элементами протектора. В этом случае устройство работает не корректно - пружины скоб не выполняют своего функционального назначения, так как пружина полностью разжата и надежной фиксации кабеля нет. Для обеспечения надежной фиксации кабеля разной толщины требуются разные варианты исполнения элементов конструкции, толщина которых определяется опытным путем. Данная конструкция трудно поддается расчетам, и требуется частая доработка оснастки, постоянная корректировка конструкторской документации под каждый конкретный заказ. Это приводит к излишне большой номенклатуре протекторов, что, в свою очередь, усложняет как изготовление, так и применение данных изделий.

Использование предлагаемого изобретения решает задачу создания устройства защиты электрического кабеля универсальной конструкции, обеспечивающего надежное удержание электрического кабеля, исключающего его повреждение в процессе эксплуатации.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство содержит корпус, который в рабочем положении охватывает приблизительно половину поверхности трубы на участке крепления устройства. То есть поперечное сечение корпуса имеет в целом дугообразную форму. Завершают охват трубы в рабочем положении верхняя и нижняя скобы, крепящиеся к корпусу шарнирным соединением. Верхняя и нижняя части корпуса имеют фиксирующие выступы, а в скобе выполнены соответствующие выступам фиксирующие отверстия. С внутренней стороны корпуса выполнен продольный желоб для укладки кабеля. Корпус устройства наиболее оптимально изготавливать цельнотянутым. Упомянутые части корпуса выполнены с защитными экранами, расположенными по краям средней части корпуса с возможностью частичного охватывания труб и выступающими в поперечном направлении за пределы поперечных размеров шарнирных соединений, участков фиксации скобы и частей корпуса.

Каждая скоба, как правило, снабжена пружинным элементом. Пружинный элемент состоит из двух навстречу направленных язычков, отогнутых по дуге внутрь корпуса.

Новым является оригинальная конструкция корпуса, имеющая двойной перегиб в средней части для увеличения силы прижатия кабеля к трубе. В таком виде протектор обеспечивает надежную фиксацию кабеля в диапазоне толщин 11…18 мм.

Кроме того, новым является то, что для фиксации кабеля с меньшими толщинами в корпусе протектора с каждой стороны двойного перегиба предусмотрена установка спецключей, имеющих оригинальную конструкцию, изготовленных из того же материала, что и протектор. Спецключи совмещены с корпусом посредством отверстий и выполняют роль прокладки между кабелем и корпусом. Для установки спецключ совмещаются с отверстиями в корпусе и совершается поворот до полной фиксации. С установленными спецключами протектор обеспечивает установку и фиксацию кабелей толщиной 9…14 мм. Демонтаж спецключей производится в обратной последовательности.

На самом корпусе на концах продольного желоба выполнены отбойники, имеющие форму выступа и предназначенные для защиты спецключей во время погружения кабеля в скважину.

Указанные признаки изобретения являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата. Одной из особенностью предложенного решения является наличие в протекторе двойного перегиба средней части корпуса, форма и расположение которого обеспечивает надежную фиксацию кабеля с трубой в диапазоне 11…18 мм, а введение в конструкцию протектора спецключей позволяет фиксировать кабели в диапазоне 9…14 мм, увеличивая тем самым универсальные качества протектора.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 - общий вид устройства.

На фиг. 2 - вид пружинной скобы и оси.

На фиг. 3 - общий вид спецключа.

Протектор универсальный (фиг. 1, фиг. 2) содержит корпус 1 с двойным перегибом в средней части, продольный желоб для укладки кабеля 2, две скобы 3, скрепленные осью 4 с корпусом 1, и совмещенный с корпусом спецключ 5. Каждая скоба 3 снабжена пружинным элементом 6 в виде дугообразно отогнутых внутрь язычков. На корпусе 1 имеются упоры 7, а в скобах выполнены соответствующие упорам пазы 8. На свободном конце каждой скобы выполнен паз 9 для технологического ключа, а на корпусе 1 имеется ответный паз 10. В средней части корпуса 1 расположены защитные экраны 11 в виде изогнутых пластин.

На концах корпуса 1 выполнены отбойники 12, имеющие форму выступа для защиты спецключа 5 (фиг. 3) во время погружения в скважину.

Установку устройства на колонну труб и защиты его от механических повреждений производят следующим образом.

В продольный желоб корпуса укладывают кабель 2. Затем устройство накладывают на муфту 13, соединяющую трубы 14 в колонне, и закрепляют скобой 3 выше и ниже муфты 13. При этом зажатие кабеля 2 происходит между трубой 14 и корпусом протектора 1. В таком виде протектор обеспечивает надежную фиксацию кабеля в диапазоне толщин 11…18 мм. Для фиксации кабеля 2 с меньшими толщинами предусмотрена установка спецключей 5, совмещенных с корпусом посредством отверстий, расположенных с каждой стороны двойного перегиба корпуса 1. Для совмещения спецключей с корпусом протектора необходимо утопить спецключи в отверстия корпуса и повернуть на 90 градусов. С установленными спецключами протектор обеспечивает фиксацию кабелей толщиной 9…14 мм. Демонтаж спецключа производится в обратной последовательности.

Предлагаемое новое техническое решение позволяет добиться следующих преимуществ:

- устройство имеет простую и надежную в эксплуатации конструкцию, обеспечивающую надежное удержание и защиту электрического кабеля в скважине;

- конструктивное выполнение спецключа рассчитано таким образом, что невозможно его отсоединение от протектора, пока последний находится в трубе шахты;

- за счет своей формы корпуса протектор позволяет крепить кабели толщиной в диапазоне 11…18 мм без спецключа и 9…14 мм со спецключом;

- при использовании кабелей большей толщины спецключ можно не закатывать и при желании потребителя может не поставляться;

- устройство не содержит винтовых соединений и мелких деталей, подверженных коррозии, что устраняет опасность аварий, связанных с попаданием в скважину составных частей устройства при проведении монтажа;

- диапазон разности толщин кабеля увеличен до 9 мм, что дает запас в надежности фиксации кабелей из-за влияния допусков как самого протектора, так и труб и самих кабелей.

Новое техническое решение протектора универсального отличается от известных технических решений новизной, просто в изготовлении, удобно при монтаже и демонтаже, надежно в эксплуатации и его использование в производстве даст положительный технико-экономический эффект за счет своей универсальной конструкции и введения дополнительного элемента в виде спецключа, позволяющего увеличивать диапазон используемых кабелей.