ЭЛЕКТРОИЗОЛЯТОР Российский патент 1998 года по МПК E21B36/00 

Изобретение относится к электрооборудованию, в частности к нефтяному электрооборудованию, и может найти применение при электронагреве нефтескважин с целью очистки их от парафина.

Известен электроизолятор [1], выполненный в виде ступенчатой втулки, напрессованной на насосно-компрессорной трубе (НКТ). Электроизолятор обеспечивает надежную изоляцию НКТ от обсадной колонны.

Однако такой электроизолятор имеет ряд недостатков. К этим недостатком относится сложность установки его на насосно-компрессорную трубу, т.к. труба по ГОСТ имеет диаметр с полем допуска мм. По этой причине внутренний диаметр элетроизолятора выполняется меньше минимального диаметра трубы НКТ, а следовательно, напрессовка электроизолятора вначале выполняется с большим усилием, затем в процессе продвижения его по трубе под действием неровностей на ее поверхности отверстие электроизолятора увеличивается до фактического диаметра трубы, что не обеспечивает их надежного соединения и электроизоляторы скользят по трубе.

Кроме изложенного, утолщенная сплошная часть электроизолятора не позволяет циркулировать жидкости между трубами и способствует накоплению примесей, ржавчины, что приводит к короткому замыканию и поломке системы электронагрева.

Данный электроизолятор невозможно использовать повторно, т.к. при его установке и съема внутреннее отверстие увеличивается и он не может фиксироваться на трубе в необходимом месте.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электроизолятор американской фирмы [2], принятый за прототип. Электроизолятор состоит из двух полукорпусов, замковых выступов, кольцевых выступов, продольных ребер. Электроизолятор устанавливается на НКТ следующим образом. Полукорпуса, охватывая трубу, вдвигаются один в другой по направляющим замков до их защелкивания (запирания), после чего два полукорпуса, соединенные по плоскости, образуют электроизолятор. Преимущество электроизолятора данной конструкции по сравнению с упомянутыми выше в том, что он легче устанавливается на трубу, обеспечивает циркуляцию жидкости между трубами, менее материалоемок, облегчен его съем с трубы.

Однако данный электроизолятор не надежно (не жестко) закрепляется на НКТ в необходимом месте по причине невозможности компенсировать поле допуска диаметра трубы и обеспечить натяг, что приводит к самоперемещению изоляторов и нарушению изоляции на многих участках километровой длины подогреваемой части трубы. Кроме того, на поверхностях центрирующих ребер скапливаются различные примеси, в т. ч. токопроводящие, и происходит электропробой между трубами, аналогичный пробой происходит и по поверхности стыковки полукорпусом.

Все изложенное не позволяет надежно изолировать трубы, из-за чего часто приходится останавливать скважину на ремонт.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности изоляции.

Технический результат достигается тем, что в известном электроизоляторе, установленном на НКТ, содержащем пластмассовый корпус в виде цилиндрической втулки с наружными продольными центрирующими ребрами и торцевыми скосами, на двух торцах корпуса выполнены наружные конусные поверхности, на внутренней поверхности выполнены продольные ребра, с одного торца которых расположены наружные канавки, причем высота продольных ребер на внутренней поверхности корпуса выполнена с учетом обеспечения гарантированного обжатия трубы, а торца наружных ребер выполнены обтекаемой формы. При этом наружные канавки выполнены конусными, наружные ребра - в форме трапеции, а торцевые скосы наружных ребер - трехсторонними.

Сущность изобретения заключается в том, что выполнение на двух торцах корпуса известного электроизолятора наружных конусных поверхностей, на внутренней поверхности - продольных ребер, с одного торца которых расположены наружные канавки, а торцов наружных ребер - обтекаемой формы, позволило установить корпус на НКТ с натягом, что исключило самоперемещение и тем самым повысило надежность изоляции, а также исключило накопление различных вредных твердых примесей, что предотвратило электропробой.

На фиг.1 - 4 показана конструкция предлагаемого электроизолятора.

Электроизолятор, установленный на НКТ 5, содержит пластмассовый корпус в виде цилиндрической втулки с толщиной стенки S, которая переходит по конусу высотой h в меньшую толщину B на торцах корпуса. На цилиндрической поверхности изолятора расположены наружные продольные центрирующие ребра 3 и 4, три из которых отличаются по высоте на величину Z₁, и с торцевыми скосами обтекаемой формы, выполненными, в частности, конусными под углами α , β . На внутренней поверхности электроизолятора выполнены продольные ребра 1 высотой Z, с одного торца которых расположены наружные канавки 2, предназначенные для обеспечения минимальной толщиной стенки B по всему периметру торца.

Также наружные канавки могут быть выполнены конусными, наружные ребра - в форме трапеции, а торцевые скосы наружных ребер - трехсторонними.

Электроизолятор изготовлен из упругой пластмассы, сохраняющей упругие свойства при деформации его формы.

Электроизолятор работает следующим образом.

Перед установкой на НКТ ее сдавливают в специальном приспособлении с равномерным зажимом P (фиг. 2) по трем высоким ребрам 4 до увеличения его внутреннего диаметра d по внутренним ребрам на величину Z, которая превышает половину максимального допуска диаметра d НКТ, что позволяет получить зазор между изолятором и трубой, обеспечивая тем самым свободную его установку в необходимом месте. Затем, снимая усилие P под воздействием упругих свойств пластмассы, корпус, стремясь возвратиться в исходное положение, надежно охватывает трубу 5, обеспечивая гарантированное сжатие трубы и изменяя свою цилиндрическую форму на многоугольник (фиг.3). Усилие охвата трубы может регулироваться толщиной стенки корпуса S. Снятие изолятора производится аналогично.

По сравнению с прототипом предлагаемый электроизолятор имеет простую и технологическую конструкцию, что повышает надежность изоляции НКТ от обсадной колонны 6, обеспечивает простоту, надежность закрепления изолятора при колебании диаметра НКТ в пределах мм и более, многократность использования, нормальную циркуляцию жидкости между трубами, возможность применения прибора (эхолота) для определения уровня нефти.

Изобретение относится к электрооборудованию нефтяного электрооборудования и может найти применение при электронагреве нефтескважин с целью очистки их от парафина. Электроизолятор содержит пластмассовый корпус в виде цилиндрической втулки с наружными продольными центрирующими ребрами и торцевыми скосами. На двух торцах корпуса выполнена наружные конусные поверхности, на внутренней поверхности выполнены продольные ребра. С одного торца ребер расположены наружные канавки. Высота внутренних ребер выполнена с учетом обеспечения гарантированного обжатия трубы. Торцы наружных ребер выполнены обтекаемой формы. Наружные канавки выполнены конусными, наружные ребра - в форме трапеции, а их торцы - с трехсторонними скосами. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Электроизолятор, установленный на насосно-компрессорной трубе, содержащий пластмассовый корпус в виде цилиндрической втулки с наружными продольными центрирующими ребрами и торцевыми скосами, отличающийся тем, что на двух торцах корпуса выполнены наружные конусные поверхности, на внутренней поверхности выполнены продольные ребра, с одного торца которых расположены наружные канавки, причем высота продольных ребер на внутренней поверхности корпуса выполнена с учетом обеспечения гарантированного обжатия трубы, а торцы наружных ребер выполнены обтекаемой формы. 2. Электроизолятор по п.1, отличающийся тем, что наружные канавки выполнены конусными. 3. Электроизолятор по п.1, отличающийся тем, что наружные ребра выполнены в форме трапеции. 4. Электроизолятор по п.1, отличающийся тем, что торцевые скосы наружных ребер выполнены трехсторонними.