ВВОД КАБЕЛЬНЫЙ Российский патент 2001 года по МПК F16L19/03 

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано в качестве ввода кабельного высокого давления или для уплотнения гибкой насосно-компрессорной трубы в скважине.

Известны вводы кабельные, содержащие корпус, стяжные гайки, уплотнительные втулки и кольца из эластичного материала (см. патент Швейцарии N 385575, кл. 47 F 8/03, 1965 г.).

Известные вводы кабельные, содержащие уплотнительные элементы из эластичного материала, недостаточно надежны в эксплуатации систем высокого давления среды.

Известен ввод кабельный, содержащий корпус, гайку, уплотнительные кольца и втулку (см. СССР а.с. N 1634931, М. кл. F 16 L 19/08, 1991 г.).

Недостатком известного ввода кабельного является эксплуатационная ненадежность при демонтаже уплотнительного элемента.

Для извлечения втулки из гнезда требуется большое усилие. При извлечении одной части втулки вторая часть втулки остается в гнезде и затрудняет повторный монтаж.

Решение технической задачи достигается тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена конусной с входным и выходным резьбовыми участками на концах, входной патрубок выполнен с возможностью резьбового соединения с гайкой, а выходной патрубок выполнен с возможностью резьбового соединения с патрубком и снабжен плечиками под уплотнительные кольца, уплотнительная втулка выполнена из полиуретана и имеет наружную конусную поверхность под гнездо в корпусе и осевое отверстие под кабель, причем стенки втулки прорезаны вдоль оси, а линия разреза выполнена по синусоиде с возможностью увеличения площади контакта в стыке.

Для улучшения монтажа и демонтажа ввода кабельного в теле втулки вдоль оси выполнены дополнительные отверстия под отдельные жилы кабеля, внутренние стенки отверстий и наружные стенки втулки прорезаны вдоль оси по синусоиде с возможностью разделения втулки на две части, причем в одной части втулки закреплен штырь с отгибом на заделанном конце и петлей на свободном конце, гайка снабжена опорным кольцом, свободно сочлененным по соответствующим канавкам фиксатором, выполненным в виде пружинного разрезного проволочного кольца, а обращенный к гайке опорный торец втулки армирован половинками шайб с отверстиями под штырь и жилы кабеля.

На фиг. 1 изображен ввод кабельный, общий вид; на фиг. 2 - уплотнительная втулка, общий вид; на фиг. 3 - уплотнительная втулка, вид сверху; на фиг. 4 - уплотнительная втулка под кабель или под гибкие насосно-компрессорные трубы.

Ввод кабельный имеет (фиг. 1, 2, 3) корпус 1, уплотнительную втулку 2, гайку 3, штырь с петлей 4, опорное кольцо 5, пружинное разрезное кольцо 6, половинки шайб 7, уплотнительные кольца 8, отверстия под жилы кабеля 9, стенки между отверстиями 10, линии разрезов по синусоиде 11.

Ввод кабельный для кабеля или гибкой насосно-компрессорной трубы (на фиг. 4) имеет уплотнительную втулку 12, отверстие 13, линии разрезов по синусоиде 14 и конусную поверхность 15.

Предложенное устройство используется для уплотнения в устьевом оборудовании гибких насосно-компрессорных труб, гибкого многожильного кабеля или отдельных жил кабеля.

Перед спуском в скважину электроцентробежного насоса кабель пропускают через гайку 3 вовнутрь корпуса 1, соединительный патрубок фонтанной арматуры, затем конец кабеля соединяют с ЭЦН. Спуск насоса выполняют на металлических насосно-компрессорных трубах, а кабель одновременно протягивают через упомянутые выше детали. Трубы и кабель фиксируют между собой, продолжают спуск до определенного уровня, устанавливают фонтанную арматуру, после чего осуществляют герметизацию кабеля.

В статическом состоянии элементы ввода кабельного взаимодействуют следующим образом.

Уплотнительная втулка 2 своими частями охватывает жилы кабеля, которые располагаются в соответствующих отверстиях 9, наружная конусная поверхность уплотнительной втулки совмещается с конусной поверхностью корпуса 1, причем обе части уплотнительной втулки точно совмещаются по синусоидальным разрезам 11, выполненным в стенках 10.

На армированный торец втулки половинками шайб 7 опирается кольцо 5, свободно сочлененное с гайкой 3 пружинным разрезным кольцом 6.

В динамическом состоянии элементы ввода кабельного взаимодействуют между собой следующим образом.

Корпус 1 навинчивают на соединительный патрубок и резьбовой зазор герметизируют при помощи уплотнительных колец 8.

Завинчивают гайку 3, усилие передается через опорное кольцо 5 на армированный торец уплотнительной втулки 2, на конусную поверхность корпуса 1, одновременно создается усилие герметизации жил кабеля за счет деформации полиуретана и поверхностей синусоидальных разрезов.

При определенном усилии свинчивания обеспечивается полная герметизация жил кабеля и конусных поверхностей корпуса и уплотнительной втулки, рассчитанная на высокое давление рабочей среды.

Предлагаемое устройство в сравнении с базовыми образцами имеет более расширенные эксплуатационные возможности.

При демонтаже ввода кабельного освобождается гайка 3 с опорным кольцом 5.

При помощи рычага и накидной петли на штырь 4 уплотнительная втулка 2 высвобождается из конусного гнезда корпуса 1. Обе части уплотнительной втулки 2 благодаря синусоидальным поверхностям за счет выступов и впадин, извлекают одновременно. Сочленение частей по синусоидальным поверхностям кроме улучшения герметизации обеспечивает легкость демонтажа, создает условие надежной эксплуатации предложенного ввода кабельного.

На предприятии НПП "ЭТАЛОН" были изготовлены втулки (сальники кабельного ввода) и прошли испытания с замечаниями (см. акт 12.02.1999 г., г.Сургут).

Выполненные безотходные разрезы по синусоиде 11 уплотнительной втулки 2 или уплотнительной втулки 12 для гибких насосно-компрессорных труб по синусоиде 14 обеспечивает надежную герметичность проходящих через отверстия 9 и 13 жил кабеля или гибкой насосно-компрессорной трубы при одновременном обеспечивании герметичности по конусной поверхности 15 в процессе эксплуатации скважины.

Опытные образцы ввода кабельного и уплотнительной втулки для гибких насосно-компрессорных труб были изготовлены на НПП "ЭТАЛОН" по техническим решениям авторов и прошли испытания в ОАО "Черногорнефть" г. Нижневартовск (см. акт. 31.02.1999 г.).

Наличие армированного половинками шайб 7 опорного торца втулки предохраняет жилы в процессе монтажных операций и эксплуатации от повреждения так как исключается смещение шайб опорным кольцом 5.

На месторождениях Российской Федерации используются электроцентробежные насосы и гибкие насосно-компрессорные трубы. Существующие технические решения герметизации жил кабеля и гибких труб не обеспечивают надежную герметичность в процессе эксплуатации, что приводит к дополнительным затратам, к загрязнению окружающей среды и к авариям. Предложенные новые технологические решения ввода кабельного повышают уровень надежности эксплуатации скважин, обеспечивая герметичность жил кабеля и гибких насосно-компрессорных труб при давлении Мпа-21 и выше.

Выполнены научно-технические исследования по данным техническим решениям и изготовлены образцы изделий, которые успешно проходят испытания на месторождениях Российской Федерации.

Ввод кабельный предназначен для использования в нефтегазодобывающей промышленности. Ввод содержит корпус, гайку, соединительный патрубок, уплотнительные кольца и уплотнительную втулку. Внутренняя поверхность корпуса выполнена конусной с входным и выходным резьбовыми участками на концах, первый выполнен с возможностью резьбового соединения с гайкой, а второй - с возможностью резьбового соединения с патрубком и снабжен плечиками под уплотнительные кольца; уплотнительная втулка выполнена из полиуретана и имеет наружную конусную поверхность под гнездо в корпусе и осевое отверстие под кабель, причем стенки втулки прорезаны вдоль оси, а линия разреза выполнена по синусоиде с возможностью увеличения площади контакта в стыке. В теле втулки вдоль оси выполнены дополнительные отверстия под отдельные жилы кабеля, внутренние стенки отверстий и наружные стенки втулки прорезаны вдоль оси по синусоиде с возможностью разделения втулки на две части, причем в одной части втулки закреплен штырь с отгибом на заделанном конце и петлей на свободном конце. Изобретение обеспечивает экологическую безопасность, упрощение техники обслуживания, повышение надежности. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Ввод кабельный, содержащий корпус, гайку, соединительный патрубок, уплотнительные кольца и уплотнительную втулку, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена конусной с входным и выходным резьбовыми участками на концах, входной участок выполнен с возможностью резьбового соединения с гайкой, а выходной участок выполнен с возможностью резьбового соединения с патрубком и снабжен плечиками под уплотнительные кольца, уплотнительная втулка выполнена из полиуретана и имеет наружную конусную поверхность под гнездо в корпусе и осевое отверстие под кабель, причем стенки втулки прорезаны вдоль оси, а линия разреза выполнена по синусоиде с возможностью увеличения площади контакта в стыке. 2. Ввод кабельный по п.1, отличающийся тем, что в теле втулки вдоль оси выполнены дополнительные отверстия под отдельные жилы кабеля, внутренние стенки отверстий и наружные стенки втулки прорезаны вдоль оси по синусоиде с возможностью разделения втулки на две части, причем в одной части втулки закреплен штырь с отгибом на заделанном конце и петлей на свободном конце, гайка снабжена опорным кольцом, свободно сочлененным по соответствующим канавкам фиксатором, выполненным в виде пружинного разрезного проволочного кольца, а обращенный к гайке опорный торец втулки армирован половинками шайб с отверстиями под штырь и жилы кабеля.