ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В СКВАЖИНЕ Российский патент 2005 года по МПК E21B17/10 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей отрасли, и может быть использовано для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса в скважине.

Известны протекторы для защиты силового кабеля в скважине, содержащие разъемные корпусы, элементы крепления и отверстия под разжимной ключ (2, 3).

Недостатками известных протекторов являются сложность конструкции, сложность в изготовлении, неудобства при монтаже и демонтаже на устье скважины.

Известен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус и паз для размещения силового кабеля (1).

Недостатками известного протектора являются сложность конструкции, нетехнологичность, сложность в изготовлении, неудобства при монтаже и демонтаже на устье скважины, ненадежность в процессе эксплуатации.

Задача изобретения состоит в сокращении элементной базы конструкции протектора для защиты силового кабеля в скважине, в повышении технологичности при изготовлении, в удобстве использования при монтаже и демонтаже на устье скважины, в увеличении надежности при эксплуатации и конкурентоспособности.

Технический результат достигается тем, что протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус и паз для размещения силового кабеля, отличающийся тем, что он имеет отражатели для взаимодействия с внутренними каналами эксплуатационных колонн, а корпус выполнен замкнутым, в виде серьги, с утолщенной частью и каналом для обхвата насосно-компрессорной трубы, при этом в утолщенной части выполнено гнездо и расположен паз, выполненный открытым для ввода под углом α к оси паза силового кабеля и его фиксации при свинчивании трубы с муфтой на устье скважины, причем ширина открытого паза меньше ширины силового кабеля, а поверхности гнезда, захватывающие силовой кабель, выполнены с возможностью прижатия кабеля к поверхности насосно-компрессорной трубы.

Для крепления протектора на подвеске насосно-компрессорных труб и одновременной герметизации резьбового соединения при свинчивании муфты и трубы на торце корпуса протектора соосно с осью канала выполнена обточка для взаимодействия с внутренним диаметром расточки в муфте и с наружным диаметром сбега конической резьбы насосно-компрессорной трубы.

На фиг.1 изображена установка протектора для защиты силового кабеля над устьем скважины в разрезе.

На фиг.2 изображен зафиксированный протектор на подвеске после свинчивания насосно-компрессорной трубы и муфты на устье скважины.

На фиг.3 сечение А-А, протектор для защиты силового кабеля с подвеской насосно-компрессорных труб в скважине.

Протектор для защиты силового кабеля содержит:

- замкнутый корпус 1 протектора, выполненный в виде серьги (фиг.1),

- канал 2 для обхвата, насосно-компрессорной трубы,

- утолщенную часть 3 протектора,

- открытый паз 4,

- силовой кабель 5,

- угол α (угол ввода силового кабель в гнездо или угол разворота протектора относительно силового кабеля над устьем скважины) 6,

- отражатели 7,

- гнездо 8,

- муфту 9, (фиг.2),

- насосно-компрессорную трубу 10,

- поверхности 11 гнезда 8 протектора для прижатия силового кабеля 5 к насосно-компрессорной трубе 10 и к муфте 9,

- обточку 12,

- внутренний диаметр расточки 13 в муфте 9,

- наружный диаметр сбега конической резьбы 14 насосно-компрессорной трубы 10,

- эксплуатационную колонну 15 (фиг.3),

- внутренний канал 16 эксплуатационной колонны 15,

В статическом положении элементы протектора для защиты силового кабеля в скважине взаимодействуют следующим образом.

Над устьем скважины под углом 6 (α) в гнездо 8 через открытый паз 4, выполненный в утолщенной части 3 замкнутого корпуса протектора 1, вводится силовой кабель 5 (фиг.1).

Протектор 1, перемещаясь по силовому кабелю 5, через гнездо 8 устанавливается обточкой 12 во внутренний диаметр расточки 13, выполненной в муфте 9 согласно ГОСТ 633-80 (трубы насосно-компрессорные и муфты к ним).

При этом силовой кабель 5 захватывается поверхностями 11 гнезда 8 протектора 1, так как ширина открытого паза 4 меньше ширины силового кабеля 5.

Насосно-компрессорную трубу 10 грузоподъемным механизмом конической резьбой вставляют через канал 2 протектора 1 на устье скважины в муфту 9 (фиг.2).

В процессе свинчивания насосно-компрессорной трубы 10 с муфтой 9 на устье скважины протектор 1, через канал 2 и коническую резьбу трубы натягивается на поверхность насосно-компрессорной трубы и силовой кабель 5 фиксируется в гнезде 8 через поверхности 11 гнезда 8 протектора 1, наружный диаметр муфты 9 и прижимается к наружной поверхности насосно-компрессорной трубы 10.

При этом обточка 12, выполненная соосно с осью канала протектора 1, взаимодействует с внутренним диаметром расточки 13, выполненной в муфте 9, и одновременно с наружным диаметром сбега конической резьбы 14, выполненной в насосно-компрессорной трубе согласно ГОСТ 633-80 - трубы насосно-компрессорные и муфты к ним, дополнительно обеспечивает крепление протектора на подвеске и одновременно герметизирует резьбовое соединение при свинчивании муфты и трубы на устье скважины.

В динамическом положении при спуске или подъеме подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом и силовым кабелем в скважине, элементы протектора взаимодействуют следующим образом.

В процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом и силовым кабелем 5 в местах соединения эксплуатационных колонн 15 с муфтами, а также в зонах их искривления в скважине, особенно у наклоннонаправленных или горизонтальных скважинах, происходят механические контакты между внутренним каналом 16 эксплуатационной колонны 15 и протектором 1 с силовым кабелем 5.

Силовой кабель 5, проложенный в гнезде 8 и зафиксированный захватывающими поверхностями 11, а также наружными поверхностями насосно-компрессорной трубы 10 и муфты 9, защищен от механических повреждений отражателями 7, взаимодействующие с внутренним каналом 16 эксплуатационной колонны 15 (фиг.3), как при спуске так и при подъеме подвески насосно-компрессорных труб в скважине.

Наличие у протектора 1 обточки 12, выполненной соосно с осью канала протектора 1 и взаимодействующей как с внутренним диаметром расточки 13 в муфте 9, так и с наружным диаметром сбега конической резьбы 14 насосно-компрессорной трубы 10, обеспечивает дополнительное крепление протектора на подвеске и одновременно герметизацию резьбового соединения муфты и трубы в процессе эксплуатации.

Предложенное новое техническое решение протектора для защиты силового кабеля в процессе спуска-подъема подвески в скважине с электроцентробежным насосом отличается от известных технических решений новизной, технологично при изготовлении, удобно при монтаже и демонтаже как на устье, так и над устьем скважины, надежно при эксплуатации, конкурентоспособно и его использование в производстве обеспечит положительный технико-экономический эффект.

По уровню технического решения предложенный протектор для защиты силового кабеля в скважине не имеет аналогов в Российской Федерации так и за рубежом.

источники информации

1. Патент Р.Ф. №2204685, кл.7 Е 21 В 17/10,47/01

2. Патент Р.Ф. №2120537 С1, кл.Е 21 В17/10,1998 г.

3. Патент США №4042023 А, кл.Е 21 В17/10,1977 г.

4. Патент США №3893778 А, кл.16 L 58/00,1975 г.

5. ГОСТ 633-80. Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним.

6. ГОСТ 632-80. Трубы обсадные и муфты к ним.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей отрасли, и может быть использовано для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спуска-подъема подвески насосно-компрессорных труб с установкой электроцентробежного насоса в скважине. Протектор содержит корпус, паз для размещения силового кабеля и отражатели для взаимодействия с внутренними каналами эксплуатационных колонн. Корпус выполнен замкнутым, в виде серьги, с утолщенной частью и каналом для обхвата насосно-компрессорной трубы. В утолщенной части выполнено гнездо и расположен паз, выполненный открытым для ввода под углом α к оси паза силового кабеля и его фиксации при свинчивании трубы с муфтой на устье скважины. Ширина открытого паза меньше ширины силового кабеля. Поверхности гнезда, захватывающие силовой кабель, выполнены с возможностью прижатия кабеля к поверхности насосно-компрессорной трубы. Изобретение обеспечивает сокращение элементной базы конструкции протектора, повышение технологичности при изготовлении, удобство использования при монтаже и демонтаже на устье скважины, увеличение надежности при эксплуатации и конкурентоспособности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус и паз для размещения силового кабеля, отличающийся тем, что он имеет отражатели для взаимодействия с внутренними каналами эксплуатационных колонн, а корпус выполнен замкнутым в виде серьги с утолщенной частью и каналом для обхвата насосно-компрессорной трубы, при этом в утолщенной части выполнено гнездо и расположен паз, выполненный открытым для ввода под углом α к оси паза силового кабеля и его фиксации при свинчивании трубы с муфтой на устье скважины, причем ширина открытого паза меньше ширины силового кабеля, а поверхности гнезда, захватывающие силовой кабель, выполнены с возможностью прижатия кабеля к поверхности насосно-компрессорной трубы.2. Протектор по п.1, отличающийся тем, что на торце корпуса протектора соосно с осью канала выполнена обточка для взаимодействия с внутренним диаметром расточки в муфте и с наружным диаметром сбега конической резьбы насосно-компрессорной трубы для крепления протектора на подвеске насосно-компрессорных труб и одновременной герметизации резьбового соединения при свинчивании муфты и трубы.