УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ПРОТЕКТОЛАЙЗЕРА НА НАСОСНЫХ СЕКЦИЯХ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ (УЭЦН) И ПРОТЕКТОЛАЙЗЕР НАКЛАДНОЙ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ-УДЛИНИТЕЛЯ НА НАСОСНЫХ СЕКЦИЯХ Российский патент 2009 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к предохранительным устройствам кабельных линий питания погружных электродвигателей, используемых в качестве приводов центробежных насосов для добычи нефти и других пластовых жидкостей, и может быть использована в нефтяной промышленности для защиты и крепления кабеля-удлинителя к секциям насоса установки ЭЦН (электрического центробежного насоса) и его защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях.

В современной нефтяной промышленности задача крепления токоподводящего кабеля и его защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях решается с помощью различных устройств. Известно, например, устройство для крепления длинномерных изделий к насосно-компрессорным трубам, содержащее металлический хомут и два узла крепления, расположенные соответственно в средней и хвостовой частях хомута (Авт. св. СССР №994678, кл. Е21В 17/00, 1983 г.). Однако данная конструкция ненадежна в эксплуатации, так как существует опасность раскрепления хвостовой части, пропущенной через прорезь в теле хомута, и падения ее в скважину.

Известно также устройство для крепления силового кабеля к насосно-компрессорным трубам, содержащее цельнолитой корпус с продольным пазом для укладки кабеля питания электродвигателя, окна для фиксации устройства на верхнем и нижнем торцах муфты, выполненные на высоте не менее высоты муфты, и стяжки, соединяющие верхнюю и нижнюю части корпуса (Авт. св. СССР №859594, кл. Е21В 17/00, 1978, RU, заявка №93041176, кл. Е21В 17/00, 1996 г.). Недостатками данной конструкции устройства являются невозможность его повторного использования из-за отложения парафина и солей на пружинах с упорами, а также ненадежность в эксплуатации устройства из-за больших ударных нагрузок при спускоподъемных операциях, которые ведут к раскрытию корпуса и заклиниванию его между НКТ и обсадной колонной.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является универсальное устройство (протектолайзер) для крепления кабеля-удлинителя к элементам установки электроцентробежных насосов (УЭЦН), содержащее два сопрягаемых скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, в котором указанная полость выполнена таким образом, что в ее размеры и форму вписываются размеры и форма шейки гидрозащиты двигателя или шейки насосной секции установки УЭЦН, при этом один из скобообразных элементов имеет на наружной поверхности два взаимно перпендикулярных паза, один из которых предназначен для укладки кабеля, а второй паз - для размещения коробообразного элемента с отбортовками, в которых выполнены отверстия под крепежные элементы, например болты или шпильки, входящие в отверстия в упомянутом скобообразном элементе, причем высота коробообразного элемента меньше глубины упомянутых пазов, а на диаметрально противоположных сторонах скобообразных элементов снаружи выполнены крепежные отверстия для соединения указанных скобообразных элементов друг с другом, например, с помощью болтов или шпилек при сборке устройства (заявка на ПМ №2007105690/22(006172), приоритет от 14.02.2007 г., решение о выдаче патента на ПМ от 10.04.2007 г.).

Известное устройство надежно фиксирует кабель-удлинитель на шейках насосной секции, но возможно смещение устройства в осевом направлении и его поворот вокруг продольной оси, что нежелательно, так как такое смещение может привести к деформации кабеля и его повреждению при спускоподъемных операциях.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка, упрощение конструкции, уменьшение габаритов и повышение универсальности за счет создания узла крепления протектолайзера для крепления кабеля-удлинителя на унифицированной стенке основания секций насоса различных габаритов в установке ЭЦН и протектолайзера накладного для защиты и крепления кабеля-удлинителя на основаниях секций насоса.

Поставленная задача решается предлагаемым изобретением за счет того, что узел крепления протектолайзера к элементам насосной установки ЭЦН содержит секцию насоса, включающую основание, выполненное между фланцами, которое в рабочем состоянии находится внизу секции, в основании имеется шейка, при этом у верхнего фланца выполнена опорная стенка с отверстием под болт с эксцентриком, и протектолайзер накладной для крепления кабеля-удлинителя к элементам насосной установки ЭЦН, содержащий корпус, состоящий из двух защитных ребер, соединенных дугообразной перемычкой, внутренние боковые поверхности ребер и горизонтальная полка перемычки образуют паз для укладки кабеля, по бокам от указанной полки выполнены два углубления, в которых выполнены два крепежных отверстия для крепления кабеля посредством скобы и двух крепежных элементов, например винтов или болтов, причем на одном из ребер выполнено отверстие под стержень крепежного элемента, например болта с эксцентриком, а на другом ребре выполнено смещенное отверстие под эксцентрик болта, выполненный на стержне болта и прилегающий к головке болта, при этом корпус протектолайзера накладного установлен на опорной стенке, выполненной в основании насосной секции и имеющей отверстие под болт с эксцентриком, при повороте которого против часовой стрелки корпус протектолайзера с одной стороны своими цилиндрическими поверхностями на ребрах опирается на цилиндрическую поверхность фланца шейки, а с другой стороны своими ребрами контактирует с горизонтальной и вертикальной плоскостями, выполненными у опорной стенки основания секции насоса. Протектолайзер накладной для крепления кабеля-удлинителя на насосных секциях установок электроцентробежных насосов содержит корпус, состоящий из двух защитных ребер, соединенных дугообразной перемычкой, причем внутренние боковые поверхности ребер и горизонтальная полка перемычки образуют паз для укладки кабеля, при этом на одном из ребер выполнено отверстие под стержень болта с эксцентриком, а на другом ребре выполнено отверстие под эксцентрик болта, выполненный на стержне болта и прилегающий к головке болта, оси указанных отверстий в ребрах смещены относительно друг друга, а корпус протектолайзера выполнен с возможностью установки на опорной стенке, выполненной в основании насосной секции и имеющей отверстие под стержень болта с эксцентриком, при повороте которого корпус протектолайзера с одной стороны своей дугообразной перемычкой опирается на цилиндрическую поверхность фланца шейки, а с другой стороны своими ребрами контактирует с горизонтальной и вертикальной плоскостями основания секции насоса, а по бокам от горизонтальной полки перемычки выполнены два углубления, в которых выполнены два крепежных отверстия для крепления кабеля посредством скобы и двух крепежных элементов, например винтов или болтов.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан вид спереди на предлагаемый узел крепления; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид спереди на опорную стенку и шейку насосной секции; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4; на фиг.6 - протектор, вид спереди; на фиг.7 - то же, вид сверху; на фиг.8 - болт с эксцентриком, изометрия, вид справа; на фиг.9 - болт с эксцентриком, изометрия, вид слева; на фиг.10 - протектолайзер с болтом, изометрия, вид снизу; на фиг.11 - протектолайзер с болтом, изометрия, вид сверху; на фиг.12 - узел крепления в сборе, изометрия, вид справа; на фиг.13 - то же, вид слева; на фиг.14 - схема установки протектолайзеров на секциях насосной установки.

Узел крепления протектолайзера на насосной секции УЭЦН (фиг.1-14) содержит секцию 1 насоса, включающую основание 2, шейку 3, фланцы 4 и 5 (фиг.4, 5), болт 6 с эксцентриком 7 (фиг.8, 9, 10) и протектолайзер накладной 8 для крепления кабеля-удлинителя 9 к насосной секции УЭЦН. Протектолайзер 8 содержит корпус, состоящий из двух защитных ребер 10, соединенных дугообразной перемычкой 11. Внутренние боковые поверхности 12 ребер 10 и горизонтальная полка 13 перемычки 11 образуют паз 14 для укладки кабеля 9. В перемычке 11 имеются два резьбовых отверстия 15 (фиг.3) для крепления кабеля 9 посредством скобы 16 и двух крепежных винтов 17 (фиг.3). На одном ребре 10 выполнено отверстие 18 под стержень 19 болта 6 (фиг.7), а на другом ребре выполнено смещенное отверстие 20 под эксцентрик 7 болта. Ось отверстия 20 смещена относительно оси отверстия 18 на величину L (фиг.7). Эксцентрик 7 выполнен на стержне 19 и прилегает к головке 21 болта 6 (фиг.8. 9). Протектолайзер 8 устанавливается на опорную стенку 22 (фиг.4, 5, 12, 13), выполненную в основании 2 насосной секции 1. В стенке 22 выполнено отверстие 23 под болт 6 (фиг.5). Болт 6 фиксируется на стенке 22 с помощью гайки 24 и пружинной шайбы 25 (фиг.2), а винты 17 фиксируются пружинными шайбами 26 (фиг.3). Углубления 27, выполненные на верхней поверхности перемычки 11 ниже уровня полки 13, позволяют закреплять кабель-удлинитель толщиной от 10 до 14 мм (фиг.3).

Предлагаемое изобретение работает следующим образом. Корпус протектолайзера 8 устанавливается (накладывается) на стенку 22. Поджатие протектолайзера к насосной секции 1 производится поворотом против часовой стрелки болта 6 с эксцентриком 7, который устанавливается в корпус протектора с одновременным проштыриванием отверстий 20, 18 и 23. При установке корпус протектолайзера 8 своими ребрами 10 с одной стороны опирается на цилиндрическую поверхность 28 фланца 4, а с другой стороны, при повороте болта 6 с эксцентриком 7, контактирует с поверхностями 29 и 30 фланца 5 основания 2 насосной секции 1 (фиг.12, 13, 14), тем самым исключается покачивание корпуса протектолайзера относительно оси болта 6 и обеспечивается безизгибный контакт корпуса протектолайзера с внутренней поверхностью обсадной трубы при спускоподъемных операциях. Фиксация протектолайзера 8 и кабеля-удлинителя 9 производится с помощью гайки 24 и пружинной шайбы 25 (фиг.2). Кабель 9 крепится к протектолайзеру 8 скобой 16, винтами 17 и пружинными шайбами 26.

Предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с аналогами: отсутствие хомута, снижение трудоемкости установки протектолайзера на насос и закрепления кабеля-удлинителя на насосной установке, уменьшение габаритов сборки, повышение надежности и упрощение конструкции узла крепления протектолайзера к насосной установке. Кроме того, предлагаемый узел крепления может использоваться на различных габаритах насосных установок в силу наличия в них унифицированных стенок. Протектолайзер накладной в отличие от аналогов не охватывает трубу НКТ, а накладывается на нее с одной стороны, что позволяет увеличить рабочий просвет сечения колонны НКТ.

Предложенная группа изобретений относится к предохранительным устройствам кабельных линий питания погружных электродвигателей, используемых в качестве приводов центробежных насосов для добычи нефти и других пластовых жидкостей. Техническим результатом является уменьшение габаритов, повышение надежности и упрощение конструкции узла крепления. Узел крепления кабеля-удлинителя посредством протектолайзера к элементам насосной установки электроцентробежных насосов содержит секцию насоса, включающую основание и шейку, выполненную между фланцами, и протектолайзер накладной для крепления кабеля-удлинителя к элементам насосной установки ЭЦН. Протектолайзер содержит корпус, состоящий из двух защитных ребер, соединенных дугообразной перемычкой, причем внутренние боковые поверхности ребер и горизонтальная полка перемычки образуют паз для укладки кабеля. На одном из ребер выполнено отверстие под стержень болта с эксцентриком, на другом ребре выполнено отверстие под эксцентрик болта, выполненный на стержне болта и прилегающий к головке болта, причем оси указанных отверстий в ребрах смещены относительно друг друга. Корпус протектолайзера выполнен с возможностью установки на опорной стенке, выполненной в основании насосной секции и имеющей отверстие под стержень болта с эксцентриком, при повороте которого корпус протектолайзера с одной стороны своей дугообразной перемычкой опирается на цилиндрическую поверхность фланца шейки, а с другой стороны своими ребрами контактирует с горизонтальной и вертикальной поверхностями основания секции насоса. По бокам от горизонтальной полки перемычки выполнены два углубления с крепежными отверстиями для крепления кабеля посредством скобы и двух крепежных элементов-болтов или винтов. 2 н.п. ф-лы, 14 ил.

1. Узел крепления кабеля-удлинителя посредством протектолайзера к элементам насосной установки электроцентробежных насосов (УЭЦН), содержащий секцию насоса, включающую основание, которое в рабочем состоянии находится внизу секции, в основании имеется шейка, выполненная между фланцами, при этом у верхнего фланца выполнена опорная стенка с отверстием под болт, и протектолайзер накладной для крепления кабеля-удлинителя к элементам насосной установки ЭЦН, содержащий корпус, состоящий из двух защитных ребер, соединенных дугообразной перемычкой, причем внутренние боковые поверхности ребер и горизонтальная полка перемычки образуют паз для укладки кабеля, отличающийся тем, что по бокам от указанной полки выполнены два углубления, в которых выполнены два крепежных отверстия для крепления кабеля посредством скобы и двух крепежных элементов, например винтов или болтов, причем на одном из ребер выполнено отверстие под стержень болта с эксцентриком, а на другом ребре выполнено смещенное отверстие под эксцентрик болта, выполненный на стержне болта и прилегающий к головке болта, при этом корпус протектолайзера установлен на опорной стенке, выполненной в основании насосной секции и имеющей отверстие под болт с эксцентриком, при повороте которого против часовой стрелки корпус протектолайзера с одной стороны своими цилиндрическими поверхностями на ребрах опирается на цилиндрическую поверхность фланца шейки, а с другой стороны своими ребрами контактирует с горизонтальной и вертикальной поверхностями, выполненными у опорной стенки основания секции насоса.

2. Протектолайзер накладной для крепления кабеля-удлинителя на насосных секциях установок электроцентробежных насосов, содержащий корпус, состоящий из двух защитных ребер, соединенных дугообразной перемычкой, причем внутренние боковые поверхности ребер и горизонтальная полка перемычки образуют паз для укладки кабеля, отличающийся тем, что на одном из ребер выполнено отверстие под стержень болта с эксцентриком, а на другом ребре выполнено отверстие под эксцентрик, выполненный на стержне болта и прилегающий к головке болта, причем оси указанных отверстий в ребрах смещены относительно друг друга, при этом корпус протектолайзера выполнен с возможностью установки на опорной стенке, выполненной в основании насосной секции и имеющей отверстие под стержень болта с эксцентриком, при повороте которого корпус протектолайзера с одной стороны своими цилиндрическими поверхностями на ребрах опирается на цилиндрическую поверхность фланца шейки, а с другой стороны своими ребрами контактирует с горизонтальной и вертикальной поверхностями, выполненными на основании и фланце насосной секции, а по бокам от горизонтальной полки перемычки выполнены два углубления, в которых выполнены два крепежных отверстия для крепления кабеля посредством скобы и двух крепежных элементов, например винтов или болтов.