ПРОТЕКТОЛАЙЗЕР Российский патент 2015 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для крепления и защиты кабельных линий питания электродвигателей погружных насосных агрегатов для добычи нефти.

Известны протекторы для крепления кабеля-удлинителя к погружному насосному агрегату для добычи нефти, описанные в патентах RU 41486 U1, 2004.10.27, RU 47043 U1, 2005.08.10 и RU 50585 U1, 2006.01.20, включающие защитный и фиксирующий элементы в форме скобы, выполненные с возможностью размещения с охватом шейки фланцевого соединения модуля погружного насосного агрегата. Указанные элементы протектора шарнирно соединены друг с другом с одного конца и выполнены с возможностью жесткого соединения свободных концов при размещении протектора на насосном агрегате. Защитный и фиксирующий элементы выполнены с вырезами (RU 47043 U1), в которых размещают головки болтов фланцевого соединения модулей насосного агрегата при размещении протектора на насосном агрегате, или с выступами, между которыми размещаются головки болтов (RU 50585 U1), а в соответствии с патентом RU 41486 U1 фиксирующий элемент снабжен ограничителем, представляющим собой болт, закрепленный с помощью контргайки в отверстии элемента между головками болтов фланцевого соединения. Вырезы, выступы и ограничитель предназначены для предотвращения углового и/или осевого перемещения протектора относительно фланцевого соединения.

Общим недостатком описанных аналогов является недостаточно жесткая фиксация протектора от углового перемещения из-за наличия зазоров между головками болтов и стенками вырезов (выступов) или между головками болтов и ограничителем, что может привести к перетиранию изоляции кабеля-удлинителя при спуске насосного агрегата. Кроме того, форма защитного и фиксирующего элементов, описанная в патентах RU 47043 U1 и RU 50585 U1, обеспечивающая фиксацию протектора, отличается высокой сложностью и низкой технологичностью, что существенно усложняет изготовление протектора.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является «Протектолайзер с опорой», описанный в патенте на полезную модель RU №77331 от 11.07.2008. Протектолайзер с опорой для крепления кабеля-удлинителя к элементам насосных установок электроцентробежных насосов (ЭЦН) содержит два скобообразных элемента. При соединении они образуют внутреннюю полость, в размеры и форму которой вписываются размеры и форма шейки гидрозащиты двигателя или шейки насосной секции установки ЭЦН. Один из скобообразных элементов имеет корпус, состоящий из двух защитных ребер, соединенных дугообразной перемычкой. Внутренние боковые поверхности ребер и горизонтальная полка перемычки образуют паз для укладки кабеля-удлинителя. С одной стороны корпуса выполнены две опорные площадки на ребрах, которые опираются на опорные площадки насосной секции при сборке устройства. С другой стороны корпус имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность ребер, которая опирается на фланец основания при сборке устройства, обеспечивая тем самым положение верхней поверхности электроизоляционной пластины в одной плоскости с лысками на фланце и корпусе насоса на разных габаритах насосной секции.

Основным недостатком предложенной полезной модели является то, что для насосных секций с различными формами опорных поверхностей требуются протектолайзеры с посадочными местами, соответствующими этим формам опорных поверхностей, что значительно увеличивает номенклатуру изготавливаемых и применяемых протектолайзеров.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание протектолайзера, позволяющего надежно крепить его на насосных секциях, входных модулях и газосепараторах, имеющих различные формы опорных поверхностей.

Технический результат заявляемого устройства заключается в универсализации протектолайзера путем создания посадочных мест, предназначенных для взаимодействия с опорными поверхностями элементов насосных секций, входных модулей и газосепараторов различных изготовителей.

Технический результат достигается тем, что протектолайзер состоит из корпуса и хомута, соединенных разъемно с образованием внутренних поверхностей. Корпус и хомут имеют торцы, расположенные в плоскости разъема, и боковые поверхности. Корпус протектолайзера снабжен узлом крепления электрического кабеля, представляющим собой два выступа, выходящих за габариты боковых поверхностей и расположенных вдоль оси протектолайзера с образованием паза для электрического кабеля. С одной боковой поверхности корпуса внутренние поверхности выступов выполнены цилиндрическими. Со второй боковой поверхности корпуса на выступах с внутренней стороны выполнены упоры в виде призмы с треугольным основанием. Со второй боковой поверхности корпуса на поверхностях выступов, образующих паз для электрического кабеля, выполнены направляющие в виде ступенек. Внутренняя поверхность корпуса в центральной части выполнена цилиндрической, и с обеих боковых поверхностей корпус выполнен частично конусообразным. Внутренняя поверхность хомута выполнена в форме половины шестигранника, и с одной боковой поверхности хомут выполнен частично конусообразным.

В частном случае одна боковая грань призмы параллельна боковой поверхности корпуса, и ее длина составляет от 7 мм до 13 мм. А угол между двумя другими гранями призмы лежит в пределах от 15° до 45°.

Указанный технический результат достигается всей совокупностью заявленных признаков.

Использование протектолайзера на насосных секциях, входных модулях и газосепараторах с разными диаметрами шеек и внешними размерами корпусов достигается предложенным в изобретении расположением опорных поверхностей на корпусе протектолайзера и наличием разъемного соединения корпуса протектолайзера и хомута. Указанное разъемное соединение позволяет охватывать опорные поверхности шеек насосных секций, входных модулей и газосепараторов за счет изменяемого зазора между торцом хомута и торцом корпуса.

Направляющие, расположенные на поверхностях выступов, выполненные в виде ступенек, предназначены для плотной посадки при установке протектолайзера на насосные секции, что позволяет избегать поперечных биений протектолайзера в процессе работы насосных секций.

Наличие внутренней цилиндрической поверхности корпуса и внутренней поверхности хомута в форме половины шестигранника позволяет устанавливать протектолайзер на насосные секции, входные модули и газосепараторы, шейки которых имеют либо цилиндрический, либо шестигранный профиль наружной опорной поверхности.

Выполнение корпуса и хомута с боковыми поверхностями частично конусообразными позволяет использовать протектолайзер на насосных секциях, входных модулях и газосепараторах, имеющих радиусное сопряжение корпуса и шейки насосной секции и осуществить плотное прилегание боковых поверхностей протектолайзера к боковой поверхности корпуса насосных секций.

Кроме того, со второй стороны корпуса на обоих выступах на внутренней их части выполнены упоры в виде призмы, основанием которой является треугольник. Выполнение упора в виде призмы с углом между первой и третьей боковыми гранями в пределах от 15° до 45° позволяет создать контакт с различными опорными площадками насосных секций, имеющими как плоскую опорную поверхность, так и опорную поверхность, выполненную под углом.

В последующем заявляемое изобретение поясняется подробным описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее решение, примеров его выполнения, и прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 - изображен протектолайзер в изометрии;

фиг.2 - изображен протектолайзер в изометрии, повернуто;

фиг.3 - изображен протектолайзер в изометрии, повернуто;

фиг.4 - изображен протектолайзер в изометрии, повернуто;

фиг.5 - изображен протектолайзер в изометрии, повернуто;

фиг.6 - изображен протектолайзер, установленный на насосной секции с прямой поверхностью опорных площадок;

фиг.7 - изображен протектолайзер, установленный на насосной секции с поверхностью опорных площадок, выполненных под углом.

Протектолайзер, изображенный на фиг.1-5, состоит из корпуса 1 и хомута 2, соединенных разъемно с образованием внутренних посадочных поверхностей. В собранном состоянии протектолайзера между торцами 31 корпуса 1 и торцами 30 хомута 2 образуется зазор 32, зависящий от формы и размера шейки гидрозащиты.

В конкретном случае корпус 1 и хомут 2 соединены между собой невыпадающими винтами 3. Под невыпадающими винтами 3 для их надежной фиксации установлены пружинные шайбы 4.

Корпус 1 имеет первую боковую поверхность 5 и вторую боковую поверхность 6. Хомут 2 имеет первую боковую поверхность 7 и вторую боковую поверхность 8.

Корпус 1 протектолайзера снабжен узлом крепления электрического кабеля 9. Узел крепления представляет собой первый выступ 10 и второй выступ 11. Первый выступ 10 и второй выступ 11 выходят за габариты первой боковой поверхности 5 и второй боковой поверхности 6 и расположены вдоль оси протектолайзера с образованием паза 12 для электрического кабеля 9. Крепление электрического кабеля 9 производится скобой 13 при помощи невыпадающих винтов 14 (фиг.6 и фиг.7).

Внутренняя поверхность 15 первого выступа 10 и внутренняя поверхность 16 второго выступа 11 выполнены цилиндрическими.

На фиг.4 и фиг.5 показано, что со второй боковой поверхности 6 (фиг.4) корпуса 1 на первом выступе 10 и втором выступе 11 с внутренней стороны выполнены упоры 17 и 18 соответственно. Упоры 17 и 18 имеют вид призмы с треугольным основанием. Одна боковая грань 19 призмы параллельна боковой поверхности 6 корпуса 1, и ее длина составляет от 7 мм до 13 мм. А угол α между двумя другими гранями, а именно гранью 20 и гранью 21 призмы, лежит в пределах от 15° до 45°. Упоры 17 и 18 опираются на опорные площадки 22 насосных секций (фиг.6) или на опорные площадки 29 насосных секций (фиг.7). В нашем конкретном случае угол α - 20°, а длина боковой грани 19 призмы составляет 9 мм.

Угол α подобран таким образом, что он позволяет обходить угол 16…17° на насосной секции со скошенными опорными площадками 29. Боковая грань 19 отстоит от второй боковой поверхности 6 корпуса 1 на расстоянии от 7 до 13 мм и является консолью. Треугольная форма консоли позволяет дополнительно увеличить ее жесткость и усилить протектолайзер для противодействия от ударных нагрузок при спускоподъемных операциях.

Упоры 17 и 18, опирающиеся на поверхности 22 или 29 соответственно (фиг.6 и фиг.7), в совокупности с внутренней поверхностью 15 первого выступа 10 и внутренней поверхностью 16 второго выступа 11, которые опираются на фланцы насосных секций, предназначены для восприятия знакопеременных ударных нагрузок при спускоподъемных операциях и препятствуют разрушению протектолайзера.

Со второй боковой поверхности 6 корпуса 1 на поверхностях выступов 10 и 11 выполнены направляющие в виде ступенек 23, охватывающие выступ 24 (фиг.6 и фиг.7) под защитные шайбы на основаниях насосных секций.

Внутренняя поверхность 25 корпуса 1 в центральной части выполнена цилиндрической. С обеих боковых поверхностей 5 и 6 корпус 1 выполнен частично конусообразным, т.е. имеет конусообразную поверхность 26. Внутренняя поверхность 27 хомута 2 выполнена в форме половины шестигранника. С одной боковой поверхности 7 хомут 2 выполнен частично конусообразным, т.е. имеет конусообразную поверхность 28.

Установка протектолайзера на насосную секцию осуществляется следующим образом (фиг.6 и фиг.7).

Для монтажа протектолайзера на шейку насосной секции, как это изображено на фиг.6 и фиг.7, от корпуса 1 отделяют хомут 2, для чего вывертывают невыпадающие винты 3. Также от корпуса 1 отделяют скобу 13 крепления электрического кабеля 9, для чего вывертывают невыпадающие винты 14.

Устанавливают корпус 1 на шейку насосной секции. В паз 12 укладывают электрический кабель 9. Скобой 13 предварительно закрепляют электрический кабель 9, вворачивая предварительно вывернутые невыпадающие винты 14.

Хомут 2 устанавливают с обратной стороны шейки насосной секции и затягиваются невыпадающие винты 3 до упора. Затяжку винтов 3 производят поочередно на 1-1,5 оборота, используя тарированные ключи. Затяжку производят до заранее заданного крутящего момента. При этом между торцами 30 хомута 2 и торцами 31 корпуса 1 образуется зазор 32, зависящий от формы и размера шейки насосной секции.

После этого производят затяжку невыпадающих винтов 14 до полной фиксации электрического кабеля в прямолинейном положении на фланце и корпусе насосной секции. Затяжку винтов 14 производят поочередно на 1-1,5 оборота, используя тарированные ключи.

Направляющие 23 охватывают выступ 24 под защитные шайбы на основании насосной секции, что обеспечивает фиксацию протектолайзера от поворота в радиальном направлении.

При установке на насосную секцию упоры 17 и 18 контактируют с опорными площадками 22 или 29, как видно из фиг.6 и фиг.7, независимо от формы опорной поверхности. Это происходит за счет выполнения упоров 17 и 18 в форме призмы, с углом α между двумя другими гранями, а именно гранью 20 и гранью 21 призмы, который лежит в пределах от 15° до 45°, что позволяет создать контакт протектолайзера и с плоской опорной поверхностью, как это показано на фиг.6, и с опорной поверхностью, расположенной под углом, как это показано на фиг.7.

С первой боковой поверхности 5 корпуса 1 внутренняя поверхность 15 первого выступа 10 (фиг.2) и внутренняя поверхность 16 второго выступа 11 (фиг.1) выполнены цилиндрическими. Такое выполнение внутренних поверхностей позволяет им контактировать с фланцами насосной секции, как показано на фиг.6 и фиг.7.

Общее взаимное расположение контактирующих поверхностей протектолайзера и насосной секции полностью исключает продольное и радиальное перемещения изделия при эксплуатации.

Предложенный в изобретении протектолайзер является универсальным и может быть использован для крепления и защиты кабельных линий питания при спускоподъемных операциях на большинстве насосных секций, входных модулей и газосепараторов, выпускаемых отечественными заводами-изготовителями.

Изобретение относится к устройствам для крепления и защиты кабельных линий питания электродвигателей погружных насосных агрегатов для добычи нефти. Технический результат устройства заключается в универсализации протектолайзера созданием посадочных мест, взаимодействующих с опорными поверхностями элементов насосных секций, входных модулей и газосепараторов различных изготовителей. Протектолайзер содержит корпус 1 и хомут 2, соединенные разъемно с образованием внутренних посадочных поверхностей. Корпус 1 протектолайзера снабжен узлом крепления электрического кабеля. Узел крепления представляет собой первый выступ 10 и второй выступ 11. С первой боковой поверхности 5 корпуса 1 внутренняя поверхность 15 первого выступа 10 и внутренняя поверхность 16 второго выступа 11 выполнены цилиндрическими. Со второй боковой поверхности корпуса 1 на первом выступе 10 и втором выступе 11 с внутренней стороны выполнены упоры 17 и 18 соответственно. Упоры 17 и 18 имеют вид призмы с треугольным основанием. Упоры 17 и 18 опираются на опорные площадки насосных секций. Со второй боковой поверхности корпуса 1 на поверхностях выступов, образующих паз для электрического кабеля, выполнены направляющие 23 в виде ступенек, охватывающие выступ под защитные шайбы на основаниях насосных секций. Внутренняя поверхность корпуса 1 в центральной части выполнена цилиндрической, и с обеих боковых поверхностей корпус 1 выполнен частично конусообразным 26. Внутренняя поверхность хомута 2 выполнена в форме половины шестигранника, и с одной боковой поверхности 7 хомут 2 выполнен частично конусообразным. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

7 илл.

1. Протектолайзер, состоящий из корпуса и хомута, соединенных разъемно с образованием внутренних поверхностей, корпус и хомут имеют торцы, расположенные в плоскости разъема, и боковые поверхности, причем корпус протектолайзера снабжен узлом крепления электрического кабеля, представляющим собой два выступа, выходящих за габариты боковых поверхностей и расположенных вдоль оси протектолайзера с образованием паза для электрического кабеля, при этом с одной боковой поверхности корпуса внутренние поверхности выступов выполнены цилиндрическими, со второй боковой поверхности корпуса на выступах с внутренней стороны выполнены упоры в виде призмы с треугольным основанием, и со второй боковой поверхности корпуса на поверхностях выступов, образующих паз для электрического кабеля, выполнены направляющие в виде ступенек, при этом внутренняя поверхность корпуса в центральной части выполнена цилиндрической, и с обеих боковых поверхностей корпус выполнен частично конусообразным, а внутренняя поверхность хомута выполнена в форме половины шестигранника, и с одной боковой поверхности хомут выполнен частично конусообразным.

2. Протектолайзер по п.1, отличающийся тем, что одна боковая грань призмы параллельна боковой поверхности корпуса и ее длина составляет от 7 мм до 13 мм, а угол между двумя другими гранями призмы лежит в пределах от 15° до 45°.