Узел сжатия устьевого кабельного ввода Российский патент 2023 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, к устьевому оборудованию нефтяных и газовых скважин, а именно к составным элементам трубных головок, в частности к устройствам для герметизации кабелей – кабельным вводам.

При эксплуатации скважин используют силовые, электрические, электрооптические кабели, обеспечивающие питание электродвигателей погружных нефтяных насосов, кабели и распределенные волоконно-оптические кабели-датчики для проведения геофизических исследований. Эксплуатация скважины характеризуется высоким давлением, поэтому конструкцию кабельного ввода снабжают герметизирующим устройством, снижающим риск разгерметизации кабельного ввода.

Кабельный ввод содержит корпус, установленный в корпусе уплотнитель (сальник), имеющий отверстие для кабеля, элементы, обеспечивающие фиксацию уплотнителя и кабеля, узел сжатия устьевого кабельного ввода. Известно, что на скважинах корпус кабельного ввода имеет разный диаметр.

Известен кабельный ввод добывающей скважины, содержащий трубчатый корпус с внутренним конусным расширением, эластичное уплотнение жил кабеля, размещенное в конусной части полости корпуса, причем уплотнение имеет наружную конусную поверхность и продольные отверстия по количеству жил кабеля и разрезы для ввода жил кабеля, опорную и нажимную шайбы с вырезами для жил кабеля и узел осевого сжатия эластичного уплотнения. Указанные уплотнение и шайбы содержат дополнительные щелевые отверстия для прохода ленты брони кабеля, которая выведена из скважины через указанные щелевые отверстия и электрически подключена к заземлителю.

Узел осевого сжатия эластичного уплотнения кабельного ввода изготовлен в виде опорного фланца, опирающегося снизу на наружный выступ корпуса, и стяжных болтов, вставленных в технологические отверстия грундбуксы, с зажимными гайками (патент RU № 194729, МПК Е21В 33/03, опубл. 20.12.2019).

Наиболее близким по технической сущности является кабельный ввод для устья скважины, содержащий корпус, в котором установлены два уплотнителя (сальник) кабеля с нажимными шайбами с прорезями под жилы электрокабеля, узел опрессовки кабельного ввода, грунд-буксу, вставленную нижним концом в корпус и опирающуюся на шайбу установленного в корпусе уплотнителя, при этом второй уплотнитель с нажимной шайбой и втулкой установлен в грунд-буксе, а между уплотнителями образована полость, служащая для опрессовки кабельного ввода.

Узел осевого сжатия эластичного уплотнения (сальника) кабельного ввода содержит верхний и нижний опорные фланцы, нижний из которых выполнен с возможностью опоры снизу на выступ корпуса кабельного ввода, а верхний сверху на втулку, и стяжных болтов, вставленных в технологические отверстия соответствующих фланцев, с зажимными гайками (патент RU № 93872, МПК Е21В 33/03, опубл. 10.05.2010).

Недостатком известных узлов сжатия устьевого кабельного ввода являются узкая область применения, так как они предназначены для стационарной работы с одним типоразмером кабельного ввода, что требует наличия большого количества подобных изделий на каждый типоразмер.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание узла сжатия устьевого кабельного ввода, позволяющего работать с различными типоразмерами кабельных вводов, обеспечивающего повышение ресурса работы сальникового уплотнения кабельного ввода.

Технический результат достигается узлом сжатия устьевого кабельного ввода, включающим верхний и нижний опорные фланцы, нижний из которых выполнен с возможностью опоры снизу на выступ корпуса кабельного ввода, а верхний сверху – на втулку, и стяжных болтов, вставленных в технологические отверстия соответствующих фланцев, с зажимными гайками.

Новым является то, что отверстия в верхнем фланце выполнены большего диаметра, чем диаметр стяжных болтов, а нижний фланец изготовлен сборным в виде пары раздвижных изогнутых наружу губок, соединенных через поворотную ось с соответствующими рукоятками, одна из которых оснащена поворотным регулировочным болтом, вставленным в отверстие другой рукоятки, снаружи которой расположена регулировочная гайка, накручиваемая на регулировочный болт для сжатия рукояток и губок до положения, когда расстояние между концами губок внутри будет больше диаметра корпуса, а максимальное расстояние внутри между изгибами губок – меньше диаметра выступа корпуса кабельного ввода, для опоры на выступ снизу.

На фиг. 1 схематично изображен узел сжатия устьевого кабельного ввода.

На фиг. 2 представлено фото узла сжатия устьевого кабельного ввода (общий вид).

На фиг. 3 изображен верхний фланец.

На фиг. 4 изображена одна из двух раздвижных изогнутых наружу губок нижнего фланца.

На фиг. 5 изображен вид сбоку нижнего фланца.

На фиг. 6 изображена прижимная втулка.

На фиг. 7 изображена прижимная втулка (вид сверху).

Узел сжатия устьевого кабельного ввода 1 (фиг. 1) включает верхний 2 (фиг. 1, 2, 3) и нижний 3 (фиг. 1, 2, 4, 5) опорные фланцы, нижний 3 фланец выполнен с возможностью опоры снизу на выступ корпуса кабельного ввода 1, а верхний 2 сверху – на втулку, и стяжных болтов 4 (фиг. 1, 2), вставленных в технологические отверстия соответствующих фланцев 2 и 3, с зажимными гайками. Верхний фланец 2 выполнен с вырезом, обеспечивающим установку узла, втом числе и на собранную конструкцию кабельного ввода, без повреждения кабеля, и упор верхнего фланца на втулку. Отверстия в верхнем фланце 2 выполнены сверлением большего диаметра, чем диаметр стяжных болтов 4, обеспечивающие регулирование размещения узла сжатия под необходимый диаметр корпуса кабельного ввода 1. Нижний 3 фланец изготовлен сборным в виде пары симметричных раздвижных изогнутых наружу губок шириной 20 мм, соединенных через поворотную ось 5 (фиг. 1, 2) с соответствующими рукоятками 6. Одна рукоятка оснащена поворотным регулировочным болтом 7, вставленным в отверстие другой рукоятки, снаружи которой расположена регулировочная гайка 8 (фиг. 1, 2), накручиваемая на регулировочный болт 7, обеспечивающая сжатие рукояток и губок до положения, когда расстояние между концами губок внутри будет больше диаметра корпуса, а максимальное расстояние внутри между изгибами губок – меньше диаметра выступа корпуса кабельного ввода, для опоры на выступ снизу. Конструкция узла сжатия устьевого кабельного ввода позволяет устанавливать ее на кабельный ввод различного типоразмера и обеспечивает возможность использования как постоянно с начала эксплуатации скважины, а также в качестве переносного устройства, на скважинах, оборудованных глубинными электроцентробежными насосами, с длительным сроком эксплуатации, влияющим на износ уплотнителя, резьбовых соединений, снижающих надежность работы сальникового уплотнения кабельного ввода при проведении промывки глубинно-насосного оборудования.

Устройство работает в следующей последовательности.

Кабельный ввод 1 для установки на устье скважины на трубной головке 9 (фиг. 1) содержит корпус 1, в корпусе установлен эластичный уплотнитель кабеля (сальник) с нажимными шайбами, грунд-буксу (на чертеже не показаны), прижимную втулку 10 (фиг. 1, 2, 6, 7) с прорезью, узел осевого сжатия эластичного уплотнения устьевого кабельного ввода.

Узел осевого сжатия эластичного уплотнения устьевого кабельного ввода собирают в следующей последовательности. Собирают нижний фланец 3 узла сжатия устьевого кабельного ввода соединением двух симметричных раздвижных изогнутых наружу губок шириной 20 мм, соединенных через поворотную ось 5, например болт-гайка, с соответствующими рукоятками 6. Закрепляют нижние концы стяжных болтов 4 на нижнем фланце. Сверху на стяжные болты устанавливают верхний фланец 2, высоту которого регулируют зажимными гайками 11 (фиг. 1, 2), а технологические отверстия верхнего фланца обеспечивают регулирование установки верхних концов стяжных болтов в соответствии с диаметром кабельного ввода. Конструкция верхнего фланца обеспечивает прижатие втулки. Устанавливают нижний 3 фланец снизу на выступ корпуса кабельного ввода 1, а верхний 2 размещают сверху – на втулку 10. Регулировочную гайку 8 накручивают на регулировочный болт 7, обеспечивают сжатие рукояток и губок до положения, когда расстояние между концами губок внутри будет больше диаметра корпуса, а максимальное расстояние внутри между изгибами губок – меньше диаметра выступа корпуса кабельного ввода, для опоры на выступ снизу. Затягивают одновременно двумя зажимными гайками 11 фланец 2, поджимают верхним фланцем 2 через втулку 10 эластичное уплотнение кабельного ввода. При нагнетании давления, например при промывке глубинного насосного оборудования, не происходит выдавливание эластичного уплотнителя, не происходит разгерметизации герметизирующего устройства кабельного ввода и выброс скважинной жидкости.

Предложение обеспечивает возможность работы узла сжатия устьевого кабельного ввода с различными типоразмерами кабельных вводов, обеспечивая повышение ресурса работы сальникового уплотнения кабельного ввода.

Заявлен узел сжатия устьевого кабельного ввода. Техническим результатом является создание узла сжатия устьевого кабельного ввода, позволяющего работать с различными типоразмерами кабельных вводов, обеспечивающего повышение ресурса работы сальникового уплотнения кабельного ввода. Узел сжатия включает верхний и нижний опорные фланцы. Нижний фланец выполнен с возможностью опоры снизу на выступ корпуса кабельного ввода. Верхний фланец выполнен с возможностью опоры сверху на прижимную втулку, и стяжные болты, вставленные в технологические отверстия соответствующих фланцев, с зажимными гайками. Отверстия в верхнем фланце выполнены большего диаметра, чем диаметр стяжных болтов, а нижний фланец изготовлен сборным в виде пары раздвижных изогнутых наружу губок, соединенных через поворотную ось с соответствующими рукоятками, одна из которых оснащена поворотным регулировочным болтом, вставленным в отверстие другой рукоятки, снаружи которой расположена регулировочная гайка, накручиваемая на регулировочный болт для сжатия рукояток и губок до положения, когда расстояние между концами губок внутри будет больше диаметра корпуса, а максимальное расстояние внутри между изгибами губок – меньше диаметра выступа корпуса кабельного ввода, для опоры на выступ снизу. 7 ил.

Узел сжатия устьевого кабельного ввода, включающий верхний и нижний опорные фланцы, нижний из которых выполнен с возможностью опоры снизу на выступ корпуса кабельного ввода, а верхний сверху – на прижимную втулку, и стяжные болты, вставленные в технологические отверстия соответствующих фланцев, с зажимными гайками, отличающийся тем, что отверстия в верхнем фланце выполнены большего диаметра, чем диаметр стяжных болтов, а нижний фланец изготовлен сборным в виде пары раздвижных изогнутых наружу губок, соединенных через поворотную ось с соответствующими рукоятками, одна из которых оснащена поворотным регулировочным болтом, вставленным в отверстие другой рукоятки, снаружи которой расположена регулировочная гайка, накручиваемая на регулировочный болт для сжатия рукояток и губок до положения, когда расстояние между концами губок внутри будет больше диаметра корпуса, а максимальное расстояние внутри между изгибами губок – меньше диаметра выступа корпуса кабельного ввода, для опоры на выступ снизу.