RU109341U1

RU109341U1 - CABLE INPUT CLUTCH FOR CONNECTING SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTORS

Info

Publication number: RU109341U1
Application number: RU2011126354/07U
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Никитин; Владимир Алексеевич Горяинов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "БИТЕК"
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2011-10-10

Abstract

1. Муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей, содержащая помещенные в корпус уплотнитель из маслобензостойкого тепломорозостойкого эластичного материала и изоляционную колодку с проходящими через них сквозными направляющими отверстиями для жил кабеля и штепсельных наконечников, фланцы которых смонтированы в гнездах направляющих отверстий изоляционной колодки и соединены с токоведущей частью жил кабеля, отличающаяся тем, что муфта содержит монолитный уплотнитель, в котором отверстия для жил кабеля со стороны изоляционной колодки выполнено с гнездами, в которые входят выступы изоляционной колодки, при этом изоляция жил кабеля, выходящая из уплотнителя, входит в гнезда для фланцев наконечников. ! 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что отверстия для жил кабеля, проходящие через уплотнитель, имеют гнезда, выполненные с обеих его сторон. ! 3. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что между цилиндрическими поверхностями гнезд изоляционной колодки и фланцев наконечников, изоляционной колодки и корпуса смонтированы уплотнительные эластичные кольца. ! 4. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что монолитный уплотнитель выполнен с компенсационными полостями. ! 5. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что на цилиндрической поверхности корпуса муфты выполнены кольцевые канавки. ! 6. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что на поверхность изоляционной колодки, обращенную к колодке токоввода электродвигателя, установлена изоляционная шайба. 1. A cable entry coupling for connecting submersible electric motors, comprising a sealant made of oil and petrol resistant heat and cold resistant elastic material and an insulating block with through holes passing through them for cable strands and plug terminals, the flanges of which are mounted in the slots of the guide holes of the insulating block and connected to the current-carrying part of the cable conductors, characterized in that the coupling contains a monolithic sealant, in which openings for cable conductors from s insulating pads arranged slots into which the projections are of insulating pads, and the insulation of cable cores emerging from the seal enters the slot nozzles flanges. ! 2. The sleeve according to claim 1, characterized in that the openings for the cable cores passing through the sealant have sockets made on both sides thereof. ! 3. The coupling according to claim 1, characterized in that between the cylindrical surfaces of the nests of the insulating pads and flanges of the tips, insulating pads and the housing are mounted elastic sealing rings. ! 4. The coupling according to claim 1, characterized in that the monolithic seal is made with compensation cavities. ! 5. The coupling according to claim 1, characterized in that the annular grooves are made on the cylindrical surface of the coupling body. ! 6. The coupling according to claim 1, characterized in that an insulating washer is installed on the surface of the insulating block facing the motor current lead block.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для соединения силового нефтепогружного кабеля с электродвигателем установки электроцентробежного насоса.The utility model relates to electrical engineering and can be used to connect a power oil immersion cable with an electric motor for installing an electric centrifugal pump.

Известна муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей (RU 34813, публ. 2003 г.). Муфта содержит помещенные в корпус уплотнитель и изоляционную колодку с проходящими через них сквозными направляющими отверстиями для жил кабеля и штепсельных наконечников, фланцы которых смонтированы в гнездах направляющих отверстий изоляционной колодки и соединены с токоведущей частью жилы кабеля. Для соединения с колодкой токоввода электродвигателя, изоляционная колодка имеет выступы в виде втулок с наружным диаметром и высотой, соответствующими размерам входных гнезд колодки токоввода. Уплотнитель известной муфты представляет собой набор уплотнительных шайб из маслобензотеплостойкой и тепломорозостойкой резины, при этом одна из крайних шайб прямолинейно граничит с изоляционной колодкой муфты.Known cable entry coupling for connecting submersible motors (RU 34813, publ. 2003). The coupling contains a sealant and an insulating block placed in the housing with through-hole guide holes for cable conductors and terminal lugs passing through them, the flanges of which are mounted in the slots of the guide holes of the insulation block and are connected to the current-carrying part of the cable core. To connect to the motor current lead block, the insulation block has protrusions in the form of bushings with an outer diameter and height corresponding to the sizes of the input jacks of the current lead block. The sealant of the known coupling is a set of sealing washers made of oil and petrol heat and frost resistant rubber, while one of the extreme washers is directly adjacent to the insulating block of the coupling.

Воздействие на изоляционную колодку приводит к сжатию резинового уплотнителя и герметизирующего материала между фланцами наконечников и торцами гнезд. Гайка фиксирует положение колодки, регулируя усилие сжатия уплотнителя. При нормальных условиях эксплуатации скважины и отсутствии резких перепадов температур, известная муфта соответствует требованиям продольной герметичности и надежной электрической изоляции токопроводящих жил как друг от друга, так и от корпуса.Exposure to the insulation block results in compression of the rubber seal and the sealing material between the flanges of the tips and the ends of the sockets. The nut fixes the position of the block by adjusting the compression force of the seal. Under normal conditions of operation of the well and the absence of sudden changes in temperature, the known coupling meets the requirements of longitudinal tightness and reliable electrical isolation of conductive wires from each other and from the housing.

Однако в связи с малой поверхностью соприкосновения каждой из шайб уплотнителя изоляцией кабеля и различной твердостью материалов шайб, происходит деформация последней, что приводит к образованию микрозазоров между отверстиями уплотнителя и изоляцией жил кабеля. Это в свою очередь способствует снижению усилия сжатия уплотнителя и образованию микрозазора по прямолинейной границе между колодкой и уплотнителем, что может привести к разгерметизации муфты при отрицательных температурах и электрическому пробою. При работе в осложненных условиях скважин, когда вследствие действия различных факторов кабельная муфта неоднократно нагревается и остывает, вероятность потери герметичности кабельной муфты повышается. При нагреве муфты давление в уплотнителе возрастает, деформируя изоляцию жил кабеля; при остывании - давление в уплотнителе спадает и между отверстиями уплотнителя и изоляцией кабеля возникает зазор, через который может попадать пластовая жидкость, вызывающая короткое замыкание штепсельных наконечников на корпус муфты.However, due to the small contact surface of each of the seal washers with cable insulation and different hardness of the washer materials, the latter is deformed, which leads to the formation of micro-gaps between the seal openings and the cable core insulation. This in turn helps to reduce the compression force of the seal and the formation of a micro-gap along the rectilinear border between the block and the seal, which can lead to depressurization of the coupling at low temperatures and electrical breakdown. When working in complicated well conditions, when, due to various factors, the cable sleeve is repeatedly heated and cooled, the likelihood of losing the cable sleeve tightness increases. When the coupling is heated, the pressure in the seal increases, deforming the insulation of the cable cores; when cooling, the pressure in the sealant decreases and between the holes of the sealant and the cable insulation there is a gap through which formation fluid can enter, causing a short circuit of the plug lugs on the coupling body.

Задачей настоящего технического решения является повышение надежности муфты при эксплуатации в осложненных условиях нефтяных скважин.The objective of this technical solution is to increase the reliability of the coupling when operating in difficult conditions of oil wells.

Заявляемая муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей, как и известная, содержит, помещенные в корпус уплотнитель из маслобензостойкого тепломорозостойкого эластичного материала и изоляционную колодку с проходящими через них сквозными направляющими отверстиями для жил кабеля и штепсельных наконечников, фланцы которых смонтированы в гнездах направляющих отверстий изоляционной колодки и соединены с токоведущей частью жилы кабеля. Муфта отличается от известной тем, что содержит монолитный уплотнитель, в котором отверстия для жил кабеля со стороны изоляционной колодки выполнено с гнездами, в которые входят выступы изоляционной колодки, при этом изоляция жил кабеля, выходящая из уплотнителя, входит в гнезда для фланцев наконечников.The inventive cable entry coupling for connecting submersible electric motors, as well as the known one, contains a seal made of oil and oil resistant heat and cold resistant elastic material and an insulation block with through guide holes for cable cores and terminal lugs passing through them, the flanges of which are mounted in the slots of the guide holes of the insulation block and connected to the live part of the cable core. The coupling differs from the known one in that it contains a monolithic seal in which the openings for the cable conductors from the side of the insulation block are made with sockets that include the protrusions of the insulation block, while the insulation of the cable conductors emerging from the seal enters the sockets for the terminal flanges.

В отличие от известной муфты, в которой уплотнитель представляет собой набор шайб, в заявленной муфте уплотнитель выполнен цельным, то есть монолитным, что создает равномерное воздействие на изоляцию жил кабеля. Непрямолинейное соединение уплотнителя с изоляционной колодкой, выполненное по принципу «гнездо-выступ» обеспечивает стабильный контакт сопрягаемых поверхностей между колодкой и уплотнителем. Это увеличивает путь потенциального прохождения электрического тока и исключает электрические пробои с фланцев штепсельных наконечников на корпус, которые могут иметь место при возрастании токов.Unlike the known coupling, in which the seal is a set of washers, in the claimed coupling the seal is made integral, that is, monolithic, which creates a uniform effect on the insulation of the cable cores. The indirect connection of the sealant to the insulation block, made on the basis of the "socket-protrusion" principle, ensures stable contact of the mating surfaces between the block and the sealant. This increases the path of the potential passage of electric current and eliminates electrical breakdowns from the flanges of the plug lugs to the housing, which can occur with increasing currents.

Кроме того, муфта отличается тем, что отверстия для жил кабеля, проходящие через уплотнитель, имеют гнезда, выполненные с обеих его сторон. При этом, в гнезда отверстий со стороны изоляционной колодки входят выступы изоляционной колодки, что, как сказано выше, обеспечивает стабильный контакт сопрягаемых поверхностей между колодкой и уплотнителем, а в гнезда, расположенные со стороны хвостовика корпуса входит часть свинцовой оболочки, защищающая изоляцию жил кабеля от повреждений пластовой жидкостью.In addition, the coupling is characterized in that the openings for the cable cores passing through the sealant have sockets made on both sides thereof. At the same time, the protrusions of the insulation pad enter into the nests of the openings on the side of the insulation block, which, as mentioned above, ensures stable contact of the mating surfaces between the block and the sealant, and the part of the lead sheath that protects the insulation of the cable cores from formation fluid damage.

Муфта отличается тем, что монолитный уплотнитель из маслобензостойкого тепломорозостойкого эластичного материала выполнен с компенсационными полостями, компенсирующими изменения в объеме материала, которые могут быть вызваны перепадами температур и изменениями усилия сжатия уплотнителя. Компенсация объемного расширения материала уплотнителя приводит к стабилизации давления, оказываемого им на изоляцию жил кабеля. Стабильность давления уплотнителя исключает повреждение изоляции жил кабеля и надежно герметизирует муфту, защищая токопроводящие элементы от попадания на них пластовой жидкости, вызывающей их короткое замыкание на корпус.The coupling is characterized in that the monolithic seal made of oil-and-oil-resistant heat-and-frost-resistant elastic material is made with compensation cavities that compensate for changes in the volume of material that can be caused by temperature extremes and changes in the compression force of the seal. Compensation of the volume expansion of the sealant material leads to stabilization of the pressure exerted by it on the insulation of the cable cores. The stability of the seal pressure eliminates damage to the insulation of the cable cores and reliably seals the coupling, protecting the conductive elements from the ingress of formation fluid, causing them to short circuit to the housing.

Для создания лабиринтного уплотнения между корпусом и монолитным уплотнителем на цилиндрической поверхности корпуса муфты выполнены кольцевые канавки.To create a labyrinth seal between the housing and the monolithic seal on the cylindrical surface of the coupling housing, annular grooves are made.

Для обеспечения дополнительной герметизации муфты, в конструкции предусмотрены эластичные кольца, смонтированные между цилиндрическими поверхностями гнезд изоляционной колодки и фланцев наконечников, изоляционной колодки и корпуса. Для исключения короткого замыкания штепсельных наконечников на корпус, на поверхность изоляционной колодки, обращенную к колодке токоввода электродвигателя, установлена изоляционная шайба.To provide additional sealing of the coupling, the design provides elastic rings mounted between the cylindrical surfaces of the nests of the insulation block and the flanges of the tips, insulation block and the housing. To eliminate the short circuit of the plug lugs on the housing, an insulating washer is installed on the surface of the insulation block facing the motor current lead block.

Новый технический результат, достигаемый заявленной муфтой кабельного ввода, заключается в повышении ее герметичности и исключении электрических пробоев.A new technical result achieved by the claimed cable entry sleeve is to increase its tightness and to eliminate electrical breakdowns.

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 изображена муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей в сборе, на фиг.2 - конструкция монолитного уплотнителя, на фиг.3 - конструкция изоляционной колодки, на фиг.4 - иллюстрация сборки муфты. Муфта содержит металлический корпус 1, цилиндрическая поверхность которого имеет кольцевые канавки 2, в хвостовую часть корпуса введен предварительно разделанный и сформированный должным образом конец нефтепогружного кабеля 3. Для соединения токопроводящих жил кабеля 4 со штепсельными наконечниками 5 разделывают конец кабеля, удаляя броню, тканевую подушку, часть свинцовой оболочки 6 и часть изоляции 7. Внутри корпуса 1 помещен монолитный уплотнитель 8, расположенный между упором корпуса и сжимающей его изоляционной колодкой 9. Через монолитный уплотнитель 8 и изоляционную колодку 9 проходят три сквозных отверстия для жил кабеля. При этом отверстия в уплотнителе выполнены с гнездами 10 и 11. В гнезда 10 выступами 12 входит изоляционная колодка 9, а часть изоляции жил 7 входит в гнездо 13 для фланцев наконечника 5. В гнездо 11 уплотнителя 8 входит часть неудаленной свинцовой оболочки 6 жилы кабеля. Монолитный уплотнитель 8, выполненный из маслобензостойкого тепломорозостойкого эластичного материала, имеет три компенсационных полости 14. Изоляционная колодка 9 представляет собой цельнолитое изделие из электропрочного материала на цилиндрической поверхности которой предусмотрена кольцевая канавка под эластичное кольцо 15. Штепсельные наконечники 5, соединенные с токопроводящими частями 4 жил кабеля, зафиксированы в колодке при помощи стопорных колец 16. На цилиндрической поверхности фланцев наконечников предусмотрена кольцевая канавка под эластичное кольцо 17.The utility model is illustrated by figures, in which Fig. 1 shows a cable entry coupling for connecting submersible electric motors in assembly, Fig. 2 shows the construction of a monolithic sealant, Fig. 3 shows the construction of an insulating block, and Fig. 4 illustrates an assembly of a coupling. The coupling contains a metal casing 1, the cylindrical surface of which has annular grooves 2, the end of the oil pipe 3 pre-cut and properly formed is inserted into the rear part of the housing. To connect the conductive cores of cable 4 with the plug lugs 5, the cable end is removed, removing the armor and fabric cushion part of the lead sheath 6 and part of the insulation 7. Inside the housing 1 is placed a monolithic seal 8 located between the emphasis of the housing and compressing its insulation block 9. Through mono itny seal 8 and the insulating block 9 are three holes for the cable cores. In this case, the holes in the sealant are made with sockets 10 and 11. An insulating block 9 is included in the nests 10 by the protrusions 12, and a part of the core insulation 7 enters the socket 13 for the flanges of the tip 5. The socket 11 of the sealant 8 includes a part of the unremovable lead sheath 6 of the cable core. The monolithic seal 8, made of oil and oil resistant heat and frost resistant elastic material, has three compensation cavities 14. The insulating block 9 is a solid product made of electrostrong material on the cylindrical surface of which an annular groove is provided for an elastic ring 15. Plug terminals 5 connected to the conductive parts 4 of the cable cores are fixed in the block by means of locking rings 16. On the cylindrical surface of the flanges of the tips, an annular Navka under elastic ring 17.

Для фиксации положения кабеля в корпусе 1 внутренняя полость хвостовика залита компаундом 18. Положение изоляционной колодки 9 зафиксировано в корпусе 1 упорным кольцом 19. Для регулирования усилия сжатия монолитного уплотнителя 8 может быть использована нажимная гайка. С целью исключения короткого замыкания штепсельных наконечников 5 на корпус 1 на поверхности, обращенной к колодке токоввода электродвигателя, установлена изоляционная шайба 20.To fix the position of the cable in the housing 1, the inner cavity of the shank is filled with a compound 18. The position of the insulating block 9 is fixed in the housing 1 by a thrust ring 19. To control the compression force of the monolithic seal 8, a pressure nut can be used. In order to eliminate the short circuit of the plug lugs 5 to the housing 1, an insulating washer 20 is installed on the surface facing the motor current lead block.

Муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей работает следующим образом. При эксплуатации в скважине, муфта кабельного ввода, находясь в среде пластовой жидкости, испытывает температурные перепады. Имеющиеся на изоляционной колодке 9 выступы 12, вставленные в гнезда 10 монолитного уплотнителя 8 исключают электрические пробои с фланцев штепсельных наконечников 5 на корпус 1, которые будут иметь место при возрастании токов. За счет компенсационных полостей 14 монолитного уплотнителя 8 происходит стабилизация изменяющегося в нем давления, вызванного температурными перепадами. Таким образом, заявленное решение, обеспечивает надежную герметизацию муфты и защиту ее токопроводящих элементов от попадания пластовой жидкости, вызывающей их короткое замыкание на корпус.Clutch cable entry for connecting submersible motors works as follows. When operating in a well, the cable entry coupling, being in the environment of the reservoir fluid, experiences temperature changes. The protrusions 12 on the insulation block 9, inserted into the slots 10 of the monolithic seal 8, exclude electrical breakdowns from the flanges of the plug lugs 5 to the housing 1, which will occur with increasing currents. Due to the compensation cavities 14 of the monolithic seal 8, the pressure changing in it is stabilized due to temperature changes. Thus, the claimed solution provides reliable sealing of the coupling and protection of its conductive elements from the ingress of formation fluid, causing their short circuit to the housing.

Claims

1. A cable entry coupling for connecting submersible electric motors, comprising a sealant made of oil and petrol resistant heat and cold resistant elastic material and an insulating block with through holes passing through them for cable strands and plug terminals, the flanges of which are mounted in the slots of the guide holes of the insulating block and connected to the current-carrying part of the cable conductors, characterized in that the coupling contains a monolithic sealant, in which openings for cable conductors from s insulating pads arranged slots into which the projections are of insulating pads, and the insulation of cable cores emerging from the seal enters the slot nozzles flanges.

2. The sleeve according to claim 1, characterized in that the openings for the cable cores passing through the sealant have sockets made on both sides thereof.

3. The coupling according to claim 1, characterized in that between the cylindrical surfaces of the nests of the insulating pads and flanges of the tips, insulating pads and the housing are mounted elastic sealing rings.

4. The coupling according to claim 1, characterized in that the monolithic seal is made with compensation cavities.

5. The coupling according to claim 1, characterized in that the annular grooves are made on the cylindrical surface of the coupling body.

6. The coupling according to claim 1, characterized in that an insulating washer is installed on the surface of the insulating block facing the motor current lead block.