RU160671U1

RU160671U1 - CABLE INPUT CLUTCH FOR CONNECTING SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTORS

Info

Publication number: RU160671U1
Application number: RU2015119488/07U
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Горяинов; Андрей Николаевич Горяинов; Илья Владимирович Головатюк; Сергей Иванович Горбунов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "БИТЕК"
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-03-27

Abstract

1. Муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей, содержащая корпус с хвостовиком для ввода силового кабеля, размещенные в корпусе токоведущие жилы силового кабеля, присоединенные к штепсельным наконечникам внутри корпуса, опорную шайбу, набор уплотнительных шайб, нажимной элемент, гайку, фиксирующую сжатие уплотнительных шайб, отличающаяся тем, что та часть штепсельных наконечников, которая расположена внутри корпуса муфты, выполнена с электроизоляционным теплостойким покрытием.2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что электроизоляционное теплостойкое покрытие наконечников выполнено из полимерных материалов, таких как полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон, полиимид.1. A cable entry coupling for connecting submersible electric motors, comprising a housing with a shank for inputting the power cable, live conductors of the power cable located in the housing attached to the plug lugs inside the housing, a support washer, a set of sealing washers, a pressure member, a nut, fixing the compression of the sealing washers characterized in that the part of the plug tips that is located inside the coupling body is made with an insulating heat-resistant coating. 2. The sleeve according to claim 1, characterized in that the heat-insulating heat-resistant coating of the tips is made of polymeric materials such as polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyimide.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для соединения силового кабеля с погружным электродвигателем установки центробежного насоса, предназначенного для работы в нефтяных скважинах, эксплуатируемых преимущественно в осложненных условиях, при высоких температурах (более +120°C).The utility model relates to electrical engineering and can be used to connect a power cable to a submersible electric motor of a centrifugal pump installation, designed to operate in oil wells operating mainly in difficult conditions at high temperatures (more than + 120 ° C).

Известна муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей (RU 34812, МПК H02G 15/08, опубл. 10.12.2003 г.) [1]. Конструкция известной муфты направлена на обеспечение масло-бензо-стойкости уплотнителя в интервале температур от - 50 до +250°C. Муфта содержит корпус с хвостовиком для ввода силового кабеля, внутри корпуса проходят жилы силового кабеля, которые на выходе из корпуса заканчиваются штепсельными наконечниками. Внутренняя полость хвостовика корпуса муфты, соединяющего муфту с силовым кабелем, заполнена компаундом, а в той части корпуса, которая соединяет муфту с электродвигателем, расположены опорная шайба, набор уплотнительных шайб, нажимная шайба, гайка, фиксирующая сжатие уплотнительных шайб относительно силового кабеля внутри корпуса. Набор уплотнительных шайб состоит как минимум из трех шайб, крайние из которых выполнены из масло-бензо-теплостойкой резины, а та, что находится между ними, выполнена из тепло-морозостойкой резины.Known cable entry coupling for connecting submersible motors (RU 34812, IPC H02G 15/08, publ. 10.12.2003) [1]. The design of the known coupling is aimed at ensuring oil-benzo-resistance of the seal in the temperature range from -50 to + 250 ° C. The coupling contains a housing with a shank for inputting the power cable, inside the housing there are conductors of the power cable, which at the outlet of the housing end with plug lugs. The inner cavity of the shank of the coupling housing connecting the coupling to the power cable is filled with a compound, and in the part of the housing that connects the coupling to the electric motor, there is a support washer, a set of sealing washers, a pressure washer, and a nut fixing compression of the sealing washers relative to the power cable inside the housing. A set of sealing washers consists of at least three washers, the last of which are made of oil-benzo-heat-resistant rubber, and the one located between them is made of heat-and-cold resistant rubber.

Защиту силового кабеля от проникновения пластовой жидкости осуществляют в процессе сборки муфты путем обжатия уплотнительными шайбами каждой из жил проходящего через корпус муфты силового кабеля. Момент натяжки этого усилия выбирают из условия не только обеспечения герметизации, но и неповреждения изоляции жил силового кабеля в процессе эксплуатации муфты. Это условие трудно обеспечить в процессе эксплуатации скважин в осложненных условиях, при высоких температурах. Превышение усилия обжатия жил кабеля уплотнительными шайбами может привести к продавливанию изоляции этих жил. В результате возможных разрывов изоляции неизбежен электрический пробой кабеля.The power cable is protected from penetration of the formation fluid during the assembly of the coupling by compressing with sealing washers of each of the wires passing through the coupling housing of the power cable. The tension moment of this effort is selected from the condition of not only ensuring sealing, but also of non-damage to the insulation of the cores of the power cable during operation of the coupling. This condition is difficult to ensure during the operation of wells in complicated conditions at high temperatures. Exceeding the compression force of the cable cores with sealing washers can lead to a breakdown of the insulation of these cores. As a result of possible insulation breaks, electrical breakdown of the cable is inevitable.

На защиту изоляции жил кабеля, находящихся в месте присоединения наконечника направлена конструкция известной муфты кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей (RU 34813, МПК H02G 15/08, опубл. 10.12.2003 г.) [2]. Муфта содержит корпус с хвостовиком для ввода силового кабеля, внутри которого проходят жилы силового кабеля, присоединенные к штепсельным наконечникам внутри корпуса муфты. Внутренняя полость хвостовика корпуса муфты, соединяющего муфту с силовым кабелем, заполнена компаундом, а в той части, корпуса, которая соединяет муфту с электродвигателем, содержится опорная шайба, набор уплотнительных шайб, нажимная шайба, гайка, фиксирующая сжатие уплотнительных шайб относительно жил силового кабеля.To protect the insulation of the cable cores located at the point of connection of the lug, the design of the well-known cable entry coupling for connecting submersible electric motors (RU 34813, IPC H02G 15/08, publ. 10.12.2003) [2] is directed. The coupling contains a housing with a shank for inputting the power cable, inside of which are the conductors of the power cable connected to the plug lugs inside the coupling housing. The inner cavity of the shank of the coupling housing connecting the coupling to the power cable is filled with a compound, and the housing that connects the coupling to the electric motor contains a support washer, a set of sealing washers, a pressure washer, and a nut fixing compression of the sealing washers relative to the conductors of the power cable.

Муфта содержит также изоляционную колодку, штепсельные наконечники муфты смонтированы в сквозных направляющих отверстиях этой колодки, которая со стороны, обращенной к набору уплотнительных шайб, имеет углубления для соединения наконечников и токоведущих жил силового кабеля, а с другой стороны - выступы в виде втулок с наружным диаметром и высотой, соответствующими размерам входных гнезд в колодке токоввода электродвигателя. Штепсельные наконечники выполнены с упорными фланцами, размещенными в углублениях изоляционной колодки с находящимся в них материалом для герметизации направляющих отверстий. Изоляционная колодка, выполняющая функции нажимной шайбы, размещена внутри корпуса.The coupling also contains an insulating block, the coupling tips of the coupling are mounted in the through holes of this block, which has recesses on the side facing the set of sealing washers for connecting the tips and current-carrying conductors of the power cable, and on the other hand, protrusions in the form of bushings with an outer diameter and the height corresponding to the size of the input sockets in the current lead block of the electric motor. The plug lugs are made with stop flanges located in the recesses of the insulation block with the material in them for sealing the guide holes. The insulating block, which acts as a pressure washer, is located inside the housing.

В конструкции известной муфты по RU 34813 незащищенный уплотнительными шайбами участок изоляции каждой из токоведущих жил кабеля, находящийся в месте присоединения наконечника, изолирован от проникновения масла двигателя колодкой и находится в соответствующем углублении, выполненном в основании изоляционной колодки со стороны уплотнителя.In the design of the known coupling according to RU 34813, the insulation section of each of the current-carrying cable conductors that is not protected by sealing washers, located at the point of connection of the cable end, is isolated from the penetration of engine oil by the block and is located in the corresponding recess made at the base of the insulation block from the side of the sealant.

Сквозные отверстия колодки, в которых смонтированы наконечники, выполняют функцию направляющих и обеспечивают заданное устойчивое положение наконечников относительно корпуса муфты. Фланцы наконечников сжимают герметизирующий материал, помещенный в углубления изоляционной колодки и, таким образом предотвращают проникновение масла двигателя через отверстия в колодке к изоляции жил. Выступы в виде втулок на изоляционной колодке увеличивают длину направляющих отверстий, повышая при этом устойчивость наконечника. При подключении кабеля выступы колодки входят в гнезда колодки токов-вода электродвигателя, заполняя свободное пространство и предотвращая электрический пробой между наконечниками. Однако, от возможности электрического пробоя кабеля, вызванного разрывами изоляции при эксплуатации скважин в осложненных условиях, то есть при высоких температурах, данная конструкция не предохраняет по тем же вышеописанным причинам, что и конструкция муфты [1].The through holes of the pads in which the lugs are mounted perform the function of guides and provide a predetermined stable position of the lugs relative to the coupling body. The flanges of the tips compress the sealing material placed in the recesses of the insulation block and thus prevent the penetration of engine oil through the holes in the block to the core insulation. The protrusions in the form of bushings on the insulating block increase the length of the guide holes, while increasing the stability of the tip. When connecting the cable, the protrusions of the pads enter the nests of the current-water block of the motor, filling the free space and preventing electrical breakdown between the tips. However, from the possibility of electric cable breakdown caused by insulation breaks during well operation in complicated conditions, that is, at high temperatures, this design does not protect for the same reasons described above as the design of the coupling [1].

Предложена муфта кабельного ввода для подключения погружных электродвигателей, содержащая корпус с хвостовиком для ввода силового кабеля, размещенные в корпусе токоведущие жилы силового кабеля, присоединенные к штепсельным наконечникам внутри корпуса, опорную шайбу, набор уплотнительных шайб, нажимной элемент, гайку, фиксирующую сжатие уплотнительных шайб, при этом та часть штепсельных наконечников, которая расположена внутри корпуса муфты, выполнена с электроизоляционным теплостойким покрытием.A cable entry coupling for connecting submersible electric motors is proposed, comprising a housing with a shank for inputting the power cable, live conductors of the power cable located in the housing attached to the plug lugs inside the housing, a support washer, a set of sealing washers, a pressure member, a nut, fixing compression of the sealing washers, however, that part of the plug lugs, which is located inside the coupling body, is made with an insulating heat-resistant coating.

Электроизоляционное теплостойкое покрытие наконечников выполнено из полимерных материалов, таких как полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон, полиимид.The insulating heat-resistant coating of the tips is made of polymeric materials such as polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyimide.

Сущность заявляемого решения заключается в следующем. Электроизоляционное теплостойкое покрытие той части штепсельных наконечников, которая расположена внутри корпуса муфты, начиная от места соприкосновения с изоляцией токоведущих жил силового кабеля, условно можно назвать продолжением этого кабеля. При этом покрытие охватывает не только ту часть наконечников, по которой происходит герметизирующее обжатие уплотнительных шайб относительно штепсельных наконечников, но также и незащищенный этими шайбами участок присоединения наконечников к изоляции жил кабеля. В отличие от муфт [1], [2], где уплотнительные шайбы обжимают жилы силового кабеля, в заявленной конструкции муфты уплотнительные шайбы обжимают часть штепсельных наконечников, расположенную внутри корпуса муфты, которая к тому же покрыта электроизолирующим теплостойким материалом. Теплостойкость электроизоляционного покрытия наконечников компенсирует объемное температурное сжатие уплотнительных шайб, вызванное высокими температурами при эксплуатации скважин в осложненных условиях. Это предохраняет муфту от возможности электрического пробоя кабеля, вызванного возможными разрывами изоляции, притом, что такие полимерные материалы, как полифениленсульфид, полиэфирэфиркетон, полиимид повышают надежность защиты наконечников от воздействия пластовой жидкости и масла.The essence of the proposed solution is as follows. An insulating heat-resistant coating of that part of the plug lugs, which is located inside the coupling housing, starting from the point of contact with the insulation of the current-carrying conductors of the power cable, can conditionally be called a continuation of this cable. Moreover, the coating covers not only the part of the lugs along which the sealing compression of the sealing washers relative to the plug lugs takes place, but also the portion of the connection of the lugs that is not protected by these washers to the cable core insulation. Unlike couplings [1], [2], where the sealing washers compress the conductors of the power cable, in the claimed design of the coupling, the sealing washers compress the part of the plug lugs located inside the coupling body, which is also covered with an electrically insulating heat-resistant material. The heat resistance of the insulating coating of the tips compensates for the volumetric temperature compression of the sealing washers caused by high temperatures during operation of wells in difficult conditions. This protects the coupling from the possibility of electric breakdown of the cable caused by possible breaks in insulation, while such polymeric materials as polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyimide increase the reliability of protection of the tips from the effects of formation fluid and oil.

Новый технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в повышении защитных свойств муфты от негативных воздействий высоких температур эксплуатации скважин.A new technical result achieved by the claimed solution is to increase the protective properties of the coupling from the negative effects of high temperatures of well operation.

Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 изображена муфта; на фиг. 2 - набор уплотнительных шайб. Муфта содержит металлический корпус 1, внутренняя полость хвостовика 2 корпуса муфты имеет переменное сечение, уменьшающееся в сторону отверстия для ввода силового кабеля. В корпусе 1 последовательно размещены пластмассовая опорная шайба 3, набор уплотнительных шайб 4, 5, пластмассовая шайба 6 - в качестве нажимного элемента, гайка 7, фиксирующая сжатие уплотнителя относительно части наконечников, расположенной внутри корпуса. Через отверстия опорной шайбы, уплотнительных шайб, нажимного элемента, в корпус муфты входит нефтепогружной силовой кабель 8. На концах жил кабеля внутри корпуса смонтированы штепсельные наконечники 9. На части наконечников, расположенной внутри корпуса, начиная от места соприкосновения с изоляцией токоведущих жил силового кабеля, выполнено электроизоляционное теплостойкое покрытие 10. Внутренняя полость хвостовика корпуса муфты заполнена компаундом 11.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a coupling; in FIG. 2 - a set of sealing washers. The coupling contains a metal housing 1, the inner cavity of the shank 2 of the coupling housing has a variable cross section, decreasing towards the opening for inputting the power cable. A plastic support washer 3, a set of sealing washers 4, 5, a plastic washer 6 as a pressure element, a nut 7 fixing the compression of the seal relative to the part of the tips located inside the housing are sequentially placed in the housing 1. Through the openings of the support washer, sealing washers, pressure element, an oil immersed power cable is inserted into the sleeve housing 8. At the ends of the cable cores inside the housing are mounted ferrules 9. On the part of the ferrules located inside the housing, starting from the point of contact with the insulation of live conductors of the power cable, made an insulating heat-resistant coating 10. The inner cavity of the shank of the coupling body is filled with compound 11.

Заявляемая муфта пригодна для работы в нефтяных скважинах, эксплуатируемых преимущественно при температуре более +120°C.The inventive coupling is suitable for use in oil wells, operated mainly at temperatures above + 120 ° C.

Claims

1. Cable entry coupling for connecting submersible electric motors, comprising a housing with a shank for inputting the power cable, live conductors of the power cable located in the housing, connected to the plug lugs inside the housing, a support washer, a set of sealing washers, a pressure member, a nut, fixing the compression of the sealing washers characterized in that the part of the plug lugs, which is located inside the coupling body, is made with an insulating heat-resistant coating.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that the insulating heat-resistant coating of the tips is made of polymer materials such as polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyimide.