RU202924U1

RU202924U1 - SMALL-SIZED WELL TREAD FOR SUBMERSIBLE CABLE PROTECTION

Info

Publication number: RU202924U1
Application number: RU2020141060U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Гуреев
Original assignee: Александр Александрович Гуреев
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2021-03-15

Abstract

Протектор содержит литой полимерный корпус с продольным кабельным каналом. В вертикальных стенках корпуса трапецеидальной формы, расположенных под углом 90°, выполнены сквозные отверстия для фиксирующих элементов. В верхней части стенок с каждой стороны на равном расстоянии и симметрично относительно вертикальной оси корпуса выполнены два прямоугольных сквозных отверстия. Корпус выполнен из термостойкого армированного маслобензостойкого пластика. Технический результат - увеличение срока службы протектора. 2 ил.The protector contains a molded polymer body with a longitudinal cable channel. In the vertical walls of the trapezoidal body, located at an angle of 90 °, through holes are made for fixing elements. In the upper part of the walls on each side, at an equal distance and symmetrically relative to the vertical axis of the body, two rectangular through holes are made. The body is made of heat-resistant reinforced oil-resistant plastic. The technical result is an increase in the service life of the tread. 2 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельTechnical field to which the utility model belongs

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для добычи нефти и может применяться в нефтяных и водозаборных скважинах, оборудованных УЭЦН (установка электроцентробежного насоса) и использоваться для защиты погружного электрического кабеля, закрепленного на насосно-компрессорных трубах (НКТ), от механических повреждений при проведении спускоподъемных операций.The utility model relates to the oil and gas industry, namely to equipment for oil production and can be used in oil and water wells equipped with an ESP (installation of an electric centrifugal pump) and used to protect a submersible electric cable fixed on tubing from mechanical damage during tripping operations.

Уровень техникиState of the art

В связи с тем, что ежегодно при добыче нефти и газа возрастает потребность в применении механизированных способов извлечения углеводородного сырья с использованием УЭЦН возникает потребность для создания оптимальных моделей погружных силовых кабелей, а также их защиты для обеспечения надежного и бесперебойного питания данных установок.Due to the fact that every year in the production of oil and gas, the need for the use of mechanized methods for extracting hydrocarbons using ESPs increases, there is a need to create optimal models of submersible power cables, as well as their protection to ensure reliable and uninterrupted power supply of these installations.

Задачей обеспечения эксплуатационной надежности нефтедобывающего оборудования является предупреждение внезапных отказов электроприводного оборудования нефтяных агрегатов. При этом основной проблемой при эксплуатации УЭЦН в добывающих скважинах является вопрос механического повреждения погружного силового кабеля. Следовательно, возникает вопрос о механической защите погружного кабеля, а также защите и надежном креплении этого кабеля на муфтовых соединениях НКТ, на фланцевых соединениях УЭЦН. Одним из основных видов существующих изделий, предназначенных для решения этой проблемы, являются протекторы. The task of ensuring the operational reliability of oil production equipment is to prevent sudden failures of the electric drive equipment of oil units. At the same time, the main problem in the operation of ESP in production wells is the issue of mechanical damage to the submersible power cable. Consequently, the question arises about the mechanical protection of the submersible cable, as well as the protection and reliable fastening of this cable on the tubing sleeve joints, on the ESP flange joints. Protectors are one of the main types of existing products designed to solve this problem.

Существует множество устройств и патентных решений, которые решают задачу защиты от механического воздействия на силовой погружной кабель. There are many devices and patent solutions that solve the problem of protecting against mechanical stress on a submersible power cable.

Известно устройство крепления кабеля в местах муфтового соединения НКТ (патент РФ на изобретение № 2447253, опубл.10.04.2012), включающее корпус, на внутренней поверхности которого выполнен продольный паз для укладки кабеля, а на внутренней поверхности одной из боковых стенок корпуса выполнен паз для установки устройства на муфту НКТ. На одной из боковых стенок корпуса шарнирно установлены хомуты с крепежными узлами, содержащими откидные болты, которые входят в ответные пазы противоположной стенки корпуса. При этом угол охвата трубы корпусом составляет менее 180°, а на наружной поверхности одной из боковых стенок корпуса выполнены защитные элементы в виде продольного ребра и два перпендикулярные этому ребру, лежащие по краям боковой стенки, ребра для предотвращения контакта элементов крепежных узлов с внутренней поверхностью обсадной трубы. На противоположной боковой стенке корпуса между шарнирными узлами крепления хомутов выполнен выступ для предотвращения повреждения элементов шарнирных узлов, причем по краям ответных пазов установлены фиксаторы.Known is a cable fastening device in places of tubing coupling joints (RF patent for invention No. 2447253, publ. 10.04.2012), which includes a housing, on the inner surface of which a longitudinal groove is made for laying the cable, and a groove is made on the inner surface of one of the side walls of the housing for installation of the device on the tubing coupling. On one of the side walls of the housing, clamps are pivotally mounted with fastening assemblies containing hinge bolts that enter the mating grooves of the opposite wall of the housing. In this case, the angle of coverage of the pipe by the casing is less than 180 °, and on the outer surface of one of the side walls of the casing, protective elements are made in the form of a longitudinal rib and two ribs perpendicular to this rib, lying along the edges of the side wall, to prevent contact of the elements of fasteners with the inner surface of the casing pipes. On the opposite side wall of the housing, between the hinge attachment points of the clamps, a protrusion is made to prevent damage to the elements of the hinge nodes, and latches are installed along the edges of the mating grooves.

Недостатками данного патентного решения является сложность конструкции, что ведет к высокой трудоемкости процесса. The disadvantages of this patent solution is the complexity of the design, which leads to a high labor intensity of the process.

Также известен протектор крепления кабеля к НКТ (патент РФ на полезную модель № 166515, опубл.27.01.2016), содержащий корпус, выполненный как одно целое с кабельным каналом, и фиксирующие элементы, расположенные сверху и снизу корпуса, закрепляющие устройство на муфтовом соединении трубы, корпус выполнен в виде П-образного металлического профиля, вертикальные образующие которого разведены под углом в стороны и опираются на боковую поверхность трубы, на них выполнены вырезы под муфту, а высота кабельного канала по краям корпуса и напротив муфты равна размеру кабеля и увеличивается с двух сторон корпуса в сторону муфты, фиксирующие элементы выполнены в виде металлической ленты, проходящей через прямоугольные отверстия, выполненные в корпусе, отличающийся тем, что длина выреза под муфту на вертикальных образующих профиля больше длины муфты, вертикальные образующие П-образного профиля разведены в стороны под углом от 5° до 15°, а края прямоугольных отверстий, через которые проходит металлическая лента крепления протектора на трубе, скруглены.Also known is a protector for attaching a cable to a tubing (RF patent for a useful model No. 166515, publ. 27.01.2016), containing a body made as one piece with a cable channel, and fixing elements located above and below the body, fixing the device on the pipe coupling , the body is made in the form of a U-shaped metal profile, the vertical generatrices of which are set apart at an angle to the sides and rest on the side surface of the pipe, cutouts for the coupling are made on them, and the height of the cable channel along the edges of the body and opposite the coupling is equal to the size of the cable and increases from two sides of the body towards the coupling, the fixing elements are made in the form of a metal tape passing through rectangular holes made in the body, characterized in that the length of the cutout for the coupling on the vertical generatrices of the profile is greater than the length of the coupling, the vertical generators of the U-shaped profile are set apart at an angle from 5 ° to 15 °, and the edges of rectangular holes through which metal passes A natural tape for attaching the protector to the pipe, rounded.

Недостатками известного технического решения являются высокий профиль, выполненный из металла (стали), что влечет высокое трение о стенки эксплуатационной колонны скважины при спускоподъемных операциях и подверженность процессам коррозии. Кроме того, протектор не может применяться в скважинах с высокими температурами, а также продукция которых содержит агрессивные компоненты - сероводород и углекислый газ. Что приводит к ограничению эксплуатационных возможностей протектора.The disadvantages of the known technical solution are the high profile made of metal (steel), which entails high friction against the walls of the production string during tripping operations and susceptibility to corrosion processes. In addition, the protector cannot be used in wells with high temperatures, and whose products contain aggressive components - hydrogen sulfide and carbon dioxide. Which leads to a limitation of the performance of the tread.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является малогабаритный протектор для защиты кабеля (https://www.petromarkt.ru/uslugi/komplektnoe-oborudovanie-uetsn--dlya-dobychi-nefti/protektora-dlya-zaschity-kabelya/), выбранный нами за прототип, содержащий литой полимерный корпус, снабженный по одному отверстию на стенках корпуса в центральной части, на которых закреплена стальная лента. The closest in technical essence to the claimed utility model is a small-sized protector for cable protection (https://www.petromarkt.ru/uslugi/komplektnoe-oborudovanie-uetsn--dlya-dobychi-nefti/protektora-dlya-zaschity-kabelya/) , chosen by us for the prototype, containing a cast polymer body, equipped with one hole on the walls of the body in the central part, on which a steel tape is fixed.

Недостатками известного технического решения является низкая надежность фиксации на трубе, а также невозможность применения в скважинах с высокими температурами и агрессивными компонентами, что приводит к ограничению эксплуатационных возможностей протектора.The disadvantages of the known technical solution are the low reliability of fixation on the pipe, as well as the impossibility of using in wells with high temperatures and aggressive components, which leads to a limitation of the operational capabilities of the protector.

Задачей полезной модели является создание устройства с расширенными эксплуатационными возможностями протектора за счет повышенной надежности крепления кабеля к трубе при установке его на любом участке НКТ. The task of the utility model is to create a device with enhanced operational capabilities of the protector due to the increased reliability of the cable attachment to the pipe when it is installed on any section of the tubing.

Техническим результатом заявляемого решения является увеличение срока службы протектора. The technical result of the proposed solution is to increase the service life of the tread.

Технический результат достигается тем, что в протекторе скважинном малогабаритном для защиты погружного кабеля, содержащем литой полимерный корпус с продольным кабельным каналом, в вертикальных стенках корпуса, расположенных под углом 90°, выполнены сквозные отверстия для фиксирующих элементов, согласно предложенному решению, стенки корпуса в части кабельного канала имеют трапецеидальную форму, а в верхней их части с каждой стороны на равном расстоянии и симметрично относительно вертикальной оси корпуса выполнены два прямоугольных сквозных отверстия, при этом корпус выполнен из термостойкого армированного маслобензостойкого пластика.The technical result is achieved by the fact that in a small-sized borehole protector for protection of a submersible cable, containing a molded polymer casing with a longitudinal cable channel, through holes for fixing elements are made in the vertical walls of the casing located at an angle of 90 °, according to the proposed solution, the casing walls in the part of the cable duct have a trapezoidal shape, and in their upper part on each side at an equal distance and symmetrically relative to the vertical axis of the body there are two rectangular through holes, while the body is made of heat-resistant reinforced oil-and-petrol resistant plastic.

Сущность полезной модели поясняется фигурами 1 и 2, где: на фиг. 1 изображен общий вид протектора, на фиг 2 – протектор, установленный на НКТ.The essence of the utility model is illustrated by Figures 1 and 2, where: in Fig. 1 shows a general view of the protector, Fig. 2 shows the protector installed on the tubing.

Протектор содержит литой полимерный корпус 1 с продольным кабельным каналом 2. Вертикальные стенки корпуса 1, расположенные под углом 90°, в части кабельного канала 2 имеют трапецеидальную форму и снабжены сквозными прямоугольными отверстиями 3, на которых закреплены фиксирующие элементы (клямсы) 4. Отверстия расположены на равном расстоянии в верхней части вертикальной стенки и симметрично относительно вертикальной оси корпуса. Корпус 1 выполнен из термостойкого армированного маслобензостойкого пластика.The protector contains a cast polymer body 1 with a longitudinal cable channel 2. The vertical walls of the body 1, located at an angle of 90 °, in part of the cable channel 2 are trapezoidal and equipped with through rectangular holes 3, on which fixing elements (cleats) are fixed 4. The holes are located at an equal distance in the upper part of the vertical wall and symmetrically about the vertical axis of the body. The body 1 is made of heat-resistant reinforced oil-and-petrol resistant plastic.

Заявляемый протектор применяется следующим образом.The claimed protector is applied as follows.

Протектор используют при выполнении операции по спуску погружного насосного оборудования УЭЦН на колонне НКТ для защиты погружного силового кабеля от механических повреждений. Кабель закрывают протектором выше и ниже муфты 6 НКТ таким образом, что кабель 5 располагают в кабельном канале 2. Далее в отверстия 3, расположенные на вертикальных стенках корпуса, устанавливают фиксирующие элементы (клямсы) 4. Протектор с кабелем фиксируют и закрепляют в месте соединения труб 7 муфтой 6 с двух сторон от нее в месте перехода с протектора на поверхность трубы путем соединения концов фиксирующих элементов в замок при помощи ручного инструмента «Клямсеватель» для обвязки фиксирующих элементов. При закреплении корпуса вертикальные стенки упираются на выступы муфты, что дополнительно повышает надежность крепления кабеля. При выполнении операции по подъёму погружного насосного оборудования УЭЦН на колонне НКТ протектор демонтируют путем размыкания замков концов фиксирующих элементов. The protector is used when running the ESP submersible pumping equipment on the tubing string to protect the submersible power cable from mechanical damage. The cable is closed with a protector above and below the tubing coupling 6 in such a way that the cable 5 is placed in the cable channel 2. Further, fixing elements (cleats) are installed in the holes 3 located on the vertical walls of the body 4. The protector with the cable is fixed and fixed at the pipe junction 7 with coupling 6 on both sides of it at the transition from the protector to the pipe surface by connecting the ends of the fixing elements into a lock using the hand tool "Klyamsavatel" for strapping the fixing elements. When fixing the housing, the vertical walls rest against the clutch protrusions, which additionally increases the reliability of the cable fastening. When performing the operation to lift the ESP submersible pumping equipment on the tubing string, the protector is dismantled by opening the locks of the ends of the fixing elements.

Заявленная конструкция протектора скважинного может применяться для разных размеров НКТ по ГОСТ 633-80 и при монтаже и демонтаже занимает минимальное время. Кроме того, за счет малогабаритного исполнения протектора уменьшается нагрузка на резьбовые соединения НКТ.The declared design of the borehole protector can be used for different sizes of tubing in accordance with GOST 633-80 and takes minimal time during installation and dismantling. In addition, due to the small-sized design of the protector, the load on the threaded tubing connections is reduced.

Конструкция протектора в предложенной совокупности существенных признаков в известных источниках информации не выявлена, что подтверждает ее новизну. The tread design in the proposed set of essential features has not been identified in the known sources of information, which confirms its novelty.

Заявляемый протектор скважинный для защиты погружного кабеля соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку он может быть многократно произведен и использован по своему назначению с достижением указанного технического результата.The inventive downhole protector for the protection of a submersible cable meets the criterion of "industrial applicability", since it can be repeatedly produced and used for its intended purpose with the achievement of the specified technical result.

Claims

Small-sized borehole protector for protection of a submersible cable, containing a molded polymer casing with a longitudinal cable channel, through holes for fixing elements are made in the vertical walls of the casing located at an angle of 90 °, characterized in that the casing walls in the part of the cable channel have a trapezoidal shape, and in their upper part, on each side, at an equal distance and symmetrically relative to the vertical axis of the body, two rectangular through holes are made, while the body is made of heat-resistant reinforced oil-and-petrol resistant plastic.