RU224023U1

RU224023U1 - Cable plug for installing electric centrifugal pump

Info

Publication number: RU224023U1
Application number: RU2023130219U
Authority: RU
Inventors: Егор Александрович Митрошин; Роман Александрович Фёдоров
Original assignee: Акционерное общество "Ижевский радиозавод"
Filing date: 2023-11-20
Publication date: 2024-03-13

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для соединения со скважинными приборами кабеля для установки электроприводного центробежного насоса (УЭЦН). Технический результат заключается в повышении надежности вилки при увеличении ее срока службы при перепадах давления и/или температуры в скважине. Технический результат достигается тем, что вилка кабеля для УЭЦН выполнена с возможностью соединения с розеткой и включает корпус с гайкой с уплотнительным элементом жилы кабеля. В корпусе вилки смонтирован штыревой контакт для электрического соединения с розеткой, соединенный с жилой кабеля. Вилка имеет внутреннюю полость для заполнения диэлектрической жидкостью и место для отведения из полости ее излишек при их образовании. В качестве диэлектрической жидкости используют гидрофобную смазку. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

The utility model relates to electrical engineering and is intended for connecting cables to downhole instruments for installing an electrically driven centrifugal pump (ECP). The technical result consists in increasing the reliability of the fork while increasing its service life under pressure and/or temperature changes in the well. The technical result is achieved in that the cable plug for the ESP is designed to be connected to a socket and includes a housing with a nut with a sealing element for the cable core. A pin contact for electrical connection with the socket, connected to the cable core, is mounted in the plug body. The plug has an internal cavity for filling with dielectric liquid and a place for removing its excess from the cavity when they are formed. A hydrophobic grease is used as a dielectric liquid. 2 salary f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для соединения со скважинными приборами (например, с блоком погружным) кабеля для установки электроприводного центробежного насоса (далее, кабеля для УЭЦН), по которому осуществляется питание и передача телеметрической информации на поверхность скважины.The utility model relates to electrical engineering and is intended for connecting with downhole instruments (for example, with a submersible unit) a cable for installing an electrically driven centrifugal pump (hereinafter, a cable for an ESP), through which power is supplied and telemetric information is transmitted to the well surface.

Из уровня техники известен герметичный электрический соединитель (патент РФ на изобретение №2484566, правообладатель Открытое акционерное общество "Ижевский радиозавод", H01R 13/52, 2013 г.), включающий кабельный наконечник (вилку), выполненный с возможностью подключения к розетке. Корпус кабельного наконечника (вилки) выполнен из соединенных посредством резьбы верхней и нижней частей с образованием внутренней полости для заполнения диэлектрической жидкостью. Нижняя часть корпуса вилки снабжена накидной гайкой для механического соединения с розеткой. Верхняя часть корпуса вилки соединена резьбовым соединением с гайкой с уплотнительным элементом жилы кабеля. В корпусе смонтирован штыревой контакт (далее, контакт) для электрического соединения с ответным элементом в розетке, электрически соединенный с жилой кабеля. Устройство предназначено для подключения (электрического и механического соединения) геофизического кабеля к розетке скважинных приборов и обеспечивает высокую герметичность соединителя при высоком давлении пластовой жидкости за счет расположения уплотнительного элемента в месте резьбового соединения верхней части корпуса вилки и гайки. Заполнение кабельного наконечника диэлектрической жидкостью совместно с применением герметичной розетки позволяет повысить надежность работы прибора.A sealed electrical connector is known from the prior art (RF patent for invention No. 2484566, copyright holder Open Joint Stock Company "Izhevsk Radio Plant", H01R 13/52, 2013), including a cable lug (plug) designed to be connected to an outlet. The body of the cable lug (plug) is made of upper and lower parts connected by thread to form an internal cavity for filling with dielectric liquid. The lower part of the plug body is equipped with a union nut for mechanical connection with the socket. The upper part of the plug body is connected by a threaded connection with a nut to the sealing element of the cable core. A pin contact (hereinafter, contact) is mounted in the housing for electrical connection with the mating element in the socket, electrically connected to the cable core. The device is designed to connect (electrical and mechanical connection) a geophysical cable to the socket of downhole instruments and ensures high tightness of the connector at high pressure of the formation fluid due to the location of the sealing element at the threaded connection of the upper part of the plug body and the nut. Filling the cable lug with dielectric liquid together with the use of a sealed socket can increase the reliability of the device.

Недостатком является то, что в устройстве отсутствует возможность компенсации разности давлений между давлением внутри герметичного электрического соединителя и давлением пластовой жидкости, которая обеспечивала бы исключение образования зазора между уплотнительным элементом и изоляцией кабеля УЭЦН (при его подключении к наконечнику) в условиях перепадов давлений и/или температур пластовой жидкости для исключения контакта пластовой жидкости с токоведущими частями кабельного наконечника. Диэлектрическая жидкость практически не меняет объем при повышении давления и, в случае разгерметизации, только незначительное время препятствует проникновению пластовой жидкости во внутреннюю полость кабельного наконечника, а затем замещается пластовой жидкостью, которая при попадании на токоведущие части наконечника (например, на штыревой контакт) замыкает их на корпус, что ведет к отказу кабельного наконечника и соединенного с ним скважинного прибора.The disadvantage is that the device does not have the ability to compensate for the pressure difference between the pressure inside the sealed electrical connector and the pressure of the formation fluid, which would ensure that a gap does not form between the sealing element and the insulation of the ESP cable (when it is connected to the tip) under conditions of pressure differences and/or temperatures of the formation fluid to prevent contact of the formation fluid with the live parts of the cable lug. The dielectric liquid practically does not change volume with increasing pressure and, in the event of depressurization, only for a short time prevents the formation fluid from penetrating into the internal cavity of the cable lug, and then is replaced by the formation fluid, which, when it gets on the current-carrying parts of the lug (for example, on a pin contact), closes them on the housing, which leads to failure of the cable lug and the downhole tool connected to it.

Наиболее близким по технической сущности является вилка герметичная (Инструкция по монтажу, ЭЦВИЯ 434429016, изготовитель ООО «ИРЗ ТЭК», 2017 г.), выполненная с возможностью соединения с розеткой скважинных приборов, включающая корпус, состоящий из соединенных друг с другом верхней и нижней частей. Нижняя часть корпуса вилки снабжена накидной гайкой для механического соединения с розеткой. Верхняя часть корпуса вилки снабжена уплотнительным элементом жилы кабеля и соединена резьбовым соединением с гайкой. В корпусе смонтирован изолированный штыревой контакт (далее, контакт), соединенный с электрической жилой кабеля для электрического соединения с розеткой. Для герметизации соединения верхней и нижней частей корпуса вилки место их соединения снабжено резиновыми уплотнительными кольцами круглого сечения. Устройство позволяет создавать герметичные соединения между кабелем для УЭЦН и скважинными приборами при нормальных условиях эксплуатации, т.е. в отсутствии перепадов давлений и/или температуры в скважине.The closest in technical essence is a sealed plug (Installation Instructions, ETsVIYA 434429016, manufacturer IRZ TEK LLC, 2017), designed to be connected to a socket of downhole instruments, including a housing consisting of upper and lower parts connected to each other . The lower part of the plug body is equipped with a union nut for mechanical connection with the socket. The upper part of the plug body is equipped with a sealing element for the cable core and is connected with a threaded connection to a nut. An insulated pin contact (hereinafter referred to as contact) is mounted in the housing, connected to the electrical core of the cable for electrical connection to the socket. To seal the connection between the upper and lower parts of the fork body, the junction is equipped with rubber O-rings. The device allows you to create sealed connections between the ESP cable and downhole instruments under normal operating conditions, i.e. in the absence of pressure and/or temperature differences in the well.

Недостатком аналога является то, что в условиях перепадов давления и/или температуры пластовой жидкости отсутствует возможность компенсации разности давлений между давлением внутри вилки и давлением пластовой жидкости (далее, разность давлений). При повышении давления и/или температуры пластовой жидкости, воздух, находящийся внутри вилки расширяется пропорционально повышению разности давлений, увеличиваясь в объеме и, воздействуя при этом на резиновый уплотнитель, сдавливает его. Резиновый уплотнитель, в свою очередь, оказывает давление на кабель для УЭЦН, растягивая его. При этом в месте давления резинового уплотнителя происходит деформация изоляции жилы кабеля для УЭЦН - она утончается. В месте утончения целостность изоляции жилы кабеля может быть нарушена, что может привести к разгерметизации вилки. Как следствие, пластовая жидкость заполнит вилку, замещая воздух, находящийся внутри вилки и попадет на токоведущие части, в частности, на изолированный штыревой контакт вилки. При понижении давления и/или температуры пластовой жидкости, воздух, находящийся внутри вилки начнет сжиматься, втягивая при этом пластовую жидкость внутрь вилки через зазор между изоляцией жилы кабеля для УЭЦН и резиновым уплотнителем. Упомянутый зазор образуется в результате деформации изоляции жилы кабеля при колебаниях (перепадах) давления и/или температуры в скважине. Так, при повышении давления и/или температуры в скважине резиновый уплотнитель жилы кабеля сжимается, воздействуя на кабель, в результате чего в месте воздействия происходит растяжение кабеля и деформация изоляции жилы кабеля в виде ее утончения. При последующем понижении давления и/или температуры резиновый уплотнитель жилы кабеля (за счет свойств упругости резины) возвращается в первоначальную форму, при этом изоляция жилы кабеля остается деформированной. Таким образом, между изоляцией жилы кабеля и резиновым уплотнителем образуется свободное пространство - зазор. При попадании пластовой жидкости на штыревой контакт вилки произойдет короткое замыкание штыревого контакта на корпус вилки и, соединенный с вилкой скважинный прибор выйдет из строя. Все вышеперечисленное приводит к снижению надежности вилки при уменьшении срока ее службы.The disadvantage of this analogue is that, under conditions of pressure and/or temperature differences in the formation fluid, there is no possibility of compensating for the pressure difference between the pressure inside the fork and the pressure of the formation fluid (hereinafter referred to as the pressure difference). When the pressure and/or temperature of the formation fluid increases, the air inside the fork expands in proportion to the increase in pressure difference, increasing in volume and, at the same time, acting on the rubber seal, compressing it. The rubber seal, in turn, puts pressure on the ESP cable, stretching it. At the same time, at the point of pressure of the rubber seal, deformation of the cable core insulation for the ESP occurs - it becomes thinner. At the point of thinning, the integrity of the cable core insulation may be compromised, which can lead to depressurization of the plug. As a result, the formation fluid will fill the plug, replacing the air inside the plug and will fall on the current-carrying parts, in particular, on the insulated pin contact of the plug. When the pressure and/or temperature of the formation fluid decreases, the air inside the fork will begin to compress, drawing the formation fluid inside the fork through the gap between the insulation of the ESP cable core and the rubber seal. The mentioned gap is formed as a result of deformation of the cable core insulation during fluctuations (differences) in pressure and/or temperature in the well. Thus, with an increase in pressure and/or temperature in the well, the rubber seal of the cable core is compressed, acting on the cable, as a result of which the cable is stretched at the point of impact and the insulation of the cable core is deformed in the form of its thinning. With a subsequent decrease in pressure and/or temperature, the rubber seal of the cable core (due to the elastic properties of rubber) returns to its original shape, while the insulation of the cable core remains deformed. Thus, a free space is formed between the insulation of the cable core and the rubber seal - a gap. If formation fluid gets on the pin contact of the plug, the pin contact will short circuit to the plug body and the downhole tool connected to the plug will fail. All of the above leads to a decrease in the reliability of the fork while reducing its service life.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа. Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности вилки при увеличении ее срока службы при перепадах давления и/или температуры в скважине за счет обеспечения возможности компенсации разности давлений между давлением внутри вилки и давлением пластовой жидкости в случае повышения давления и/или температуры в скважине при исключении образования зазора между уплотнительным элементом и изоляцией жилы кабеля при последующем понижении давления и/или температуры в скважине для исключения попадания пластовой жидкости на токоведущие части вилки (в частности, на изолированный штыревой контакт) и последующий отказ вилки и соединенного с ней скважинного прибора.The purpose of a utility model is to eliminate the shortcomings of the prototype. The technical result of the utility model is to increase the reliability of the fork while increasing its service life during pressure and/or temperature changes in the well by providing the ability to compensate for the pressure difference between the pressure inside the fork and the pressure of the formation fluid in the event of an increase in pressure and/or temperature in the well, except the formation of a gap between the sealing element and the insulation of the cable core with a subsequent decrease in pressure and/or temperature in the well to prevent formation fluid from entering the live parts of the plug (in particular, the insulated pin contact) and subsequent failure of the plug and the downhole tool connected to it.

Указанный технический результат достигается тем, что вилка кабеля для установки электроприводного центробежного насоса (УЭЦН), выполнена с возможностью соединения с розеткой и включает корпус с гайкой с уплотнительным элементом жилы кабеля для УЭЦН, в корпусе вилки смонтирован штыревой контакт для электрического соединения с розеткой, соединенный с жилой кабеля для УЭЦН, отличающаяся тем, вилка имеет внутреннюю полость для заполнения диэлектрической жидкостью и место для отведения из полости ее излишек при их образовании, при этом в качестве диэлектрической жидкости используют гидрофобную смазку.The specified technical result is achieved in that the cable plug for installing an electrically driven centrifugal pump (ESP) is configured to be connected to a socket and includes a housing with a nut with a sealing element of the cable core for the ESP; a pin contact for electrical connection to the socket is mounted in the plug housing, connected with a cable core for an ESP, characterized in that the plug has an internal cavity for filling with dielectric liquid and a place for removing its excess from the cavity when they are formed, while a hydrophobic lubricant is used as a dielectric liquid.

Предпочтительно, чтобы место для отведения из внутренней полости вилки излишек диэлектрической жидкости было выполнено в виде сквозного отверстия в гайке вилки.It is preferable that the place for draining excess dielectric liquid from the internal cavity of the plug is made in the form of a through hole in the plug nut.

Предпочтительно, чтобы место для отведения из внутренней полости вилки излишек диэлектрической жидкости было выполнено в виде сквозного отверстия в корпусе вилки.It is preferable that the place for draining excess dielectric liquid from the internal cavity of the plug is made in the form of a through hole in the plug body.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 показана вилка кабеля для УЭЦН,in fig. 1 shows the cable plug for the ESP,

на фиг. 2 - вырыв в продольном разрезе А-А в увеличенном виде.in fig. 2 - tear in longitudinal section A-A in an enlarged view.

На фигурах обозначено: 1 - верхняя часть корпуса вилки; 2 - нижняя часть корпуса вилки, 3 - гайка; 4 - уплотнительный элемент жилы кабеля для УЭЦН; 5 - накидная гайка для механического соединения вилки с розеткой; 6 - изолированный штыревой контакт для электрического соединения вилки с розеткой; 7 - внутренняя полость вилки; 8 - место для отведения из внутренней полости 7 вилки излишек диэлектрической жидкости, представляющее сквозное отверстие в гайке 3.The figures indicate: 1 - the upper part of the fork body; 2 - lower part of the fork body, 3 - nut; 4 - sealing element of the cable core for the ESP; 5 - union nut for mechanical connection of the plug with the socket; 6 - insulated pin contact for electrical connection of the plug with the socket; 7 - internal cavity of the fork; 8 - a place for removing excess dielectric liquid from the internal cavity 7 of the plug, representing a through hole in the nut 3.

Осуществление полезной моделиImplementation of a utility model

Далее, вилка кабеля для установки электроприводного центробежного насоса будет описана в предпочтительном варианте.Next, a cable plug for installing the electric driven centrifugal pump will be described in a preferred embodiment.

Вилка кабеля для УЭЦН (на фиг. 1, 2) содержит полый корпус, включающий верхнюю 1 и нижнюю 2 части, соединенные между собой в данном варианте реализации резьбовым соединением (не показано). Верхняя 1 часть корпуса вилки соединена резьбовым соединением с гайкой 3. В гайке 3 установлен уплотнительный элемент 4 жилы кабеля для УЭЦН, обеспечивающий герметизацию жилы кабеля для УЭЦН (не показана) путем ее обжатия и плотного прилегания к жиле кабеля для УЭЦН. Нижняя 2 часть корпуса вилки снабжена накидной гайкой 5 для механического соединения с розеткой (не показана) и включает смонтированный в нижней 2 части корпуса изолированный штыревой контакт 6, предназначенный с одной стороны для электрического соединения с ответной частью розетки (не показана), а с другой стороны, соединенный с электрической жилой кабеля для УЭЦН. Внутренняя полость 7 вилки (далее, полость) предназначена для заполнения диэлектрической жидкостью, в частности, гидрофобной смазкой, способной при повышении давления пластовой жидкости расширяться, образуя излишки, сохраняя при этом свою плотность и структуру. При этом вилка имеет место для отведения из полости 7 излишек диэлектрической жидкости, выполненное, например, в данном варианте реализации, в виде сквозного отверстия 8 в гайке 3.The cable plug for the ESP (in Fig. 1, 2) contains a hollow body, including upper 1 and lower 2 parts, connected to each other in this embodiment with a threaded connection (not shown). The upper 1 part of the plug body is connected by a threaded connection to nut 3. A sealing element 4 of the cable core for the ESP is installed in the nut 3, which ensures sealing of the cable core for the ESP (not shown) by compressing it and tightly fitting it to the cable core for the ESP. The lower 2 part of the plug body is equipped with a union nut 5 for mechanical connection with the socket (not shown) and includes an insulated pin contact 6 mounted in the lower 2 part of the body, intended on one side for electrical connection with the mating part of the socket (not shown), and on the other side connected to the electrical conductor of the cable for the ESP. The internal cavity 7 of the fork (hereinafter referred to as the cavity) is designed to be filled with a dielectric fluid, in particular, a hydrophobic lubricant that can expand when the pressure of the formation fluid increases, forming excess, while maintaining its density and structure. In this case, the plug has a place for removing excess dielectric liquid from the cavity 7, made, for example, in this embodiment, in the form of a through hole 8 in the nut 3.

Верхняя 1 часть корпуса вилки представляет собой полую цилиндрическую деталь, имеющую на ее концах наружные резьбы для соединения с одной стороны с гайкой 3, с другой стороны - с нижней 2 частью корпуса вилки. Для герметизации соединения верхней 1 и нижней 2 частей корпуса вилки, верхняя 1 часть корпуса вилки снаружи по внешнему контуру может иметь радиальные канавки под уплотнительные элементы (не показаны), выполненные, например, в виде резиновых колец круглого сечения, которые могут быть, например, изготовлены из резиновой смеси ВА-13Д ТУ 2512-001-34581066-01, в частности методом прессования.The upper 1 part of the fork body is a hollow cylindrical part having external threads at its ends for connection on one side with the nut 3, on the other hand with the lower 2 part of the fork body. To seal the connection between the upper 1 and lower 2 parts of the fork body, the upper 1 part of the fork body on the outside along the outer contour may have radial grooves for sealing elements (not shown), made, for example, in the form of rubber rings of circular cross-section, which can be, for example, made from rubber mixture VA-13D TU 2512-001-34581066-01, in particular by pressing.

Нижняя 2 часть корпуса вилки представляет собой полую цилиндрическую деталь, имеющую на одном конце внутреннюю резьбу для соединения с верхней 1 частью корпуса вилки, со ступенчатым отверстием (не показано) на другом конце для установки изолированного штыревого контакта 6 внутри нижней 2 части корпуса с упором в ступеньку ступенчатого отверстия. Для герметичного соединения вилки с розеткой нижняя 2 часть корпуса вилки снаружи по внешнему контуру может иметь радиальные канавки (не показаны) под уплотнительные элементы (не показаны) и буртик (не показан), выполняющий функцию упора для накидной гайки 5 при соединении вилки с розеткой (не показана). Указанные уплотнительные элементы могут быть выполнены, например, в виде резиновых колец круглого сечения, изготовленных, например, из резиновой смеси ВА-13Д ТУ 2512-001-34581066-01, в частности, методом прессования.The lower 2 part of the plug body is a hollow cylindrical part having an internal thread at one end for connection with the upper 1 part of the plug body, with a stepped hole (not shown) at the other end for installing an insulated pin contact 6 inside the lower 2 part of the body with a stop at step of stepped hole. For a sealed connection of the plug with the socket, the lower 2 part of the plug body on the outside along the outer contour may have radial grooves (not shown) for sealing elements (not shown) and a collar (not shown), which serves as a stop for the union nut 5 when connecting the plug to the socket ( not shown). These sealing elements can be made, for example, in the form of rubber rings of circular cross-section, made, for example, from rubber mixture VA-13D TU 2512-001-34581066-01, in particular, by pressing.

Верхняя 1 и нижняя 2 части корпуса вилки, преимущественно могут быть выполнены, например, из стали 20X13 ГОСТ 5632-2014, в частности методами токарной и фрезерной обработки.The upper 1 and lower 2 parts of the fork body can mainly be made, for example, from steel 20X13 GOST 5632-2014, in particular by turning and milling methods.

Гайка 3 представляет собой деталь с продольным осевым (центральным) сквозным отверстием под кабель для УЭЦН (далее, отверстие под кабель УЭЦН), зауженную со стороны подвода кабеля внутрь вилки (зауженная часть) и расширенную со стороны соединения с верхней частью 1 корпуса вилки (расширенная часть). Гайка 3 выполнена с внутренней резьбой для соединения с верхней 1 частью корпуса вилки в расширенной части. В зауженной части гайки 3 размещен уплотнительный элемент 4 жилы кабеля для УЭЦН, обеспечивающий герметизацию вилки, исключающий попадание пластовой жидкости в полость 7 вилки через отверстие под кабель для УЭЦН. Гайка 3 может быть выполнена, в частности, из стали 20X13 ГОСТ 5632-2014, например, методами токарной и фрезерной обработки. Гайка 3 предназначена для создания замкнутого объема вилки со стороны кабеля для УЭЦН. Кроме того, гайка 3 удлиняет полость 7 вилки, увеличивая объем размещаемой в ней диэлектрической смазки, тем самым увеличивая время замещения диэлектрической смазки на пластовую жидкость и увеличивая срок службы вилки.Nut 3 is a part with a longitudinal axial (central) through hole for the cable for the ESP (hereinafter, the hole for the ESP cable), narrowed on the side of the cable inlet into the plug (narrowed part) and widened on the side of the connection with the upper part 1 of the plug body (widened Part). The nut 3 is made with an internal thread for connection with the upper 1 part of the fork body in the expanded part. In the narrowed part of the nut 3 there is a sealing element 4 of the cable core for the ESP, which ensures sealing of the plug, preventing formation fluid from entering the cavity 7 of the plug through the hole for the cable for the ESP. Nut 3 can be made, in particular, from steel 20X13 GOST 5632-2014, for example, by turning and milling methods. Nut 3 is designed to create a closed volume of the plug on the cable side for the ESP. In addition, nut 3 lengthens the cavity 7 of the fork, increasing the volume of dielectric grease placed in it, thereby increasing the time of replacement of the dielectric lubricant with the formation fluid and increasing the service life of the fork.

Уплотнительный элемент 4 жилы кабеля для УЭЦН (далее, уплотнительный элемент) установлен в зауженной части гайки 3 выше ее резьбы, предназначен для пропускания через него концевой части жилы кабеля для УЭЦН, предотвращает проникновение скважинной жидкости через отверстие для кабеля для УЭЦН к изоляции жилы кабеля. Уплотнительный элемент 4 может быть выполнен, например, цилиндрической формы из резиновой смеси ВА-13Д ТУ 2512-001-34581066-01, в частности методом прессования. Кроме того, уплотнительный элемент 4 может быть выполнен из различных материалов, таких как резина, пластик, или другой упругий материал.The sealing element 4 of the cable core for the ESP (hereinafter referred to as the sealing element) is installed in the narrowed part of the nut 3 above its thread, designed to pass the end part of the cable core for the ESP through it, and prevents the penetration of well fluid through the hole for the cable for the ESP to the insulation of the cable core. The sealing element 4 can be made, for example, of a cylindrical shape from a rubber mixture VA-13D TU 2512-001-34581066-01, in particular by pressing. In addition, the sealing element 4 can be made of various materials, such as rubber, plastic, or other elastic material.

Накидная гайка 5 предназначена для механического соединения вилки с розеткой и может быть выполнена под внешнюю резьбу М20х1 розетки, в частности из стали 20X13 ГОСТ 5632-2014.Union nut 5 is intended for mechanical connection of the plug with the socket and can be made for the external thread M20x1 of the socket, in particular from steel 20X13 GOST 5632-2014.

Изолированный штыревой контакт 6 смонтирован в нижней 2 части корпуса вилки (в полости 7 вилки), с возможностью электрического соединения с ответной частью розетки и соединен с жилой кабеля для УЭЦН. Изолированный штыревой контакт 6 устанавливается в нижний 2 корпус до упора в ступеньку ступенчатого отверстия нижней 2 части корпуса. Изолированный штыревой контакт 6 может быть изготовлен, например, из прутка Л63 методом токарной обработки и иметь покрытие из никеля.The insulated pin contact 6 is mounted in the lower 2 part of the plug body (in the cavity 7 of the plug), with the possibility of electrical connection with the mating part of the socket and is connected to the cable core for the ESP. The insulated pin contact 6 is installed in the lower 2 housing until it stops at the step of the stepped hole in the lower 2 part of the housing. The insulated pin contact 6 can be made, for example, from L63 rod by turning and have a nickel coating.

Полость 7 вилки образуется соединением верхней 1 части полого корпуса вилки с гайкой 3. Полость 7 вилки предназначена для заполнения диэлектрической жидкостью, а именно гидрофобной смазкой, способной при перепадах давлений и/или температур скважинной жидкости расширяться/сужаться, сохраняя при этом свою плотность и структуру. В качестве диэлектрической гидрофобной смазки может быть использована, например, смазка марки Томфлон (производитель ООО «Фторполимерные технологии»), которая обеспечивает, в том числе хорошую электроизоляцию токоведущих частей вилки, например, изолированного штыревого контакта 6. Стоит отметить, что при понижении разницы давлений, Томфлон уменьшается в объеме, при этом образуя свободное пространство в полости 7, при этом незначительное количество пластовой жидкости может заполнить образованное пространство через отверстие 8, при этом за счет своей плотности Томфлон локализует эту пластовую жидкость в месте ее затекания и при следующем повышении разницы давлений при своем расширении выталкивает ее из полости наружу.Cavity 7 of the fork is formed by connecting the upper 1 part of the hollow body of the fork with nut 3. Cavity 7 of the fork is designed to be filled with a dielectric liquid, namely a hydrophobic lubricant, capable of expanding/contracting with differences in pressure and/or temperature of the well fluid, while maintaining its density and structure . As a dielectric hydrophobic lubricant, for example, Tomflon brand lubricant (manufactured by Fluoropolymer Technologies LLC) can be used, which provides, among other things, good electrical insulation of the current-carrying parts of the plug, for example, insulated pin contact 6. It is worth noting that as the pressure difference decreases , Tomflon decreases in volume, while forming free space in cavity 7, while a small amount of formation fluid can fill the formed space through hole 8, and due to its density, Tomflon localizes this formation fluid at the point of its flow and with the next increase in the pressure difference when it expands, it pushes it out of the cavity.

Для компенсации разности давлений между внутренним давлением в вилке и давлением пластовой жидкости предусмотрено место для отвода излишек Томфлона из полости 7, которые образуются при его расширении в случае повышения давления и/или температуры пластовой жидкости в скважине. Место для отведения из полости 7 излишек диэлектрической жидкости, в данной реализации, выполнено в виде сквозного отверстия 8, выполненного в гайке 3 между уплотнительным элементом 4 жилы кабеля и внутренней резьбой гайки 3. В других вариантах реализации указанное место для отведения диэлектрической жидкости из полости 7 вилки может быть выполнено в виде одного или нескольких сквозных отверстий в верхней 1 или нижней 2 частях корпуса вилки, позволяющих обеспечить отвод излишек Томфлона при их образовании из полости 7 для компенсации разности давлений. Кроме того, место для отведения диэлектрической жидкости из полости 7 вилки может быть выполнено, например, в виде прорези, выполненной на всю длину резьбы в верхней 1 части корпуса вилки в направлении, совпадающем с горизонтальной осью верхней 1 части корпуса. Кроме того, место для отведения жидкости из полости 7 вилки может представлять собой комбинацию нескольких сквозных отверстий и прорезей, позволяющих обеспечить отвод излишек Томфлона из полости 7 вилки и компенсировать разность давлений между давлением внутри вилки и давлением в скважине. За счет возможности обеспечения компенсации разности давлений при перепадах давлений и/или температуры пластовой жидкости в скважине исключаются: передавливание кабеля для УЭЦН уплотнительным элементом 4, его растягивание при повышении давления в скважине, последующая деформация в виде утончения изоляции жилы кабеля при растягивании кабеля в месте передавливания изоляции, образование зазора в месте утончения изоляции при последующем понижении давления в скважине. Таким образом, вышеуказанное позволяет исключить нарушение герметизации вилки, в результате чего, исключается попадание пластовой жидкости на токоведущие части вилки - изолированный штыревой контакт 6 вилки при перепадах разницы давлений между давлением внутри вилки и давлением пластовой жидкости в скважине, что повышает надежность вилки при увеличении ее срока службы.To compensate for the pressure difference between the internal pressure in the fork and the pressure of the formation fluid, a place is provided for removing excess Tomphlon from cavity 7, which is formed during its expansion in the event of an increase in pressure and/or temperature of the formation fluid in the well. The place for draining excess dielectric liquid from the cavity 7, in this implementation, is made in the form of a through hole 8 made in the nut 3 between the sealing element 4 of the cable core and the internal thread of the nut 3. In other embodiments, the specified place for draining the dielectric liquid from the cavity 7 The fork can be made in the form of one or several through holes in the upper 1 or lower 2 parts of the fork body, allowing for the removal of excess Tomphlon when they are formed from the cavity 7 to compensate for the pressure difference. In addition, the place for draining the dielectric liquid from the cavity 7 of the plug can be made, for example, in the form of a slot made along the entire length of the thread in the upper 1 part of the plug body in the direction coinciding with the horizontal axis of the upper 1 part of the housing. In addition, the place for draining liquid from the plug cavity 7 can be a combination of several through holes and slots, allowing for the removal of excess Tomphlon from the plug cavity 7 and compensating the pressure difference between the pressure inside the plug and the pressure in the well. Due to the possibility of providing compensation for pressure differences when pressure differences and/or temperature of the formation fluid in the well are eliminated: squeezing of the cable for the ESP by the sealing element 4, its stretching when the pressure in the well increases, subsequent deformation in the form of thinning of the insulation of the cable core when stretching the cable at the point of squeezing insulation, the formation of a gap at the point where the insulation thins with a subsequent decrease in pressure in the well. Thus, the above makes it possible to eliminate the violation of the sealing of the plug, as a result of which formation fluid does not enter the live parts of the plug - insulated pin contact 6 of the plug during pressure differences between the pressure inside the plug and the pressure of the formation fluid in the well, which increases the reliability of the plug as it increases service life.

Длительность выхода излишек Томфлона наружу из полости 7 зависит от диаметра сквозного отверстия 8 и количественных значений параметров давления и температуры в скважине. Чем меньше диаметр сквозного отверстия 8, тем при более высоком давлении и температуре в скважине излишки Томфлона начнут выходить из полости 7 вилки через сквозное отверстие 8, и тем больше времени потребуется для их выхода. При этом тем большее давление будет оказываться на уплотнительный элемент 4 жилы кабеля. Эмпирически было установлено, что при диаметре сквозного отверстия 8 от 0,3 до 0,75 мм при погружении вилки в скважину из условий окружающей среды в давление 40 МПа при температуре 200°С пластовой жидкости, излишки Томфлона будут выводиться из полости 7 вилки через сквозное отверстие 8 в объеме, при котором давление на уплотнительный элемент 4 жилы кабеля не будет превышать 12 МПа. Максимальное давление, воздействующее на уплотнительный элемент 4 меньше давления условной прочности резиновой смеси ВА-13Д, из которого он изготовлен. Значение давления условной прочности резиновой смеси ВА-13Д - не менее 13 МПа по ТУ 2512-001-34581066-01 (давление, при превышении которого уплотнительный элемент 4 начал бы разрушаться или передавливать изоляцию кабеля для УЭЦН). Таким образом, при давлении уплотнительного элемента 4 на изоляцию жилы кабеля для УЭЦН, она не будет деформироваться или будет незначительно деформироваться без разрушения (нарушения целостности) изоляции жилы кабеля.The duration of the release of excess Tomphlon out of the cavity 7 depends on the diameter of the through hole 8 and the quantitative values of the pressure and temperature parameters in the well. The smaller the diameter of the through hole 8, the higher the pressure and temperature in the well, the excess Tomphlon will begin to exit the cavity 7 of the fork through the through hole 8, and the longer it will take for them to exit. In this case, the greater the pressure will be exerted on the sealing element 4 of the cable core. It was empirically found that with a diameter of through hole 8 from 0.3 to 0.75 mm, when the plug is immersed in the well from ambient conditions to a pressure of 40 MPa at a temperature of 200°C of the formation fluid, excess Tomphlon will be removed from the cavity 7 of the plug through the through hole hole 8 in a volume at which the pressure on the sealing element 4 of the cable core will not exceed 12 MPa. The maximum pressure acting on the sealing element 4 is less than the pressure of the conditional strength of the VA-13D rubber mixture from which it is made. The pressure value of the conditional strength of the VA-13D rubber mixture is not less than 13 MPa according to TU 2512-001-34581066-01 (pressure, above which the sealing element 4 would begin to collapse or crush the cable insulation for the ESP). Thus, when the sealing element 4 puts pressure on the cable core insulation for the ESP, it will not be deformed or will be slightly deformed without destruction (violation of the integrity) of the cable core insulation.

Несмотря на то, что техническое решение показано и описано со ссылкой на конкретный вариант осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отступления от сущности и объема полезной модели, определенных прилагаемой формулой полезной модели.Although the technical solution is shown and described with reference to a specific embodiment, those skilled in the art should understand that various changes in form and content may be made without departing from the spirit and scope of the utility model as defined by the appended utility model claims.

Вилку используют следующим образом.The fork is used as follows.

Изначально внутреннюю полость 3 вилки заполняют Томфлоном, при этом давление в вилке соответствует атмосферному давлению окружающей среды. При погружении вилки в скважину давление внутри вилки начинает изменяться (повышаться) пропорционально разности давлений между давлением пластовой жидкости в скважине и давлением внутри вилки, до тех пор, пока давление в скважине и давление в вилке не выровняются, т.е. не станут одинаковыми. При последующем повышении давления и/или температуры в скважине, соответственно, повышается разница давлений между давлением в вилке и давлением в скважине. При этом Томфлон в полости 7 вилки за счет своих свойств расширяется, увеличиваясь в объеме, образуя излишки, которые выходят из полости 7 вилки наружу через место отведения излишек диэлектрической жидкости - в данной реализации через сквозное отверстие 8 в гайке 3 до тех пор, пока давление в вилке не уравняется с давлением в скважине. При этом за счет способности Томфлона не сжиматься под воздействием давления, обеспечивающейся его плотностью, исключается замещение Томфлона пластовой жидкостью. В процессе выхода излишек Томфлона из полости 7 вилки, снижается сила давления на уплотнительный элемент 4 жилы кабеля и, соответственно, сила его давления на изоляцию жилы кабеля, тем самым обеспечивается компенсация разности давлений. За счет компенсации разности давлений кабель для УЭЦН под воздействием уплотнительного элемента 4 не будет растягиваться, утончая изоляцию жилы кабеля. Соответственно, при последующем понижении давления пластовой жидкости за счет компенсации разности давлений исключается образование зазора в месте воздействия уплотнительного элемента 4 на кабель для УЭЦН. Уплотнительный элемент 4 будет плотно прилегать к изоляции жилы кабеля, тем самым, исключая попадание пластовой жидкости на изолированный штыревой контакт 6, смонтированный в корпусе вилки.Initially, the internal cavity 3 of the fork is filled with Tomphlon, and the pressure in the fork corresponds to the atmospheric pressure of the environment. When the plug is immersed in the well, the pressure inside the plug begins to change (increase) in proportion to the pressure difference between the pressure of the formation fluid in the well and the pressure inside the plug, until the pressure in the well and the pressure in the plug are equalized, i.e. will not be the same. With a subsequent increase in pressure and/or temperature in the well, the pressure difference between the pressure in the fork and the pressure in the well increases accordingly. In this case, the Tomflon in the cavity 7 of the plug, due to its properties, expands, increasing in volume, forming excess, which comes out of the cavity 7 of the plug out through the place where excess dielectric liquid is discharged - in this implementation, through the through hole 8 in the nut 3 until the pressure in the fork will not equalize the pressure in the well. At the same time, due to the ability of Tomflon not to compress under the influence of pressure, provided by its density, the replacement of Tomflon with formation fluid is excluded. In the process of the release of excess Tomphlon from the cavity 7 of the plug, the pressure force on the sealing element 4 of the cable core decreases and, accordingly, the force of its pressure on the insulation of the cable core, thereby ensuring compensation for the pressure difference. Due to compensation of the pressure difference, the cable for the ESP under the influence of the sealing element 4 will not stretch, thinning the insulation of the cable core. Accordingly, with a subsequent decrease in the pressure of the formation fluid due to compensation of the pressure difference, the formation of a gap at the point where the sealing element 4 acts on the cable for the ESP is eliminated. The sealing element 4 will fit tightly to the insulation of the cable core, thereby preventing formation fluid from entering the insulated pin contact 6 mounted in the plug body.

Claims

1. Cable plug for installing an electrically driven centrifugal pump (ESP), configured to be connected to a socket and including a housing with a nut with a sealing element for the cable core for the ESP; a pin contact is mounted in the plug housing for electrical connection with the mating part of the socket, connected to the cable core for an ESP, characterized in that the plug has a cavity for filling with dielectric liquid and a place for removing excess dielectric liquid from the cavity when they are formed, while a hydrophobic lubricant is used as the dielectric liquid.

2. The plug according to claim 1, characterized in that the place for removing excess dielectric liquid from the cavity is made in the form of a through hole in the plug nut.

3. The plug according to claim 1, characterized in that the place for removing excess dielectric liquid from the cavity is made in the form of a through hole in the plug body.