RU2465430C1

RU2465430C1 - Device to attach cables to elements of electric centrifugal pump installation

Info

Publication number: RU2465430C1
Application number: RU2011122765/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Филиппович Ищеряков (RU); Сергей Филиппович Ищеряков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нефтемаш Проект"
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2012-10-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device to attach an extension cable and an additional cable to elements of electric centrifugal pump installation comprises two bracket-like elements, forming when connected an inner cavity, where journals of hydraulic protection or journals of pump protection of ECP installation are inserted. On one of the bracket-like elements connected with each other there is a longitudinal slot for installation of an extension cable, on the second one - a slot for placement of a box-like element with two flanges for fixation of an extension cable, where holes are arranged for fastening elements. A facility for fixation of an additional cable, at the same time the facility of additional cable fixation is arranged in the form of a guide detachable bushing installed as capable of longitudinal displacement of the specified cable in it, which represents a geophysical cable or a control cable. The bushing is fixed on a bracket-like element, where the extension cable is fixed. Lengths of screws for connection of bracket-like elements is arranged such that it makes it possible to connect bracket-like elements with an identical gap between horizontal shelves. At least one of bracket-like elements is equipped with a fixator for prevention of device rotation relative to the longitudinal axis of a pump set, and height of the box-like element does not exceed the slot depth for its placement and slot depth for installation of the extension cable.

EFFECT: device reliability improvement.

4 dwg

Description

Изобретение относится к предохранительным устройствам кабельных линий питания погружных электродвигателей, используемых в качестве приводов центробежных насосов для добычи нефти и других пластовых жидкостей, а также дополнительной кабельной линии и может быть использовано в нефтяной промышленности для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления, к гидрозащите и секциям насоса установки ЭЦН (электрического центробежного насоса) и его защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях.The invention relates to safety devices for cable power lines of submersible electric motors used as drives of centrifugal pumps for oil and other formation fluids, as well as an additional cable line and can be used in the oil industry for fastening an extension cable and an additional cable, in particular a geophysical cable or control cable to the hydraulic protection and sections of the pump of the ESP installation (electric centrifugal pump) and its protection against mechanical damage during hoisting operations.

В современной промышленности задача крепления токопроводящего кабеля и дополнительного кабеля и их защиты от механических повреждений при спускоподъемных операциях решается с помощью различных устройств.In modern industry, the task of attaching a conductive cable and an additional cable and protecting them from mechanical damage during tripping is solved using various devices.

Известно, например, устройство для защиты силового и дополнительного кабеля в скважине, которое связано с насосно-компрессорными трубами, содержащее элементы крепления корпуса на муфте НКТ, основной и дополнительный каналы для размещения в них основного кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля (патент RU 2355867, 2009). Известное решение обеспечивает закрепление и защиту силового кабеля или кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля в скважине, однако оно не предназначено для крепления упомянутых кабелей к элементам погружной насосной установки.It is known, for example, a device for protecting a power and additional cable in a well, which is associated with tubing, containing housing fasteners on the tubing coupling, the main and additional channels for accommodating the main extension cable and an additional cable, in particular a geophysical cable (patent RU 2355867, 2009). The known solution provides fastening and protection of the power cable or extension cable and additional cable in the well, however, it is not intended for fastening the mentioned cables to the elements of a submersible pump installation.

Известен протектор крепления кабелей к элементам установки электроцентробежных насосов, содержащий два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, выполненную таким образом, что в ее размеры и форму вписываются размеры и форма шейки гидрозащиты двигателя или шейки насосной секции установки ЭЦН, при этом один из скобообразных элементов имеет пазы для укладки кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля (патент RU на полезную модель №62962, 2007 г.). Недостатком этого решения является невысокая надежность узла крепления вследствие возможных перекосов и неравномерного усилия прижатия кабеля, а также не исключен контакт элементов устройства со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при СПО вследствие увеличенных габаритов узла крепления.A known protector for attaching cables to installation elements of electric centrifugal pumps, containing two staple-shaped elements forming an internal cavity when they are connected, made in such a way that the dimensions and shape of the hydraulic protection neck of the engine or the neck of the pump section of the ESP installation fit into its dimensions and shape, one of the staple-shaped elements have grooves for laying the extension cable and the additional cable (RU patent for utility model No. 62962, 2007). The disadvantage of this solution is the low reliability of the fastener due to possible distortions and uneven pressure of the cable, as well as the contact of the elements of the device with the joints and the inner surface of the casing pipes during the STR due to the increased dimensions of the fastener.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является протектор для крепления электрического кабеля к погружной насосной установке, включающий два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, выполненную таким образом, что в ее размеры и форму вписываются размеры и форма шейки гидрозащиты двигателя или шейки насосной секции установки ЭЦН, скобообразные элементы на диаметрально расположенных сторонах, обращенных друг к другу, связаны между собой разъемным соединением, на наружной поверхности одного из скобообразных элементов выполнены два взаимно перпендикулярных паза, один из которых предназначен для укладки кабеля-удлинителя, а второй паз - для размещения коробообразного элемента с двумя отбортовками, в котором выполнены два отверстия под крепежные элементы, например винты, входящие в отверстия упомянутого скобообразного элемента, имеется средство в виде продольного паза для закрепления на протекторе дополнительного кабеля (патент RU на полезную модель №62963, 2007 г.). Недостатком этого решения является невысокая надежность узла крепления, вследствие возможных перекосов и неравномерного усилия прижатия кабеля, а также не исключен контакт элементов устройства со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при СПО вследствие увеличенных габаритов узла крепления, поскольку узел крепления дополнительного кабеля выполнен на втором скобообразном элементе диаметрально противоположно узлу крепления кабеля-удлинителя.The closest in technical essence to the present invention is a tread for attaching an electric cable to a submersible pump installation, including two staple-shaped elements that, when connected, form an internal cavity made in such a way that the dimensions and shape of the hydraulic protection neck of the engine or neck fit into its dimensions and shape the pump section of the ESP installation, the staple-shaped elements on the diametrically located sides facing each other are interconnected by a detachable connection, on the outside two mutually perpendicular grooves are made on the surface of one of the staple-shaped elements, one of which is designed for laying an extension cable, and the second groove is for placing a box-shaped element with two flanges, in which two holes are made for fasteners, for example, screws that enter the holes of the said staple element, there is a tool in the form of a longitudinal groove for attaching an additional cable to the tread (RU patent for utility model No. 62963, 2007). The disadvantage of this solution is the low reliability of the fastener, due to possible distortions and uneven pressure of the cable, as well as the contact of the elements of the device with the joints and the inner surface of the casing pipes during the STR due to the increased dimensions of the fastener, since the fastener for the additional cable is made on the second staple element diametrically opposite to the attachment point of the extension cable.

Технической задачей изобретения является повышение надежности устройства за счет предотвращения контакта элементов конструкции со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при спускоподъемных операциях, уменьшение габарита устройства, обеспечение крепления кабеля-удлинителя, а также обеспечение направления дополнительного кабеля с возможностью его продольного перемещения.An object of the invention is to increase the reliability of the device by preventing contact of structural elements with the joints and the inner surface of the casing during tripping, reducing the size of the device, securing the extension cable, and also providing direction of the additional cable with the possibility of its longitudinal movement.

Поставленная задача решается предлагаемым изобретением за счет того, что в устройстве для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к элементам установки электроцентробежных насосов, содержащим два скобообразных элемента, образующих при их соединении внутреннюю полость, в которую вписываются шейки гидрозащиты или шейки насосной секции установки ЭЦН, на диаметрально расположенных сторонах скобообразных элементов, обращенных друг к другу, выполнены горизонтальные полки, через которые проходят крепежные отверстия для соединения указанных скобообразных элементов друг с другом, например, с помощью двух винтов при сборке устройства, один из скобообразных элементов имеет продольный паз для укладки кабеля-удлинителя и второй перпендикулярный первому паз для размещения коробообразного элемента с двумя отбортовками для закрепления кабеля-удлинителя, в отбортовках выполнены отверстия под крепежные элементы, например винты, входящие в отверстия упомянутого скобообразного элемента, причем ширина коробообразного элемента превышает наружный размер кабеля-удлинителя, средство крепления дополнительного кабеля, причем средство крепления дополнительного кабеля выполнено в виде направляющей втулки, установленной с возможностью продольного перемещения в ней указанного кабеля, который представляет собой геофизический кабель или кабель управления, причем направляющая втулка выполнена съемной, закреплена на скобообразном элементе, на котором закреплен кабель-удлинитель, посредством винта и не выступает за внешний контур скобообразного элемента, при этом длина винтов для соединения скобообразных элементов выполнена такой, что позволяет соединять скобообразные элементы с одинаковым зазором между горизонтальными полками, а величина зазора будет различной в зависимости от габаритов шеек гидрозащиты или насосной секции, при этом, по меньшей мере, один из скобообразных элементов снабжен фиксатором для предотвращения поворота устройства относительно продольной оси насосной установки, а высота коробообразного элемента не превышает глубины паза для его размещения и глубины паза для укладки кабеля-удлинителя.The problem is solved by the present invention due to the fact that in the device for attaching an extension cable and an additional cable to the elements of the installation of electric centrifugal pumps, containing two staple-shaped elements forming an internal cavity into them, into which the hydraulic protection necks or necks of the pump section of the ESP installation are inserted, on the diametrically located sides of the bracket-shaped elements facing each other, horizontal shelves are made through which the mounting holes for the joints pass When these staple elements are connected to each other, for example, with two screws when assembling the device, one of the staple elements has a longitudinal groove for laying the extension cable and a second perpendicular to the first groove for placing the box-shaped element with two flanges for fixing the extension cable, in flanges holes are made for fasteners, for example, screws that fit into the holes of said bracket-shaped element, the width of the box-shaped element exceeding the outer size of the cable-extension Itel, means for attaching an additional cable, and the means for attaching an additional cable is made in the form of a guide sleeve mounted with the possibility of longitudinal movement in it of the specified cable, which is a geophysical cable or control cable, and the guide sleeve is removable, mounted on a staple element on which the extension cable is fixed by means of a screw and does not protrude beyond the external contour of the bracket-shaped element, while the length of the screws for connecting the brackets x elements are made such that it is possible to connect the bracket-shaped elements with the same gap between the horizontal shelves, and the gap will be different depending on the dimensions of the necks of the hydraulic protection or the pump section, while at least one of the bracket-shaped elements is equipped with a latch to prevent the device from turning relatively the longitudinal axis of the pumping unit, and the height of the box-shaped element does not exceed the depth of the groove for its placement and the depth of the groove for laying the extension cable.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано устройство для совместного крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к шейке гидрозащиты, на виде спереди; на фиг.2 - то же для совместного крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к шейке насосной секции, на виде спереди; на фиг.3 - сечение А-А для фиг.1 и фиг.2; на фиг.4 - аксонометрия съемной направляющей втулки для фиг.3.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a device for jointly attaching an extension cable and an additional cable to the hydraulic protection neck, in front view; figure 2 is the same for joint fastening of the extension cable and the additional cable to the neck of the pump section, in front view; figure 3 is a section aa for figure 1 and figure 2; figure 4 is a perspective view of a removable guide sleeve for figure 3.

Устройство для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля к элементам установки электроцентробежных насосов (УЭЦН) включает в себя скобообразный элемент 1 с продольным пазом 3, к элементу 1 посредством винтов 6 и пружинных шайб 7 прикреплен второй скобообразный элемент 2, внутренняя поверхность скобообразного элемента 2 выполнена в форме полушестигранника с поверхностями 8; 9; 10 и 11, которые позволяют охватить шейки гидрозащиты 12 и насосной секции 13 круглой или шестигранной формы. На скобообразном элементе 2 выполнен фиксатор 14, располагающийся между гайками 15 двигателя ЭЦН 16 или секций насоса 13, который исключает поворот устройства относительно продольной оси насоса. Между сопрягаемыми поверхностями скобообразных элементов 1 и 2, выполненными в виде горизонтальных полок 18, имеется зазор 19, имеющий различные размеры для разных габаритов насосных установок. На элементе 1 выполнены наклонные фаски 27 и 28. Силовой кабель-удлинитель 5 питания электродвигателя ЭЦН располагается в продольном пазу 3 и крепится к элементу 1 коробообразным элементом 4 с отбортовками 21 посредством винтов 22 и пружинных шайб 23, располагающимися в пазу 26, перпендикулярно ориентированным относительно паза 3, а дополнительный кабель 20 заводится в съемную втулку 24 через продольный паз 30, при этом съемная втулка 24 устанавливается в паз 29 скобообразного элемента 1 и прикрепляется винтом 25.A device for attaching an extension cable and an additional cable to installation elements of electric centrifugal pumps (ESP) includes a bracket-shaped element 1 with a longitudinal groove 3, a second bracket-shaped element 2 is attached to the element 1 by means of screws 6 and spring washers 7, the inner surface of the bracket-shaped element 2 is made in the form of a half-hexagon with surfaces 8; 9; 10 and 11, which allow you to cover the neck of the hydraulic protection 12 and the pump section 13 of a round or hexagonal shape. A clamp 14 is made on the staple-shaped element 2, located between the nuts 15 of the ESP engine 16 or pump sections 13, which eliminates the rotation of the device relative to the longitudinal axis of the pump. Between the mating surfaces of the bracket-shaped elements 1 and 2, made in the form of horizontal shelves 18, there is a gap 19 having different sizes for different dimensions of the pumping units. The inclined chamfers 27 and 28 are made on the element 1. The power extension cable 5 of the power supply of the ESP electric motor is located in the longitudinal groove 3 and is attached to the element 1 by a box-shaped element 4 with flanges 21 by means of screws 22 and spring washers 23 located in the groove 26, oriented perpendicularly with respect to groove 3, and an additional cable 20 is inserted into the removable sleeve 24 through the longitudinal groove 30, while the removable sleeve 24 is installed in the groove 29 of the bracket element 1 and is attached with a screw 25.

Высота коробообразного элемента 4 меньше глубины пазов 3 и 26, а ширина больше размера кабеля-удлинителя 5, а съемная втулка 24 не выступает за внешний контур скобообразного элемента 1.The height of the box-like element 4 is less than the depth of the grooves 3 and 26, and the width is larger than the size of the extension cable 5, and the removable sleeve 24 does not protrude beyond the outer contour of the bracket-like element 1.

Предлагаемое устройство для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления к элементам установки электроцентробежных насосов при их раздельном закреплении, работает следующим образом.The proposed device for attaching an extension cable and an additional cable, in particular a geophysical cable or control cable to the installation elements of electric centrifugal pumps when they are separately secured, works as follows.

Для установки устройства (протектолайзера) на шейку гидрозащиты или шейку насосной секции элемент 1 отделяется от элемента 2 и коробообразного элемента 4, для чего вывертывают невыпадающие винты 6 и винты 22. Затем скобообразный элемент 1 устанавливается на шейку гидрозащиты 12 или насосной секции 13, совместив продольный паз 3 элемента 1 с кабелем-удлинителем 5. Устанавливают второй скобообразный элемент 2 на шейку 12 или 13 с обратной стороны и завертывают невыпадающие винты 6 до упора. В зависимости от габарита насосной установки изменяются и размеры шеек гидрозащиты и насосных секций, соответственно и величина зазора 19 между элементами 1 и 2 будет различной, но одинаковой с обеих сторон.To install the device (protector) on the hydraulic protection neck or the neck of the pump section, element 1 is separated from the element 2 and the box-shaped element 4, for which captive screws 6 and screws 22 are turned out. Then, the bracket-shaped element 1 is mounted on the hydraulic protection neck 12 or pump section 13, combining the longitudinal groove 3 of element 1 with extension cable 5. Install the second staple element 2 on the neck 12 or 13 on the back side and tighten the captive screws 6 until they stop. Depending on the size of the pump installation, the sizes of the hydraulic protection necks and pump sections also change, respectively, and the gap 19 between elements 1 and 2 will be different, but the same on both sides.

После этого закрепляют кабель-удлинитель 5 в пазу 3 скобообразного элемента 1 коробообразным элементом 4 с помощью винтов 22 и шайб 23. При этом обеспечивается равномерное усилие прижатия кабеля-удлинителя 5 с помощью элемента 4 без перекосов. Дополнительный кабель 20 заводится в съемную втулку 24 через продольный паз 30, которая, в свою очередь, устанавливается в паз 29 скобообразного элемента 1 и прикрепляется винтом 25.After that, the extension cable 5 is fixed in the groove 3 of the bracket element 1 with the box-shaped element 4 with screws 22 and washers 23. This ensures a uniform pressing force of the extension cable 5 with the element 4 without distortions. The additional cable 20 is inserted into the removable sleeve 24 through the longitudinal groove 30, which, in turn, is installed in the groove 29 of the bracket element 1 and is attached with a screw 25.

Изобретение позволяет повысить надежность устройства для крепления кабеля-удлинителя и дополнительного кабеля, в частности геофизического кабеля или кабеля управления, к элементам ЭЦН, предотвратить контакт уязвимых элементов конструкции со стыками и внутренней поверхностью обсадных труб при спускоподъемных операциях, уменьшить габариты устройства и его поперечное сечение, обеспечить крепление кабеля-удлинителя, обеспечивает направление и продольное перемещение дополнительного кабеля.The invention improves the reliability of the device for attaching an extension cable and an additional cable, in particular a geophysical cable or control cable, to the ESP elements, to prevent the contact of vulnerable structural elements with the joints and the inner surface of the casing pipes during hoisting operations, to reduce the dimensions of the device and its cross section, to secure the extension cable, provides direction and longitudinal movement of the additional cable.

Claims

A device for attaching an extension cable and an additional cable to the installation elements of electric centrifugal pumps, containing two staple-shaped elements forming an internal cavity when they are connected, into which the neck of the hydraulic protection or the neck of the pump section of the ESP installation are inserted, while on the diametrically located sides of the staple elements facing each other to each other, horizontal shelves are made through which fastening holes pass for connecting said bracket-shaped elements to each other, for example, using two screws when assembling the device, one of the staple-shaped elements has a longitudinal groove for laying the extension cable and the second perpendicular to the first groove for placing the box-shaped element with two flanges for fixing the extension cable, holes for fasteners are made in the flanges, for example, screws included in the openings of said bracket-shaped element, the width of the box-shaped element exceeding the outer dimension of the extension cable, means for attaching an additional cable, m, that the means for attaching the additional cable is made in the form of a guide sleeve installed with the possibility of longitudinal movement of the specified cable in it, which is a geophysical cable or control cable, and the guide sleeve is removable, mounted on a bracket element on which an extension cable is fixed, by means of a screw and does not protrude beyond the external contour of the staple element, while the length of the screws for connecting the staple elements is such that it allows to connect bracket-shaped elements with the same gap between horizontal shelves, and the gap will be different depending on the dimensions of the necks of the hydraulic protection or the pump section, while at least one of the bracket-shaped elements is equipped with a latch to prevent the device from turning relative to the longitudinal axis of the pump unit, and the height is box-shaped element does not exceed the depth of the groove for its placement and the depth of the groove for laying the extension cable.