RU31875U1 - Кабельный удлинитель кабельной линии погружного электродвигателя - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности в электрических соединениях, предназначенных для подвода электроэнергии к электродвигателям погружных насосов для добычи пластовой жидкости.

Известен электрический разъем для погружного электродвигателя кабельная вилка которого состоит из эластичного изолятора с герметично установленными в нем контактными элементами и, охватывающим изолятор, жестким корпусом, соединенными посредством конусной резьбы (авторское свидетельство № 680090, МКИЗ: Н 01 R13/52, с приоритетом от 04.03.1979г., БИ№ 30 за 1979г.) - аналог.

К недостаткам известной конструкции можно отнести сложность технологического процесса изготовления на конце кабеля эластичного высоковольтного изолятора, требующий наличия специального, сложного оборудования, низкая температурная и электрическая прочность полимера и, кроме того, данная конструкция может быть использована только для кабелей с полимерной изоляцией.

Известен также кабель-удлинитель с муфтой имеющей металлический корпус, припаянный оловянным припоем к кабелюудлинителю, изолированные жилы которого герметично заделаны в корпусе с помощью резинового уплотнителя зажатого между щайбами гайкой. На концах токопроводящих жил кабеля закреплены с помощью резьбовых соединений щтепсельные наконечники. Резьбовые соединения позволяют восстанавливать присоединительные размеры муфт при усадках

изоляции жил кабеля и осевых смещений самих жил без переделки муфты. При потере герметичности муфта может быть восстановлена поджатием уплотнителя через шайбу гайкой (Ивановский В.Н., Дарищев В.И. и др. «Скважинные насосные установки для добычи нефти М: ГУП, Изд-во «Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2002г., стр.225-226) аналог.

Недостатками данной конструкции являются:

-использование металлической опорной шайбы, которая при сжатии резинового уплотнителя врезается в изоляцию жил кабеля и снижает электрическую прочность;

-использование резинового уплотнителя, упругость которого после сжатия вызывает усадку изоляции жил кабеля в процессе эксплуатации в скважине и, как правило, потерю герметичности;

-использование трудоемкой операции пайки оловом брони кабеля к корпусу муфты, где фиксируется только броня, жилы продольно перемещаются при изгибах кабеля и муфта теряет присоединительные размеры;

-конструкция муфты пригодна только для кабелей с полимерной изоляцией.

Известен кабельный удлинитель кабельной линии погружного электродвигателя насосной установки для добычи нефти (заявка № 2000102419, МПК 7: Н 01R13/523, с приоритетом 31.01.2000г.) - прототип.

В известном решении используется колодка из жесткого электроизоляционного материала с герметично запрессованными токопроводящими стержнями.

Недостатком данной конструкции является недолговечность кабельного удлинителя из-за его низкой эксплуатационной надежности в условиях повышенного гидростатического давления и температуры, что обусловлено, в частности высокой хрупкостью материала колодки, у которой в процессе сборки электродвигателя и кабельного удлинителя

часто образуются трещины и сколы, кроме того, материал колодки имеет низкую сопротивляемость электрической дуге, как следствие на поверхности колодки образуется токопроводящий слой.

Предлагаемой полезной моделью решается задача расширения эксплуатационных возможностей и продления срока службы кабельного удлинителя путем повышения его эксплуатационной надежности в условиях повышенных гидростатического давления и температуры.

Для достижения указанного технического результата в кабельном удлинителе кабельной линии погружного электродвигателя содержашем корпус муфты, в котором расположены, жестко закрепленный при помоши фиксирующего элемента, кабель и колодка с герметично установленными токопроводящими стержнями, в корпусе установлен опорный элемент с выполненными в нем отверстиями, который, по меньшей мере, в одной точке соприкасается с фиксирующим элементом, причем полость, образованная опорным элементом с корпусом, колодкой и кабелем, заполнена диэлектрическим материалом.

В кабельном удлинителе диэлектрический материал может обладать адгезионными свойствами к контактирующим с ним материалам деталей кабельного удлинителя.

В кабельном удлинителе в качестве диэлектрического материала может быть использован силиконовый каучук.

В кабельном удлинителе опорный элемент может быть выполнен в виде шайбы с отверстиями для размещения кабеля.

В кабельном удлинителе опорный элемент может быть выполнен в виде диска с отверстиями для размещения кабеля.

В кабельном удлинителе опорный элемент может быть выполнен из электроизоляционного материала.

В кабельном удлинителе в качестве электроизоляционного материала может быть использован материал с диэлектрической

проницаемостью не меньше, чем диэлектрическая проницаемость материала изоляции жил кабеля.

В кабельном удлинителе опорный элемент может быть выполнен из текстолита.

В кабельном удлинителе опорный элемент может быть выполнен из фторопласта.

В кабельном удлинителе фиксирующий элемент может быть выполнен из полимерного компаунда.

В кабельном удлинителе колодка может быть выполнена из материала с электрической прочностью не менее 20 Кв/мм.

В кабельном удлинителе колодка может быть выполнена из фторопласта или материала на основе фторопласта.

Предлагаемый кабельный удлинитель кабельной линии погружного электродвигателя иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 6.

На фиг. 1 показан продольный разрез кабельного удлинителя.

На фиг. 2-5 показаны различные варианты выполнения вида Б фиг. 1.

На фиг.6 показан вид А на фиг.1 (без крышки).

Кабельный удлинитель кабельной линии погружного электродвигателя содержит муфту, в корпусе 1 которой расположены жестко закрепленный при помош,и фиксируюшего элемента 2 кабель 3 и колодка 4 с герметично установленными токопроводящими стержнями 5. В корпусе 1 установлен опорный элемент 6, который, по меньшей мере, в одной точке соприкасается с фиксируюш;им элементом 2, причем полость 7, образованная опорным элементом 6 с корпусом 1, колодкой 4 и кабелем 3 заполнена диэлектрическим материалом. Кабельный удлинитель кабельной линии погружного электродвигателя снабжен крышкой 8, которая стыкуется с корпусом 1 посредством уплотнительного элемента 9. В зависимости от внешних условий работы и конструктивных особенностей погружных электродвигателей конструктивное выполнение

уплотнительных элементов 9 может быть различным и, кроме того, количество уплотнительных элементов 9 может быть больше одного. Колодка 4 прикрепляется к корпусу 1 посредством крепежного элемента 10, таким крепежным элементом может быть, например, гайка.

Кабельный удлинитель кабельной линии погружного электродвигателя собирают в следующей последовательности. Сначала подготавливают кабель, после чего вставляют подготовленный (разделанный) конец кабеля в приспособление для сборки и надевают на него корпус 1 муфты. Закрепляют кабель 3 в корпусе 1 при помощи фиксирующего элемента, выполненного, например, из полимерного компаунда, например. Этап-1450, причем компаунд заливают в корпус муфты до проточки под опорный элемент 6, который может быть выполнен, например, в виде щайбы. После этого в корпус 1 устанавливают опорный элемент 6 до его соприкосновения с фиксирующим элементом 2 с последующей сушкой соединения. После этого корпус 1 муфты по бурт наконечника 5 кабеля 3 заполняют диэлектрическим материалом, например, силиконовым каучуком, на наконечники устанавливают колодку 4 и затягивают гайкой 10 до появления диэлектрического материала на резьбе корпуса 1 и осуществляют выдержку для полимеризации диэлектрического материала, например, силиконового каучука. Таким образом, полость 7, образованная корпусом 1, колодкой 4 и кабелем 3 оказывается полностью заполненной диэлектрическим материалом. После сборки кабельный удлинитель проверяется воздействием высокого напряжения, проходит проверку на вибростенде, а также проверку на герметичность.

Заявляемый кабельный удлинитель предназначен для комплектации кабельных линий, используемых для подвода электроэнергии к электродвигателям погружных насосов для добычи пластовой жидкости. Предлагаемое устройство может работать при следующих характеристиках:

5Х%1/. 5

пластовая жидкость - смесь нефти, попутной воды и нефтяного газа максимальной плотностью - 1400кг/см ;

температура откачиваемой жидкости не более 150°С;

водородный показатель попутной воды рН - 6,0 - 8,5;

максимальная массовая концентрация твердых частиц в пластовой жидкости - 0,1 г/л;

максимальное гидростатическое давление в месте подвески - 28 МП(а);

рабочее напряжение для кабеля с изоляцией ЕР ДМ - ЗЗООВ;

рабочая температура от (-40) до (+200)°С;

максимальный ток утечки при испытании изоляции высоким напряжением 12±0,3 кВ постоянного тока при температуре 20°С не менее значений указанных в таблице № 1.

Таблица №1

Электрическое сопротивление изоляции при температуре 20°С не менее значений указанных в таблице №2

Таблица №2

Использование предложенного кабельного удлинителя кабельной линии погружного электродвигателя позволяет в течение длительного времени надежно эксплуатировать кабельную линию в условиях значительных величин гидростатического давления и температуры перекачиваемой среды, например, пластовой жидкости, что обусловлено:

-отказом от традиционных резиновых уплотнителей, оказывающих давление на изоляцию жил кабеля; переход на использование, например, силиконового каучука, обладающего более высокими диэлектрическими свойствами, полимеризация которого производится в процессе сборки муфты, позволяет получить более надежный эластичный изолятор и исключить потери герметичности, вызванные усадкой изоляции жил кабеля в процессе эксплуатации;

-использованием термостойкого полимерного компаунда в качестве фиксирующего элемента позволяет надежно закрепить броню и жилы кабеля в корпусе муфты, исключить осевые перемещения жил кабеля при изгибах и, тем самым сохранить геометрические размеры;

-выполнением колодки из термостойкого и электрически прочного материала позволяет штепсельным наконечникам сохранять геометрические размеры при сборке муфты с электродвигателем и улучшить её изоляцию.

Claims (12)

1. Кабельный удлинитель кабельной линии погружного электродвигателя, содержащий корпус муфты, в котором расположены жестко закрепленный при помощи фиксирующего элемента кабель и колодка с герметично установленными токопроводящими стержнями, отличающийся тем, что в корпусе муфты установлен опорный элемент с выполненными в нем отверстиями, который, по меньшей мере, в одной точке соприкасается с фиксирующим элементом, причем полость, образованная опорным элементом с корпусом, колодкой и кабелем, заполнена диэлектрическим материалом.

2. Кабельный удлинитель по п.1, отличающийся тем, что диэлектрический материал обладает адгезионными свойствами к контактирующим с ним материалам кабельного удлинителя.

3. Кабельный удлинитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве диэлектрического материала используют силиконовый каучук.

4. Кабельный удлинитель по п.1, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен в виде шайбы с отверстиями для размещения кабеля.

5. Кабельный удлинитель по п.1, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен в виде диска с отверстиями для размещения кабеля.

6. Кабельный удлинитель по п.1, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен из электроизоляционного материала.

7. Кабельный удлинитель по п.6, отличающийся тем, что в качестве электроизоляционного материала используют материал, диэлектрическая проницаемость которого не меньше, чем диэлектрическая проницаемость материала изоляции жил кабеля.

8. Кабельный удлинитель по пп.6 и 7, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен из текстолита.

9. Кабельный удлинитель по пп.6 и 7, отличающийся тем, что опорный элемент выполнен из фторопласта.

10. Кабельный удлинитель по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен из полимерного компаунда.

11. Кабельный удлинитель по п.1, отличающийся тем, что колодка выполнена из материала с электрической прочностью не менее 20 Кв/мм.

12. Кабельный удлинитель по п.11, отличающийся тем, что колодка выполнена из фторопласта или материала на основе фторопласта.