RU62645U1

RU62645U1 - POWER CABLE PROTECTION DEVICE IN A WELL

Info

Publication number: RU62645U1
Application number: RU2006132642/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Кривоносов; Лев Иосифович Локшин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью ООО ПКТБ "Техпроект"
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2007-04-27

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спускоподъемных операций (СПО). Недостатками известных устройств защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений являются ненадежность в процессе эксплуатации. Опыт эксплуатации известных устройств показал, что они, как правило, является устройствами одноразового использования, так как при проведении СПО происходит деформация корпусов, шарнирные крепления устройств на НКТ нередко раскрываются, что приводит к сложным ремонтам. Предложное устройство обеспечивает надежную защиту кабеля и упрощает монтажные работы. Устройство устанавливается на муфте НКТ и содержит корпус, выполненный составным из двух частей (левого и правого корпусов), на наружной поверхности которых выполнены ребра. Смежные торцы ребер корпуса образуют зацеп, выполненный в виде кольцевой проточки и кольцевого выступа в ребрах. Ребра на поверхности корпусов в сборке образуют единый паз для укладки силового кабеля, при этом высота паза превышает толщину кабеля, что исключает возможность повреждения кабеля стенками эксплуатационной колонны при СП.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used to protect the power cable from mechanical damage during tripping operations. The disadvantages of the known devices for protecting the power cable in the well from mechanical damage are unreliability during operation. The operating experience of known devices has shown that they, as a rule, are single-use devices, since during the SPO deformation of the cases occurs, the hinged fastenings of devices on the tubing often open, which leads to complex repairs. The proposed device provides reliable cable protection and simplifies installation work. The device is installed on the tubing coupling and contains a housing made of two parts (left and right bodies), on the outer surface of which ribs are made. Adjacent ends of the ribs of the housing form a hook made in the form of an annular groove and an annular protrusion in the ribs. The ribs on the surface of the housings in the assembly form a single groove for laying the power cable, while the height of the groove exceeds the thickness of the cable, which eliminates the possibility of damage to the cable by the walls of the production casing during joint venture.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использована для защиты силового кабеля от механических повреждений в процессе спускоподъемных операций (СПО) насосно-компрессорных труб (НКТ) с кабелем.The utility model relates to the oil and gas industry and can be used to protect the power cable from mechanical damage during tripping operations (STR) tubing (tubing) with cable.

Известны разнообразные устройства защиты силового кабеля в скважине, выпускаемые как в Российской Федерации так и за рубежом (1-3).A variety of power cable protection devices are known in the well, produced both in the Russian Federation and abroad (1-3).

Недостатками известных устройств защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений являются ненадежность в процессе эксплуатации и, особенно, в процессе СПО. Опыт эксплуатации известных устройств показал, что они как правило, являются устройствами одноразового использования, так как при проведении СПО происходит деформация корпусов, шарнирные крепления устройств на НКТ нередко раскрываются, что приводит заклиниванию колонн НКТ и сложным ремонтам, монтаж устройств изготовленных из эластичных материалов проблематичен в период низких температур.The disadvantages of the known devices for protecting the power cable in the well from mechanical damage are unreliability during operation and, especially, in the process of STR. The operating experience of known devices has shown that they are usually disposable devices, since during the SPO deformation of the casings takes place, the hinged fastenings of devices on the tubing often open, which leads to jamming of the tubing columns and difficult repairs, installation of devices made of elastic materials is problematic in period of low temperatures.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности является устройство защиты силового кабеля в скважине (1), содержащее корпус, выполненный в виде втулки и элементов его крепления расположенных на муфте НКТ, при этом на наружной поверхности корпуса выполнены пазы для укладки силового кабеля. Однако и данному устройству присущи недостатки: ненадежность конструкции, включающей эластичные материалы, особенно при эксплуатации в зимний период и при высоких температурах в глубоких скважинах.The closest analogue (prototype) in technical essence is a power cable protection device in a well (1), comprising a housing made in the form of a sleeve and its fastening elements located on a tubing sleeve, while grooves for laying the power cable are made on the outer surface of the housing. However, this device also has disadvantages: the unreliability of the structure, including elastic materials, especially during operation in winter and at high temperatures in deep wells.

Целью полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе СПО, а также снижение капитальных затрат, связанных с ремонтом оборудования.The purpose of the utility model is to simplify the design and increase the reliability of the device for protecting the power cable in the well from mechanical damage during the shutdown process, as well as reducing capital costs associated with equipment repair.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве защиты силового кабеля в скважине, содержащим корпус и элементы крепления корпуса, расположенные на муфте НКТ, при этом корпус выполнен в виде втулки, охватывающей муфту НКТ, на наружной поверхности которой выполнены пазы для укладки силового кабеля, новым является то, что корпус устройства составлен из двух частей (левого и This goal is achieved by the fact that in the known device for protecting the power cable in the well, comprising a housing and housing fastening elements located on the tubing sleeve, the housing is made in the form of a sleeve covering the tubing sleeve, on the outer surface of which grooves are made for laying the power cable, new is that the device’s body is made up of two parts (left and

правого полукорпусов) каждый из которых имеет вид скоб, имеющих со стороны НКТ внутренний диаметр, равный диаметру НКТ, а со стороны муфты НКТ диаметр, равный диаметру муфты НКТ, с образованием в полости корпуса двух упоров, расстояние между которыми в сборке равно длине муфты НКТ, при этом на внешних поверхностях левого и правого полукорпусов выполнены ребра, образующие в сборке единый паз с глубиной, превышающей толщину кабеля, для его укладки с гарантированным зазором, на смежных торцах ребер образован зацеп, выполненный в виде кольцевой проточки и кольцевого выступа в ребрах левого и правого полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосом.right half-shells) each of which has the form of brackets having an inner diameter equal to the diameter of the tubing on the tubing side, and a diameter equal to the tubing coupling diameter on the tubing sleeve side with the formation of two stops in the body cavity, the distance between which in the assembly is equal to the length of the tubing sleeve at the same time, ribs are made on the outer surfaces of the left and right half-shells, forming a single groove in the assembly with a depth exceeding the thickness of the cable, for laying it with a guaranteed gap, a hook made in the form of an annular ring is formed on adjacent ends of the ribs grooves and an annular protrusion in the ribs of the left and right half-shells, and the opposite ends of the ribs are made with a bevel.

Устройство устанавливается на муфте НКТ и содержит корпус, выполненный составным из двух частей (левого и правого полукорпусов), имеющих вид скоб, на наружной поверхности которых выполнены ребра, образующие паз для укладки кабеля, при этом на смежных торцах ребер образован зацеп для жесткого соединения полукорпусов друг с другом, выполненный в виде кольцевых проточек и кольцевых выступов в смежных частях ребер левого и правого полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосом. Торцевые части левого и правого полукорпусов имеют внутренний диаметр, равный диаметру НКТ, а смежные части полукорпусов имеют диаметр, равный диаметру муфты НКТ, вследствие этого в полости устройства образованы упоры, расстояние между которыми соответствует длине муфты НКТ. Ребра на поверхности полукорпусов при сборке образуют единый паз для проводки силового кабеля, при этом высота паза превышает толщину кабеля для исключения возможности повреждения кабеля стенками эксплутационной колонны при осуществлении СПО.The device is installed on the tubing coupling and contains a housing made up of two parts (left and right half-shells), having the form of brackets, on the outer surface of which there are ribs forming a groove for laying the cable, while a hook is formed on the adjacent ends of the ribs for rigid connection of the half-shells with each other, made in the form of annular grooves and annular protrusions in adjacent parts of the ribs of the left and right half-shells, and the opposite ends of the ribs are made with a bevel. The end parts of the left and right half-shells have an inner diameter equal to the diameter of the tubing, and the adjacent parts of the half-shells have a diameter equal to the diameter of the tubing coupling; as a result, stops are formed in the cavity of the device, the distance between which corresponds to the length of the tubing coupling. Ribs on the surface of the half-shells during assembly form a single groove for wiring the power cable, while the height of the groove exceeds the thickness of the cable to eliminate the possibility of damage to the cable by the walls of the production string during the execution of STR.

Конструктивное выполнение устройства защиты силового кабеля обеспечивает надежную защиту силового кабеля при СПО в скважинах на различные глубины и при сложных пространственных профилях скважин.The structural design of the power cable protection device provides reliable protection of the power cable during the shutdown in wells at various depths and with complex spatial profiles of the wells.

Благодаря тому, что корпус устройства составлен из двух частей (левого и правого полукорпусов) каждый из которых имеет вид скобы, на наружной поверхности которой выполнены ребра, образующие в сборке единый паз для укладки кабеля, при этом смежные торцы ребер имеют зацеп для их жесткого соединения, выполненный в виде кольцевых проточек и кольцевых выступов в ребрах левого и правого полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосом, обеспечивается упрощение конструкции и повышение надежности устройства защиты силового кабеля в скважине от механических повреждений в процессе СПО, а также снижение капитальных затрат, связанных с ремонтом оборудования. Одновременно снижается трудоемкость монтажных Due to the fact that the body of the device is composed of two parts (left and right half-shells), each of which has the form of a bracket, on the outer surface of which there are ribs forming a single groove in the assembly for laying the cable, while the adjacent ends of the ribs have a hook for their rigid connection made in the form of annular grooves and annular protrusions in the ribs of the left and right half-shells, and the opposite ends of the ribs are made with a bevel, simplifying the design and increasing the reliability of the power cable protection device downhole by mechanical damage during the ACT, and reduced capital costs associated with the repair of the equipment. At the same time, the complexity of installation

работ и устраняется опасность аварий, связанных с попаданием в скважину составных частей устройства при проведении монтажа и раскреплением устройства в скважине при работе.works and eliminates the risk of accidents associated with getting into the well of the component parts of the device during installation and unfastening the device in the well during operation.

Сущность полезной модели поясняется фигурами 1-6. На фиг.1 представлено устройство защиты кабеля в скважине в сборке с силовым кабелем, на фиг.2 - представлено первое монтажное состояние устройства (левый и правый полукорпуса установлены вблизи муфты на НКТ), на фиг.3 - второе монтажное состояние (левый и правый полукорпуса сдвинуты до упора с муфтой), на фиг.4 - рабочее состояние устройства (правый полукорпус развернут на 180° и сцеплен с левым полукорпусом), на фиг.5-6 представлены разрезы устройства.The essence of the utility model is illustrated by figures 1-6. Figure 1 shows the cable protection device in the borehole in an assembly with a power cable, figure 2 shows the first mounting state of the device (the left and right half-shells are installed near the coupling on the tubing), figure 3 shows the second mounting state (left and right the half-housing is shifted all the way with the coupling), Fig. 4 shows the operational state of the device (the right half-housing is rotated 180 ° and coupled to the left half-housing), Figures 5-6 show sections of the device.

Устройство (фиг.1-6) устанавливается на муфте 1 соединяемых насосно-компрессорной труб 2 и содержит составной корпус, который выполнен составным из левого 3 и правого 4 полукорпусов, на наружной поверхности полукорпусов выполнены ребра 5-6, образующие паз 7 для укладки кабеля 8, при этом смежные торцы ребер имеют зацеп 9, выполненный в виде кольцевых проточек 10 и кольцевых выступов 11 в ребрах соответственно левого 3 и правого 4 полукорпусов, а противоположные торцы ребер выполнены со скосами 12-13.The device (Figs. 1-6) is installed on the coupling 1 of the tubing 2 to be connected and contains a composite housing, which is made of a composite of left 3 and right 4 half-shells, ribs 5-6 are made on the outer surface of the half-shells, forming a groove 7 for laying the cable 8, wherein the adjacent ends of the ribs have a hook 9 made in the form of annular grooves 10 and annular protrusions 11 in the ribs of the left 3 and right 4 half-shells, and the opposite ends of the ribs are made with bevels 12-13.

Монтаж устройства осуществляется следующим образом: над устьем скважины после свинчивания насосно-компрессорной труб 2 на эти трубы непосредственно под муфтой и над муфтой 1 надеваются левый 3 и правый 4 полукорпуса устройства с разворотом на 180° друг по отношению к другу, (фиг 2), затем полукорпуса 3, 4 сдвигаются на муфту 1 до соприкосновения (фиг.3) и разворачиваются друг по отношению к другу на 180°, таким образом, что бы кольцевой выступ 11 одного полукорпуса зашел в кольцевую проточку 10 другого полукорпуса, образуя при этом зацеп 9. После этого в образовавшийся продольный паз 7 прокладывается силовой кабель 8 и закрепляется по торцам муфты 1 поясами крепления 14, в качестве которых можно использовать «клямс» (гибкий металлический ремень), который применяется в настоящее время для крепления силового кабеля к НКТ. НКТ с силовым кабелем и устройствами защиты силового кабеля спускается в эксплутационную колонну 15 скважины на проектную глубину. При спуске силовой кабель 8 надежно защищен от контакта со стенками и стыками эксплуатационной колонны 15 и, следовательно, защищен от механических повреждений.The device is installed as follows: over the wellhead after screwing the tubing 2 onto these pipes, directly under the sleeve and above the sleeve 1, put on the left 3 and right 4 half-bodies of the device with a 180 ° turn relative to each other (Fig. 2), then the half-shells 3, 4 are shifted to the coupling 1 until they touch (Fig. 3) and are rotated 180 ° with respect to each other, so that the annular protrusion 11 of one half-shell goes into the annular groove 10 of the other half-shell, forming a hook 9 . After that formed a longitudinal groove 7 is laid power cable 8 and is fixed on the ends of couplings 1 girders 14, in which can be used as "klyams" (flexible metallic belt), which is currently used for fixing the power cable to the tubing. The tubing with a power cable and power cable protection devices is lowered into the production casing 15 of the well to the design depth. During the descent, the power cable 8 is reliably protected from contact with the walls and joints of the production casing 15 and, therefore, is protected from mechanical damage.

Во время работы колонны НКТ и во время СПО силовой кабель 8 уложенный в пазу 7 и закрепленный на трубах 2 поясами крепления 14 не испытывает со стороны эксплуатационной колонны никаких нагрузок и не подвергается деформациям.During the operation of the tubing string and during the STR, the power cable 8 laid in the groove 7 and fixed to the pipes 2 by the attachment belts 14 does not experience any loads from the production string and is not subjected to deformation.

Экономическая эффективность заключается в сокращении расходов при добыче нефти за счет снижения количества повторных ремонтов насосных скважин вследствие выхода силового кабеля из строя.Economic efficiency is to reduce costs in oil production by reducing the number of repeated repairs of pumping wells due to the failure of the power cable.

Промысловые испытания, устройств защиты силового кабеля, проведенные на скважине, показали их высокую эксплутационную надежность. Предельно упрощен монтаж и демонтаж устройств на скважине независимо от низких температур. Время монтажа или демонтажа одного устройства не превышает 10 секунд.Field tests of power cable protection devices carried out at the well showed their high operational reliability. Extremely simplified installation and dismantling of devices in the well, regardless of low temperatures. Installation or dismantling time for one device does not exceed 10 seconds.

Устройство имеет простую и надежную в эксплуатации конструкцию, обеспечивающую надежную защиту силового кабеля при СПО. Одновременно снижена трудоемкость монтажных работ и устранена опасность аварий, связанных с деформацией и раскреплением устройства при СПО. Кроме этого предложенная конструкция имеет дополнительные достоинства: многоразовое использование, механическую прочность, отсутствие шарнирных, болтовых и других элементов, снижающих надежность конструкции.The device has a simple and reliable design that provides reliable protection of the power cable during STR. At the same time, the complexity of installation work was reduced and the risk of accidents associated with deformation and unfastening of the device during STR was eliminated. In addition, the proposed design has additional advantages: reusable, mechanical strength, the absence of articulated, bolted and other elements that reduce the reliability of the design.

Источники информации:Information sources:

1. Патент RU 2204 685, Е 21 В 17/10, 2000 г.1. Patent RU 2204 685, Е 21 В 17/10, 2000

2. Патент RU 2120537, 6 Е 21 В 17/10, 1998 г.2. Patent RU 2120537, 6 E 21 B 17/10, 1998

3. Патент US 4042023, Е 21 В 17/10,1997 г.3. Patent US 4042023, E 21 In 17/10/1997

Claims

A device for protecting a power cable in a well, comprising a housing in the form of a sleeve covering a sleeve of tubing, on the outer surface of which grooves for laying a power cable are made, and fastening elements of the housing to the tubing sleeve, characterized in that the housing of the device is composed of two parts (left and right half-shells), each of which has the form of brackets, with the formation of two stops in the body cavity, the distance between which in the assembly is equal to the length of the coupling, while on the outer surfaces of the left and right half-shells ribs are made, forming a single groove in the assembly with a depth exceeding the cable thickness, for laying the cable with a guaranteed gap and eliminating the possibility of relative rotational displacement of the half-shells on adjacent edges of the ribs, a hook is made in the form of an annular groove and an annular protrusion in the ribs of the left and right half-shells, and the opposite ends of the ribs are made with a bevel.