RU35650U1

RU35650U1 - DEVICE FOR FIXING A CABLE TO A PIPE OF PUMP AND COMPRESSOR PIPES

Info

Publication number: RU35650U1
Application number: RU2003132920/20U
Authority: RU
Inventors: Д.А. Белых; А.И. Саченко; И.Е. Коршунов; А.Е. Бабанов
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "М.А.Р.С.-Технология"
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2004-01-27

Description

УСТРОЙСТВО для КРЕПЛЕНИЯ КАБЕЛЯ К КОЛОННЕ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБDEVICE FOR FIXING A CABLE TO A PIPE OF PUMP AND COMPRESSOR PIPES

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для кренления токопроводящего кабеля к колонне насоснокомпрессорных труб в скважине.The utility model relates to the oil industry, and in particular to devices for inclining a conductive cable to a string of tubing in a well.

Из уровня техники известны различные решения крепления силового кабеля, снабжающего энергией погружной электроириводной насос нефтедобьюающего оборудования.Various solutions are known from the state of the art for securing a power cable supplying energy to a submersible electric drive pump of an oil producing equipment.

В качестве ближайшего аналога предлагаемой полезной модели принято устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, описанное в свидетельстве РФ № 16012 на полезную модель.As the closest analogue of the proposed utility model, a device for attaching a cable to a tubing string described in the RF certificate No. 16012 for a utility model is adopted.

Известное устройство для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб содержит корпус с продольным углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны и выполненный с возможностью охватывания соединительных муфт для насосно-компрессорных труб, две зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими упомянутые трубы, и замковые механизмы, выполненные в виде фиксирующих выступов, расположенньк на упомянутых частях корпуса, и фиксирующих отверстий, расположенных на зажимных скобах для размещения в них фиксирующих выступов.A known device for attaching a cable to a tubing string includes a housing with a longitudinal recess for accommodating the cable, having protective shields and configured to enclose couplings for tubing, two clamping brackets pivotally connected respectively to the body parts located on both sides sides from the protective shields and envelopes mentioned pipes, and locking mechanisms made in the form of locking protrusions located on the said parts of the housing, and fixing tversty disposed on clamping brackets for placement of the locking protrusions.

Данное устройство при простоте конструкции и надежности крепления позволяет быстро устанавливать и снимать устройство с колонны труб. Однако, известное устройство не застраховано от раскрытия зажимов, поскольку этот механизм основан на простом зацеплении впадины о выступ и не предусмотрено средств, предотвращающих непроизвольное расцепление фиксирующего выступа с фиксирующим отверстием в процессе эксплуатации. Вьшолнение корпуса и зажимной скобы из материала одинаковой жесткости также не способствует повышению надежности устройства ввиду различия выполняемых этими конструктивными элементами функций. Так, зажимная скоба должны выдерживать большие нагрузки на срез и обладать пружинными свойствами, в то время как корпус, предназначенный для сохранения пространственной формы и расположенных в нем труб и электрического кабеля, должен быть вьшолнен из прочного материала, предназначенного для штамповки или гибки.This device with the simplicity of design and reliability of fastening allows you to quickly install and remove the device from the pipe string. However, the known device is not immune to the opening of the clamps, since this mechanism is based on the simple engagement of the cavity on the protrusion and no means are provided to prevent the involuntary uncoupling of the locking protrusion from the fixing hole during operation. The implementation of the housing and the clamping bracket of the same stiffness material also does not contribute to increasing the reliability of the device due to the difference in the functions performed by these structural elements. So, the clamping bracket must withstand heavy loads on the slice and have spring properties, while the case, designed to preserve the spatial shape and the pipes and electric cable located in it, must be made of durable material designed for stamping or bending.

г р 03 1 3 г г оg r 03 1 3 g g o

МПК7Е21В 17/00MPK7E21V 17/00

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение технических возможностей путем обеспечения возможности использования устройства для крепления кабеля к колонне труб в сильно искривленных скважинах, за счет минимизации размеров и выбора оптимальных параметрических характеристик деталей конструкции устройства, а также повьшхение надежности и стабильного функционирования замкового механизма, упругого сжатия насоснокомпрессорных труб, соединенных муфтой, что при отклонении от вертикали устройства нозволяет передавать нагрузку на корпус, предотвращая самопроизвольное открытие замков.The objective the utility model is aimed at is expanding technical capabilities by making it possible to use the device for attaching the cable to the pipe string in highly curved wells, by minimizing the size and selecting the optimal parametric characteristics of the device’s construction details, as well as increasing the reliability and stable operation of the lock the mechanism of elastic compression of the tubing connected by a sleeve, which, if the device deviates from the vertical, t transfer the load to the case, preventing spontaneous opening of locks.

Технический результат заключается в выполнении замкового механизма практически неразъемным после монтажа, это стало возможным применению винтового соединения между корпусом и зажимными скобами.The technical result consists in the implementation of the locking mechanism almost integral after installation, it has become possible to use a screw connection between the housing and the clamping brackets.

Для решения поставленной задачи в известном устройстве для крепления кабеля к колонне насосно-компрессорных труб, содержаш;ем корпус с продольньм углублением для размещения кабеля, имеющий защитные экраны, вьшолненные с возможностью охватывания соединительньгх муфт для насосно-компрессорных труб, две зажимные скобы, шарнирно соединенные соответственно с частями корпуса, расположенными по обе стороны от защитных экранов и огибающими упомянутые трубы, и замковые механизмы, каждый из которьк выполнен в виде винтового соединения, один элемент которого связан с упомянутой частью корпуса, а другой - с зажимной скобой для соединения их между собой, при этом защитные экраны отделены в продольном направлении от упомянутых частей корпуса на расстояние, равное 0,9-17 мм, а твердость материала зажимной скобы превышает твердость материала корпуса.To solve this problem, in a known device for attaching a cable to a string of tubing, containing; we have a housing with a longitudinal recess for accommodating the cable, having protective shields made with the possibility of covering the couplings for tubing, two clamping brackets, pivotally connected respectively, with parts of the housing located on both sides of the protective shields and enveloping the pipes and locking mechanisms, each of which is made in the form of a screw connection, one electric the element of which is connected with the said part of the housing and the other with a clamp for connecting them to each other, while the protective screens are separated in the longitudinal direction from the said parts of the housing by a distance equal to 0.9-17 mm, and the hardness of the material of the clamping bracket exceeds the hardness case material.

Возможны и другие варианты выполнения полезной модели, согласно которым необходимо, чтобы:There are other possible embodiments of the utility model, according to which it is necessary that:

-зажимные скобы и части корпуса могут быть вьшолнены с ребрами жесткости в зоне расположения элементов винтового соединения;-clamping brackets and parts of the body can be made with stiffeners in the area of the location of the screw connection elements;

-твердость материала зажимной скобы и деталей замкового механизма была бы равна 38 - 47 ед. но Бринелю;- the hardness of the material of the clamping bracket and parts of the locking mechanism would be equal to 38 - 47 units. but Brinell;

-упомянутые щарнирные соединения бьиш бы выполнены в виде оси, расположенной во втулках зажимной скобы и корпуса и зафиксированной в осевом-the mentioned swivel joints would be made in the form of an axis located in the bushings of the clamping bracket and the housing and fixed in axial

направлении путем расклепывания торцов оси или жесткого соединения во втулке корпуса или втулке зажимпой скобы;the direction by unfastening the ends of the axis or the rigid connection in the sleeve of the housing or sleeve with a clamp;

-пружинный элемент состоял бы, по меньшей мере, из двух навстречу направленных язьиков, отогнутых по дуге внутрь корпуса на величину до 5,5 мм с радиусом кривизны дуги 60 - 114 мм;- the spring element would consist of at least two opposite-oriented tongues, bent along an arc into the housing by up to 5.5 mm with a radius of curvature of the arc of 60 - 114 mm;

-поперечные размеры защитного экрана превьппали бы соответствующие размеры дополнительных защитных экранов, которые превыщали бы поперечные размеры зажимных скоб и частей корпуса, шарнирно связанных ними.-the transverse dimensions of the protective screen would have transformed the corresponding dimensions of the additional protective screens, which would exceed the transverse dimensions of the clamping brackets and parts of the housing articulated by them.

Указанные признаки полезной модели являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата. Одной из особенностью предложенного решения является выполнение каждого замкового механизма в виде винтового соединения, а корпуса - частично «разрезным, т.е. защитный экран корпуса отделен в продольном направлении от упомянутых частей корпуса на расстояние, равное 0,9-17 мм. Это обеспечивает повыщение надежности работы замкового механизма за счет предотвращения непроизвольного раскрытия и исключения влияние на его элементы напряжений и сил, действующих на защитный экран при эксплуатации устройства в искривленном трубопроводе.The indicated features of the utility model are essential and interconnected causally with the formation of a set of essential features sufficient to achieve a technical result. One of the features of the proposed solution is the implementation of each locking mechanism in the form of a screw connection, and the case is partially "split, i.e. the protective shield of the housing is longitudinally separated from said housing parts by a distance of 0.9-17 mm. This provides an increase in the reliability of the locking mechanism by preventing involuntary opening and eliminating the impact on its elements of the stresses and forces acting on the protective screen when the device is operated in a curved pipeline.

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

на фиг.1 изображен общий вид устройства для крепления кабеля к колонне труб;figure 1 shows a General view of a device for attaching a cable to a pipe string;

на фиг.2 - вид А по фиг. 1;FIG. 2 is a view A of FIG. 1;

на фиг.З - вид В по фиг.1;Fig. 3 is a view B of Fig. 1;

на фиг.4 изображен фрагмент выполнения замкового механизма;figure 4 shows a fragment of the execution of the locking mechanism;

Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.The utility model is illustrated by a specific implementation example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving this set of essential features of a given technical result.

Согласно полезной модели устройство для крепления кабеля к колонне труб содержит удлиненный корпус 1 (фиг. 1,2,3,4) с продольным пазом 2 почти во всю длину корпуса для укладки кабеля, зажимные скобы 3, которые связаны посредством щарнирных соединений 4 с соответствующими частями 5 корпуса 1 с возможностью охватывания колонны насосно-компрессорных труб. Шарнирное соединение 4According to a utility model, a device for attaching a cable to a pipe string comprises an elongated body 1 (Fig. 1, 2, 3, 4) with a longitudinal groove 2 almost the entire length of the housing for cable laying, clamping brackets 3, which are connected by means of swivel joints 4 to the corresponding parts 5 of the housing 1 with the possibility of covering the tubing string. Swivel 4

выполнено в виде оси 6, расположенной во втулках, выполненных на корпусе 1 и зажимной скобе 3 и зафиксированной в осевом направлении путем жесткого соединения во втулке корпуса 1 или втулке зажимной скобы 3. Возможно осуществление фиксапии осевого положения оси 6 путем расклепывания её торцов.made in the form of an axis 6 located in the bushings made on the housing 1 and the clamping bracket 3 and fixed in the axial direction by rigid connection in the sleeve of the housing 1 or the sleeve of the clamping bracket 3. It is possible to fix the axial position of the axis 6 by unfastening its ends.

С целью прочного и, в тоже время упругого обжатия труб зажимными скобами 3, на последних выполнены пружинные элементы в виде дугообразных, отогнутых по дуге внутрь корпуса на величину до 5,5 мм с радиусом кривизны дуги 60 - 114 мм, язычков 7. Пружинный элемент может иметь несколько, например, два встречно направленных язычка 7. Радиус кривизны язычков 7 обусловлен геометрическими размерами соединяемых насосно-компрессорных труб и типом муфты.For the purpose of durable and, at the same time, elastic compression of the pipes with clamping brackets 3, the latter have spring elements in the form of arcuate, bent along an arc into the housing by up to 5.5 mm with a radius of curvature of the arc of 60 - 114 mm, tongues 7. Spring element may have several, for example, two counter-directed tabs 7. The radius of curvature of the tabs 7 is due to the geometric dimensions of the tubing being connected and the type of coupling.

Замковый механизм вьшолнен в виде винтового соединения, один элемент которого - гайка 8, выполнена заодно с корпусом 1, а другой элемент - винт 8 размещен в отверстии 9 зажимной скобы 3 для соединения с гайкой 7 при монтаже устройства.The locking mechanism is made in the form of a screw connection, one element of which is a nut 8, made integral with the housing 1, and the other element, a screw 8, is placed in the hole 9 of the clamping bracket 3 for connection with the nut 7 when mounting the device.

Для удобства монтажа на зажимной скобе 3 и на частях 5 корпуса 1 могут быть выполнены монтажное отверстие (на чертежах не показаны) для удобства прижатия монтажным рычагом зажимной скобы 3 к корпусу 1 при обхвате насоснокомпрессорные труб.For ease of installation, a mounting hole (not shown in the drawings) can be made on the clamping bracket 3 and on parts 5 of the housing 1 for convenience of pressing the clamping bracket 3 against the housing 1 by the mounting lever while gripping the compressor pipes.

Углубление 2, выполненное вдоль корпуса 1, позволяет осуществит надежную фиксапию кабеля, за счет прижатия его к трубе.The recess 2, made along the housing 1, allows for reliable fixation of the cable, by pressing it to the pipe.

В средней части корпуса 1 между участками с зажимными скобами 3 расположен защитный экран, состоящий из двух частей 11 и 12. Защитный экран (фиг. 1,2) отделен в продольном направлении от упомянутых частей 5 корпуса 1 на расстояние «а, которое равно 0,9-17 мм.In the middle part of the housing 1 between the sections with the clamping brackets 3 there is a protective screen consisting of two parts 11 and 12. The protective screen (Fig. 1,2) is separated in the longitudinal direction from the said parts 5 of the housing 1 by a distance "a, which is 0 , 9-17 mm.

С целью повышения надежного и стабильного функционирования устройства, учитывая при этом различия в выполняемых корпусом 1 и зажимной скобой 3 функций, твердость последней выбирают вьппе, чем твердость материала корпуса 1. Предпочтительно твердость материала зажимной скобы 3 и деталей замкового механизма выбирают равной единиц по Бринелю.In order to increase the reliable and stable functioning of the device, taking into account the differences in the functions performed by the housing 1 and the clamping bracket 3, the hardness of the latter is chosen more than the hardness of the material of the housing 1. Preferably, the hardness of the material of the clamping bracket 3 and parts of the locking mechanism is chosen to be Brinell units.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Монтаж устройства на колонну насосно-компрессорные труб, расположенных в процессе нефтедобычи в вертикальном положении, производят следующим образом. В продольный паз 2 корпуса 1 укладывают кабель, как правило, кабель имеет вThe installation of the device on a string of tubing located in the process of oil production in a vertical position, as follows. A cable is laid in the longitudinal groove 2 of the housing 1, as a rule, the cable has

сечении прямоугольную форму, плотно прилегающую к основанию паза 2. Затем устройство «одевают на муфту, соединяющую насосно-компрессорные трубы в колонне, и закренляют зажимными скобами 3 выше и ниже соединительной муфты. Зажимные скобы 3 плотно с натягом охватывают соединенные муфтой трубы, а защитный экран своими частями 11 и 12 охватывает муфту. Поскольку диаметр муфт превышает диаметр соединяемых ею насосно-компрессорных труб в колонне, корпус 1 в этом месте имеет максимальные размеры в радиальном направлении, а именно на участке защитного экрана. При этом защитный экран, выступающий своими частями И и 12 наружу в большей степени, чем шарнирные соединения 4, предохраняет указанные элементы от механических повреждений при контакте со стенками обсадных труб, а наличие зазоров между защитньм экраном и частями 5 корпуса 1 обеспечивает как бы «независимое функционирование этих элементов в устройстве.the cross-section is a rectangular shape that fits snugly to the base of the groove 2. Then the device is “put on the sleeve connecting the tubing in the string and closed with clamping brackets 3 above and below the sleeve. The clamping brackets 3 tightly tightly cover the pipes connected by the coupling, and the protective shield covers the coupling with its parts 11 and 12. Since the diameter of the couplings exceeds the diameter of the tubing connected by it in the column, the housing 1 at this point has maximum dimensions in the radial direction, namely in the area of the protective screen. At the same time, the protective shield, which protrudes outward with its parts I and 12 to a greater extent than the hinge joints 4, protects these elements from mechanical damage upon contact with the walls of the casing pipes, and the presence of gaps between the protective screen and parts 5 of the housing 1 provides a kind of "independent the functioning of these elements in the device.

Присоединение зажимной скобы 3 к корпусу 1 осуществляют следующим образом. Вставляют винт 8 в отверстие 9 на зажимной скобе 3 и ввинчивают по резьбе 13 в корпус 1, преодолевая при этом упругие силы пружинного элемента 7. Для надежности винтового соединения на конпе винта 8 после завинчивания устанавливают контргайку (на чертежах не показана). В этом случае зажимные скобы 3 плотно сжимают трубы, а замковый механизм заблокирован от самопроизвольного раскрытия благодаря винтовому соединению. Для повыщения надежности винтового соединения на зажимной скобе могут быть вьшолнены ребра жесткости 14, а резьба 13 - самотормозящейся при вывинчивании.Attachment of the clamping bracket 3 to the housing 1 is as follows. Insert the screw 8 into the hole 9 on the clamping bracket 3 and screw it onto the thread 13 into the housing 1, overcoming the elastic forces of the spring element 7. For reliability of the screw connection, the lock nut is installed on the screw 8 after screwing (not shown). In this case, the clamping brackets 3 tightly compress the pipes, and the locking mechanism is blocked from spontaneous opening due to the screw connection. To increase the reliability of the screw connection, stiffeners 14 can be made on the clamping bracket, and the thread 13 can be self-braking when unscrewed.

Для отпирания устройства достаточно вывинтить винт 8 по резьбе 13 из корпуса 1, после чего за счет упругих свойств пружинных элементов 7 механизм раскроется.To unlock the device, it is enough to unscrew the screw 8 along the thread 13 from the housing 1, after which the mechanism will open due to the elastic properties of the spring elements 7.

Применение полезной модели обеспечивает расширение технических возможностей путем использования устройства для крепления кабеля к колонне труб в сильно искривленных скважинах, за счет уменьшения ширины скоб по сравнению с частями корпуса, огибающими колонну насосно-компрессорных труб, что при отклонении от вертикали устройства позволяет передавать нагрузку на корнус, предотвращая непроизвольное открытие замкового механизма.The application of the utility model provides the expansion of technical capabilities by using a device for attaching a cable to a pipe string in highly curved wells by reducing the width of the brackets compared to parts of the body enveloping the tubing string, which, when deviated from the vertical of the device, allows the load to be transferred to the corne , preventing involuntary opening of the lock mechanism.

Claims

1. A device for attaching a cable to a string of tubing, comprising a housing with a longitudinal recess for accommodating the cable, having protective shields configured to seize couplings for tubing, two clamping brackets pivotally connected respectively to parts of the housing located on both sides of the shields and envelopes mentioned pipes, and locking mechanisms, characterized in that each locking mechanism is made in the form of a screw connection, one element of which connected with the said part of the housing, and the other with a clamp for connecting them to each other, while the protective shields are separated in the longitudinal direction from the said parts of the housing by a distance equal to 0.9-17 mm, and the hardness of the material of the clamping bracket exceeds the hardness of the material of the housing .

2. The device according to claim 1, characterized in that the clamping brackets and parts of the housing are made with stiffeners in the area of the elements of the screw connection.

3. The device according to claim 1, characterized in that the hardness of the material of the clamping bracket and parts of the locking mechanism is 38 ÷ 47 units. according to Brinell.

4. The device according to claim 1, characterized in that the articulated joints are made in the form of an axis located in the bushings of the clamping bracket and the housing and fixed in the axial direction by unfastening the ends of the axis or rigid connection in the sleeve of the housing or the clamping bush.

5. The device according to claim 1, characterized in that the spring element consists of at least two towards the reeds, bent along an arc inside the housing by up to 5.5 mm with a radius of curvature of the arc of 60-114 mm.

6. The device according to claim 1, characterized in that the transverse dimensions of the protective screen exceed the transverse dimensions of the clamping brackets and parts of the housing articulated with them.