Кабельна секція струмопідведення електробура

Кабельна секція струмопідведення електробура, яка включає виконані з електроізоляційного матеріалу контактні муфту і стрижень, що споряджені контактними кільцями різного діаметра, кожне з яких з'єднане через струмопідвідний елемент із жилою кабелю, і закріплені на опорних елемен тах, які мають циліндричну частину, з'єднану з відповідною оболонкою, яка обхоплює вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними елементами, яка відрізняється тим, що контактні муфта і стрижень виконані з термоеластопласта, струмопідвідні елементи виконані у вигляді суцільних струмопідвідних металевих стрижнів, при цьому кожна циліндрична частина опорного елемента споряджена отворами з можливістю заповнення їх термоеластопластом, а кожна з оболонок, які обхоплюють вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними елементами, виконана з поліетилену низького тиску. Корисна модель відноситься до області буравления, а саме, до електробурової техніки, і може бути використана для подачі електроенергії в пристроях для буравления електробурами, наприклад, нафтогазових свердловин. Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, за технічною суттю і результатом, що досягається, є кабельна секція струмопідведення електробура [див. а.с. СРСР №297764, заявл. 18.09.1969р., опубл. 11.03.1971р., М. Кл. Е21Ь 17/02], яка включає виконані з електроізоляційного матеріалу контактні муфту і стрижень, що споряджені контактними кільцями різного діаметра, кожне з яких з'єднане через струмопідвідний елемент із жилою кабелю, і закріплені на опорних елементах, що мають циліндричну частину, з'єднану з відповідною оболонкою, яка охоплює вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними елементами. Відома кабельна секція споряджена трубками, вмонтованими в струмопідвідні жили, а контактні кільця виконані з радіальними каналами, які сполучають внутрішню порожнину трубок з атмосферою. Як електроізоляційний матеріал, з якого виконані контактні муфта і стрижень, а також оболонки, які охоплюють вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними елементами, використана гума. Однак відома кабельна секція має обмежений термін експлуатації. Це пов'язано з виникненням пробоїв у місці контакту стрижня і муфти, а також пробоїв ізоляції в місцях зрощування жил кабелю з струмопідвідними елементами. Пробої виникають унаслідок ненадійного захисту контактних з'єднань, тому що відбувається проникнення вологи і різних газоподібних агентів у результаті циркуляції бурових розчинів, які обмивають кабельну секцію в процесі буравления. При цьому проникнення відбувається крізь електроізоляційний матеріал - гуму, що спричиняє механічне ушкодження матеріалу, зміну його структури. Наявність у відомій кабельній секції трубок, вмонтованих у струмопідвідні жили, і радіальних каналів у контактних кільцях дозволяє вивести газоподібні агенти з кабельної секції, однак це не забезпечує надійного захисту від надходження промивної рідини і призводить до руйнування матеріалу ізоляції. Конструкція відомої кабельної секції не має необхідну жорсткість, що приводить до виникнення значних механічних напружень при експлуатації кабельної секції. У результаті може відбутися порушення центрування контактного стрижня щодо контактної муфти при з'єднанні труб, унаслідок чого може виникнути однобічний зазор, що буде сприяти проникненню рідини усередину кабельної секції. Це спричинить порушення електричного контакту, виникнення пробоїв. Крім того, пробої можуть виникнути через використання як струмопідвідні елементи пустотілих провідників унаслідок неоднорідності електричного поля. В основу технічного рішення поставлена зада со 00 00 00 о> 8887 ча удосконалення кабельної секції струмопідведення електробура, у якій нове виконання елементів пристрою і виконання конструктивних елементів з нових матеріалів забезпечує збільшення механічної міцності і надійність електричного контакту, за рахунок чого підвищується надійність роботи кабельної секції і збільшується термін її експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що в кабельній секції струмопідведення електробура, яка включає виконані з електроізоляційного матеріалу контактні муфту і стрижень, що споряджені контактними кільцями різного діаметра, кожне з яких з'єднане через струмопідвідний елемент із жилою кабелю, і закріплені на опорних елементах, які мають циліндричну частину, з'єднану з відповідною оболонкою, яка охоплює вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними елементами, новим, відповідно до технічного рішення, є те, що контактні муфта і стрижень виконані з термоеластопласта, струмопідвідні елементи виконані у вигляді суцільних струмопідвідних металевих стрижнів, при цьому кожна циліндрична частина опорного елемента споряджена отворами з можливістю заповнення їх термоеластопластом, а кожна з оболонок, які охоплюють вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними елементами, виконана з поліетилену низького тиску. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак пристрою і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що конструктивне виконання заявленої кабельної секції електробура, а саме: - виконання контактних муфти і стрижня з термоеластопласта; - виконання струмопідвідних елементів у вигляді суцільних металевих стрижнів; - спорядження циліндричної частини кожного опорного елемента отворами для заповнення їх термоеластопластом; - виконання кожної з оболонок, які охоплюють вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними стрижнями, з поліетилену низького тиску в сукупності з відомими ознаками забезпечує надійність роботи кабельної секції за рахунок збільшення механічної міцності і надійності електричного контакту. Кабельна секція струмопідведення електробура, контактні муфта і стрижень якої виконані з термоеластопласта, струмопідвідні елементи виконані у вигляді суцільних стрижнів, циліндричні частини опорних елементів споряджені отворами з можливістю заповнення їх термоеластопластом, а оболонки, які охоплюють вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними стрижнями, виконані з поліетилену низького тиску, має підвищену надійність роботи і значний термін експлуатації. Це пояснюється таким чином. Контактні муфта і стрижень, виконані з термоеластопласта, забезпечують високу електроізоляцію і герметизацію кабельної секції. Поряд з електроізоляційними властивостями, які перевищують властивості гуми, термоеластопласт характеризується поліпшеними механічними властивостями (твердістю по Шору 82А, відносною міцністю на розтягання 34,5МПа, міцністю на розрив, щільніс тю), що дозволяє виключити в процесі буравления проникнення в порожнину муфти вологи і газоподібних компонентів, які насичують бурові розчини. У результаті експлуатації структура матеріалу контактних муфти і стрижня тривалий час залишається стабільною, матеріал зберігає еластичність, твердість і інші механічні властивості у великому діапазоні температур, і за рахунок цього забезпечується захист від замикання та електричного пробою ізоляції кабельної секції. Крім того, виготовлення контактних муфти і стрижня з прозорого або напівпрозорого термоеластопласта дозволяє здійснити візуальний контроль за якістю з'єднання контактних кілець з струмопідвідними стрижнями. Використання як матеріал для виготовлення контактних муфти і стрижня термоеластопласта сприяє також збільшенню жорсткості конструктивних елементів пристрою, що заявляється, у результаті чого забезпечується центрування контактного стрижня щодо муфти при з'єднанні бурильних труб, збільшує герметизацію пристрою і надійність електричного контакту. Збільшення жорсткості кабельної секції досягається також за рахунок спорядження циліндричної частини опорних елементів, з'єднаних з контактними муфтою і стрижнем, отворами, які заповнені термоеластопластом. Виконання оболонок, які охоплюють вузол з'єднання кабелю з струмопідвідними елементами, з поліетилену низького тиску дозволяє поліпшити електроізоляцію і герметизацію, а також підвищити механічну міцність кабельної секції внаслідок підвищеної щільності матеріалу (0,943г/см3) і стійкості в умовах експлуатації при підвищених температурі і тиску. Зниженню імовірності виникнення пробоїв і збільшенню надійності електричного контакту сприяє виконання струмопідвідних елементів у вигляді суцільних металевих стрижнів, що забезпечується однорідністю електричного поля в них. Таким чином, у кабельній секції, що заявляється, виключається можливість ушкодження електричних контактів і проникнення промивної рідини в порожнину муфти, забезпечується підвищення електроізоляції, герметизації і механічної міцності пристрою і за рахунок цього підвищується надійність роботи кабельної секції, тобто використання нових матеріалів і нове виконання елементів кабельної секції приводить до якісної зміни властивостей пристрою. Суть технічного рішення пояснюється кресленням, де на Фіг. зображена кабельна секція струмопідведення електробура. Кабельна секція містить контактну муфту 1 з термоеластопласта, споряджену контактними кільцями 2, і з'єднану з опорним елементом 3, який складається з кільцевого виступу 4 з вушками 5 і циліндричної частини 6, спорядженої отворами 7, заповненими термоеластопластом. Контактні кільця 2 з'єднані з струмопідвідними стрижнями 8, кожний з яких, у свою чергу, з'єднаний з кабелем 9. Кабельна секція містить також контактний стрижень 10 з термоеластопласта, споряджений контактними кільцями 11, і з'єднаний з опорним елементом 12, який складається з кільцевого виступу 13 з вушками 14 і цилі 8887 ндричної частини 15, постаченої отворами 16, заповненими термоеластопластом. Контактні кільця 11 з'єднані з струмопідвідними стрижнями 17, кожний з яких з'єднаний з кабелем 9. Вузол з'єднання кабелю 9 з струмопідвідними стрижнями 8, розташованими в контактній муфті 1, споряджений оболонкою 18, виконаною з поліетилену низького тиску, вузол з'єднання струмопідвідних стрижнів 17 з кабелем 9 споряджений оболонкою 19 з поліетилену низького тиску. Кабельна секція розташовується в бурильній трубі 20. Пристрій працює таким чином. Кабельну секцію монтують у бурильну трубу 20 за допомогою опорних елементів 3, 12 закріпленням кільцевих виступів 4, 13 з вушками 5, 14. Опорний елемент 3, виконаний з металу, з однієї сторони жорстко з'єднаний з контактною муфтою 1, спорядженою контактними кільцями 2, а з іншої сторони його циліндрична частина 6 жорстко з'єднана з оболонкою 18, яка охоплює вузол з'єднання кабелю 9 з струмопідвідними стрижнями 8, розташованими в муфті 1. При цьому циліндрична частина 6 опорного елемента 3 споряджена отворами 7, які при виготовленні кабельної секції заповнюють термоеластопластом для збільшення жорсткості конструкції. Аналогічно виконане з'єднання контактного стрижня 10 з металевим опорним елементом 12. Вузол з'єднання струмопідвідних стрижнів 17 з кабелем 9 споряджений оболонкою 19 з поліетилену низького тиску. При цьому циліндрична частина опорного елемента 12 також постачена отворами 16, заповненими термоеластопластом. Контактний стрижень 10 виконаний з конічною поверхнею і споряджений, наприклад, двома кільцевими виступами (на Фіг. не показані), які перешкоджають проникненню промивної рідини в порожнину муфти 1. При згвинчуванні колони бурильних труб відбувається автоматичне з'єд нання контактного стрижня 10 нижньої секції з контактною муфтою 1 верхньої секції. Контактні кільця 2 контактної муфти 1 стикаються з контактними кільцями 11 контактного стрижня 10, за рахунок чого забезпечується послідовне з'єднання одноіменних жил і передача електроенергії через струмопідвідні стрижні 8, 17. У відповідності зі схемою живлення в контактних муфті і стрижні можуть бути розташовані одне, два або три контактних кільця і, відповідно, стільки ж струмопідвідних стрижнів. Промислові випробування заявленої кабельної секції електробура проводилися ОАО «Укрнафта» Прикарпатського управління бурових робіт Івано-Франківської області. Випробування проводилися на бурових №830-Д, №187-ПД, №216-Д, № 193-ПД при буравленні свердловин електробурами Е-240-8 і Е-164-8 при напругах до 2000В, струмах до 170А, із промиванням хлоркалієвим глиняним розчином густиною 1,3-1,5г/см3 з добавкою сирої нафти (до 20%), при тиску 7,0-19,0МПа до глибини 3000м. Максимальний наробіток випробовуваних кабельних секцій складає 4260 годин, при цьому кабельні секції продовжують експлуатуватися. За період експлуатації забезпечена надійність контактних з'єднань, при візуальних оглядах стану структури і властивостей матеріалу контактних муфт і стрижнів, а також матеріалу оболонок, які охоплюють вузли з'єднання кабелів з струмопідвідними елементами, змін не виявлено. Таким чином, заявлена кабельна секція струмопідведення електробура характеризується підвищеними надійністю роботи і терміном експлуатації, що досягається за рахунок збільшення механічної міцності і надійності електричного контакту пристрою. 8887 17 Фіг. 1 Комп'ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601