Ролик кабельный «полумесяц» с отсекателем РКО-01
Ролик кабельный «полумесяц» с отсекателем РКО-01 — устьевое вспомогательное приспособление предназначенное для направления и поддержания правильного положения силового бронированного электрического кабеля установки погружного электроцентробежного насоса (УЭЦН) или скважинного электронагревателя относительно оси скважины при спуско-подъёмных операциях (СПО) с колонной НКТ, а также для аварийного автоматического отсекания (обрубания) кабеля при аварийном падении спускаемой колонны труб.
Ключевая двойная функция ролика РКО-01 определяет его незаменимость при монтаже и демонтаже УЭЦН: первая функция — направляющая: «полумесяц» (полукруглый желоб ролика) принимает кабель и удерживает его в строго заданном положении относительно оси НКТ, предотвращая провисание и перегиб кабеля ниже допустимого радиуса изгиба (415 мм) при спуске труб. Вторая функция — аварийный отсекатель: при обрыве (падении) колонны НКТ кабель резко натягивается; при достижении усилия натяжения порогового значения (500 кгс на ветвь кабеля) срезной штифт разрушается и лезвие-нож обрубает кабель, предотвращая его утаскивание в скважину вместе с упавшей колонной. Конструкция корпуса выдерживает нагрузку 6000 кгс (двойное разрывное усилие кабеля = 2 × 3000 кгс).
Ролик кабельный с отсекателем РКО-01 применяется при монтаже и демонтаже УЭЦН на нефтяных и водозаборных скважинах.
Комплектация
- Ролик
- Нож подвижный
- Нож неподвижный
- Срезной штифт
- Кронштейн для крепления к мачте
Примечание: наличие механического отсекателя обеспечивает экстренное отсечение силового кабеля при неконтролируемой ситуации.
Принцип работы
-
1
Ролик РКО-01 реализует два независимых принципа: направляющий (пассивный) и аварийный отсекающий (активный, срабатывает по нагрузке).
-
2
Направляющая функция: полукруглый желоб («полумесяц») ролика принимает силовой кабель УЭЦН, уложенный на него при спуске НКТ. Ролик закреплён на устье скважины и удерживает кабель в заданном направлении — горизонтально или под небольшим углом к оси НКТ. Это предотвращает провисание кабеля и его случайный перегиб на радиус, меньший допустимого (415 мм). При движении НКТ вниз или вверх кабель скользит по ролику, а ролик обеспечивает плавный радиус изгиба в критической точке — у устья скважины.
-
3
Аварийная функция отсекателя: при обрыве колонны НКТ или при её падении (аварийная посадка) кабель, прикреплённый к НКТ клямсами по всей длине, резко натягивается. Нагрузка на кабель в точке контакта с роликом возрастает скачкообразно. При достижении нагрузки 500 кгс на ветвь кабеля (что соответствует усилию среза штифта 1000±50 кгс на механизм отсекателя) срезной штифт разрушается. Механизм отсекателя срабатывает: встроенное лезвие-нож рубит кабель в зоне ролика. Кабель обрезан — упавшая колонна НКТ не утаскивает кабель в скважину. Кабельная линия и трансформаторная подстанция сохраняются.
Устройство
Порядок работы
-
1
Подготовка перед монтажом УЭЦН: убедиться в исправности ролика РКО-01: проверить состояние срезного штифта (не деформирован, не повреждён), свободное вращение блока ролика, состояние режущей кромки лезвия-ножа отсекателя.
-
2
Установка на устье: закрепить РКО-01 на устьевой арматуре или на специальном кронштейне у устья скважины в рабочем положении. Ось желоба ролика должна быть перпендикулярна оси движения кабеля от барабана к скважине. Убедиться в надёжности крепления.
-
3
Укладка кабеля в ролик: при начале спуска УЭЦН уложить силовой кабель в желоб («полумесяц») ролика. Убедиться, что кабель лежит по всей длине желоба без перегибов. Радиус изгиба кабеля в ролике — не менее 415 мм.
-
4
Спуск УЭЦН: в процессе спуска колонны НКТ с кабелем кабель скользит по ролику. Контролировать отсутствие перекосов и заклинивания кабеля в желобе. Скорость спуска НКТ — согласно технологическому регламенту.
-
5
При аварийном срабатывании отсекателя: при обрыве НКТ кабель отрубается автоматически. Немедленно остановить все операции. Убедиться, что кабель обрезан и не уходит в скважину. Отключить питание трансформаторной подстанции. Доложить об аварии.
-
6
Подъём УЭЦН: при подъёме кабель также скользит по ролику. Контролировать состояние кабеля в зоне ролика при подъёме каждой трубы.
-
7
Обслуживание после использования: демонтировать ролик. Осмотреть срезной штифт — при наличии следов нагрузки (деформация, трещины) — заменить штифт новым стандартным. Осмотреть режущую кромку ножа — при затуплении — заменить или заточить. Проверить желоб на наличие забоин.
Технические характеристики
| № | Наименование характеристики | Значение |
| 1 | Длина окружности, мм | 2810 |
| 2 | Радиус изгиба кабеля, мм | 495 |
| 3 | Усилие срабатывания срезного штифта, кгс | 1000 |
| 4 | Нагрузка на ветвь силового электрокабеля, кгс | 500 |
| 5 | Разрывное усилие силового кабеля, кгс | 3000 |
| 6 | Максимальная нагрузка на ролик, кгс | 6000 |
| 7 | Температура эксплуатации, °C | -40 … +60 |
| 8 | Габариты, мм | 1280 х 940 |
| 9 | Масса, кг | от 70 |
Особенности эксплуатации
-
-
Срезной штифт — одноразовый расходный элемент. После каждого срабатывания отсекателя (даже если срабатывание было «плановым» при испытании нагрузки) штифт подлежит замене новым стандартным перед следующим применением. Использование нестандартного или самодельного штифта (другой материал, диаметр) недопустимо: заниженное усилие среза — ложные срабатывания при нормальном натяжении кабеля; завышенное — штифт не сработает при реальном падении колонны, кабель будет утащен в скважину.
-
-
Соответствие типа и диаметра кабеля типоразмеру желоба ролика. При укладке кабеля неподходящего диаметра в желоб — кабель не лежит плотно, создаётся перегиб в одной точке вместо плавного радиуса. Это приводит к повреждению брони и изоляции кабеля и к ложному срабатыванию отсекателя при ударах.
-
-
Радиус изгиба кабеля в ролике не должен превышать допустимый. Укладка кабеля с меньшим радиусом (например, при перекосе ролика или слишком малом расстоянии от устья до точки подвода кабеля) создаёт в этой точке зону повышенных механических напряжений — усталость брони и повреждение изоляции при многократных СПО.
-
-
Положение ролика при монтаже — строго по технологической карте монтажа УЭЦН. Ролик должен быть установлен так, чтобы ось желоба и направление тяги кабеля были в одной вертикальной плоскости с осью скважины. Перекос ролика в горизонтальной плоскости создаёт боковое трение кабеля о борта желоба.
-
-
Замена лезвия отсекателя: при длительной эксплуатации режущая кромка ножа тупится от контакта с бронёй кабеля при ложных ударных нагрузках. При визуальном осмотре — при отсутствии острой кромки или при наличии выкрошенных участков — заменить нож или заточить по технологии производителя.
Вопросы и ответы
Для двух целей: направление силового кабеля УЭЦН в правильное положение относительно устья скважины при спуско-подъёмных операциях с колонной НКТ; автоматическое аварийное отсекание (обрубание) кабеля при падении колонны НКТ — для предотвращения утаскивания кабеля в скважину.
По форме желоба (канавки) для кабеля — полукруглое сечение в форме полумесяца. Эта форма обеспечивает поддержку кабеля по всей его нижней полуокружности и плавный равномерный изгиб с нормативным радиусом 415 мм, в отличие от V-образного желоба, контактирующего с кабелем только в двух точках.
На нефтяных скважинах при монтаже и демонтаже установок погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН) и скважинных электронагревателей, кабели которых спускаются в скважину совместно с колонной НКТ. Устанавливается у устья скважины.
При нагрузке на кабель ≥500 кгс (обрыв НКТ) срезной штифт (1000±50 кгс) разрушается → нож мгновенно перерубает кабель → кабель выше точки среза остаётся на барабане или на устье, ниже — уходит в скважину вместе с НКТ. Кабельная линия выше среза сохранена.
С силовым бронированным электрическим кабелем УЭЦН и скважинных электронагревателей. Диаметр кабеля должен соответствовать профилю желоба «полумесяц» конкретного типоразмера ролика. Разрывное усилие кабеля — до 3000 кгс (расчётный параметр).
Калибровка штифта (1000±50 кгс) — критически важный параметр. Штифт с заниженным усилием среза вызовет ложные срабатывания при нормальном натяжении кабеля при СПО. Штифт с завышенным усилием — не сработает при реальном падении колонны, и кабель будет утащен в скважину.
Срезной штифт — одноразовый, замена после каждого срабатывания. Диаметр кабеля соответствует желобу. Радиус изгиба ≥415 мм. Ось желоба и тяга кабеля — в одной вертикальной плоскости с осью скважины. Осмотр режущей кромки ножа при каждом ТО.
РКО-01 — для силового кабеля УЭЦН при СПО с НКТ; с отсекателем; полукруглый желоб «полумесяц». РВО-1,0 — для геофизического кабеля или троса при каротажных работах; без отсекателя; со «серьгой» для подвеса прибора диаметром до 130 мм; используется для создания натяжения кабеля в лубрикаторе.
Нет. Без штифта нож не фиксируется в нерабочем положении и может самопроизвольно обрубить кабель при любой нагрузке. Ролик без установленного штифта — неработоспособен. Перед каждым применением убедиться в наличии и исправности штифта.
Документы и сертификаты
Обозначение
- Усилие срабатывания срезного штифта, тонн
- Ролик кабельный "полумесяц" с отсекателем
