Ролик кабельный с отсекателем РК-01
Ролик кабельный с отсекателем РК-01 — подвесное устройство, предназначенное для направления силового бронированного электрического кабеля при спуско-подъёмных операциях (СПО) с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) на нефтяных скважинах, оборудованных установками электроцентробежных насосов (УЭЦН) и скважинными электронагревателями, а также для автоматического аварийного отсекания (обрубания) кабеля при падении спускаемой колонны труб.
Ролик кабельный РК-01 реализует две независимые функции в одном устройстве. Первая — направляющая: ролик поддерживает правильное положение кабеля относительно оси скважины в ходе СПО и обеспечивает нормативный радиус изгиба кабеля в точке перегиба у устья. Это предотвращает механические повреждения брони и изоляции кабеля при его перегибе. Радиус изгиба кабеля в ролике — 510 мм. Вторая — аварийная: при обрыве колонны НКТ нагрузка на кабель резко возрастает. Как только натяжение кабеля достигает рабочего порогового значения 500 кгс на ветвь кабеля, срезной штифт механизма отсекателя разрушается при усилии 1000 кгс, и встроенный нож автоматически перерубает кабель. Кабельная линия выше точки среза сохраняется.
Принципиальное отличие РК-01 от ролика «полумесяц» РКО-01: РК-01 имеет больший радиус изгиба кабеля в ролике — 510 мм против 415 мм у «полумесяца» РКО-01.
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 РК-01 реализует две функции: пассивную (направляющую) и активную (аварийный отсекатель).
-
2
Направляющая функция: желоб ролика (полукруглый или круглый) принимает силовой кабель УЭЦН и удерживает его в заданном положении при движении НКТ. Ролик закреплён у устья скважины. При каждом перемещении НКТ кабель скользит по ролику с минимальным трением. Форма желоба обеспечивает равномерное распределение нагрузки по поверхности кабеля и нормативный радиус изгиба 510 мм — исключая перегибы на острый угол, повреждающие броню и изоляцию.
-
3
Аварийная функция отсекателя: кабель УЭЦН крепится клямсами к колонне НКТ по всей длине. При обрыве или аварийной посадке НКТ кабель резко натягивается. При достижении нагрузки на ветвь кабеля 500 кгс усилие на механизм отсекателя достигает 1000 кгс — расчётное усилие срезания штифта. Штифт разрушается мгновенно; лезвие-нож под действием освобождённой энергии рубит кабель в зоне ролика. Вся операция занимает миллисекунды. Кабель выше ролика — сохранён. Трансформаторная подстанция и частотно-регулируемый привод (ЧРП) — не повреждены.
Устройство
Порядок работы
-
1
Проверка перед работой: осмотреть ролик РК-01 — убедиться в наличии и целостности срезного штифта (не деформирован, без трещин), в остроте режущей кромки ножа отсекателя. Проверить свободное вращение блока ролика на оси. Убедиться в соответствии диаметра желоба диаметру применяемого кабеля УЭЦН.
-
2
Монтаж у устья скважины: установить РК-01 на кронштейне у устья скважины или непосредственно на устьевой арматуре. Ось желоба ролика должна находиться в одной вертикальной плоскости с осью скважины и с направлением подвода кабеля от барабана. Надёжно закрепить крепёжные элементы.
-
3
Укладка кабеля в ролик: при начале СПО уложить силовой кабель в желоб ролика. Кабель должен лежать по всей длине желоба, без выступания за борта. Убедиться, что радиус изгиба кабеля у ролика соответствует нормативному.
-
4
Спуск УЭЦН: проводить СПО в стандартном режиме согласно технологическому регламенту по монтажу УЭЦН. Кабель скользит по ролику при движении НКТ вниз. Контролировать отсутствие перекосов и заклинивания кабеля.
-
5
При аварийном срабатывании: при падении НКТ кабель обрубается автоматически. Немедленно остановить все СПО. Отключить питание подстанции УЭЦН. Убедиться, что кабель обрезан и не уходит в скважину. Зафиксировать аварию в журнале и доложить ответственному.
-
6
Подъём УЭЦН: при подъёме кабель скользит по ролику в обратном направлении. Периодически осматривать ролик при подъёме каждой трубы на предмет состояния желоба и штифта.
-
7
ТО после применения: демонтировать ролик. Заменить срезной штифт новым стандартным — штифт одноразовый. Осмотреть режущую кромку ножа. При обнаружении притупления — заменить или заточить. Проверить желоб на наличие задиров от кабеля.
Технические характеристики
| № | Наименование характеристики | Значение |
| 1 | Длина окружности, мм | 2810 |
| 2 | Радиус изгиба кабеля, мм | 510 |
| 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 | 1510 х 1120 |
| 9 | Масса, кг | от 90 |
Особенности эксплуатации
-
-
Радиус изгиба кабеля у ролика РК-01 составляет 510 мм. Это значение должно соблюдаться при монтаже ролика: расстояние от оси ролика до точки подвода кабеля от барабана и угол установки ролика должны обеспечивать суммарный радиус изгиба не менее 510 мм. При уменьшении радиуса изгиба ниже нормативного значения в зоне контакта кабеля с роликом возникают механические напряжения, приводящие к усталостному разрушению брони и повреждению изоляции кабеля при многократных СПО.
-
-
Замена срезного штифта — обязательная операция перед каждым применением ролика. Штифт является одноразовым расходным элементом. Использование нестандартного штифта (другой диаметр, другая марка стали) категорически недопустимо: заниженное усилие среза — ложные срабатывания при нормальных нагрузках СПО; завышенное — штифт не сработает при реальном обрыве НКТ, и кабель будет утащен в скважину.
-
-
Нельзя использовать ролик без установленного штифта. Без штифта нож не зафиксирован в нерабочем положении и может самопроизвольно обрубить кабель при любом случайном ударе или нагрузке. Перед каждым СПО — обязательная проверка наличия штифта.
Вопросы и ответы
Для направления силового бронированного кабеля УЭЦН в правильное положение относительно устья скважины при СПО с колонной НКТ, и для автоматического аварийного обрубания кабеля при падении колонны НКТ с целью предотвращения утаскивания кабеля в скважину.
На нефтяных скважинах при монтаже и демонтаже УЭЦН и погружных скважинных электронагревателей, кабели которых спускаются совместно с колонной НКТ. Устанавливается у устья скважины.
Больший радиус изгиба снижает механические напряжения в проводниках и броне кабеля при изгибе. При многократных СПО (десятки и сотни циклов за срок службы скважины) меньший радиус вызывает ускоренную усталость материала кабеля. РК-01 с 510 мм обеспечивает больший ресурс кабеля.
Нет. Без штифта нож не зафиксирован в нерабочем положении. Ролик неработоспособен без штифта. Перед каждым применением — обязательная проверка наличия и состояния штифта.
При исправном штифте с нормативным усилием 1000 кгс — ложные срабатывания при стандартных нагрузках СПО практически исключены. Нагрузка на ветвь кабеля при нормальной СПО не превышает 200–300 кгс. Порог 500 кгс на ветвь (1000 кгс на штифт) превышается только при аварии.
Документы и сертификаты
Обозначение
- Исполнение
- Ролик кабельный с отсекателем
