Устройство для центрирования скважинных приборов

 

УСТРРЙСТВР ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ СКВАЖИН ЫХ ПРИБОРОВ, содержа|цее корпус, рессоры с петлями, шарнирда связанные с ползунами, и силовые элементы , о т л и ч а ю щ ее с я тем НТО, с целью повышения проходимости при минималььмх диам етрах скважины, на петлях выполнены упоры, образующие с концами рессор тупой угол, обращен:ный во внешнюю от корпуса сторону, и вЗаимодействукхчие с силовыми элементами .

CQO8 СООЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9l (И1

g Е 21 8 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ kOMHTKT ССОР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ и ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н::авта скому саицат льстВМ и

Р

У

7 (21) 3385169/22-03 (22) 15;91.82 (46} 07.05.83. Бюл., и 17 (72) В. А.Вленков (71) Всесоюзный научно-исслвдоаательский, и проектно-конструкторский.институт геофизических исследований геологоразведочных:скважин(53):550,832(08Е 83 (56) 1; Авторское .свидетельство СССР

У 717685, ку, E 21 В 47/ОО,- 1976.

2; Каталог геофизической аппаратуры ТА.02.б3,02, N., "Недра", 1962. (54)(57) УстРОЙСтВО ДЛЯ ЦКНТРИРОВАИИЯ CKSANMHgblX ПРИБОРОВ, содержащее корпус, рессоры с петлями, @арнирно связанные с полэунами, и силовые элементы, о т л и ч .а ю щ в е с я тем, ито, с целью повышения проходимости: при минимальных диаметрах скважины, на петлях выполнены упоры, образующие с концами рессор тупо% угол, абращенный во внеанао от корпуса сторону, и взаимодействующие с силовыми элв" ментами, 1016491

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и может быть использована в скважинных приборах, Известно. устройство для центрирования скважинных приборов, представляющее собой систему из трех прижимных элементов, выполненных в виде вы пуклых рессор.

Посредством шарниров концы рессор связаны с ползунами, которые имеют возможность поступательного перемещения относительно корпуса прибора (1).

Недостаток центрирующего устройства рессорного типа состоит в том, что с уменьшением диаметра раскры.тия рессор возрастает усилие прижима к стенке скважины.

Это снижает проходимость прибора на участках с малым. диаметром скважины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для центрирования скважинных прибоpns, содержащее корпус, рессоры, шар. нирна связанные с ползунами, и силовые элементы f 2 1.

его недостаток заключается в низ- ЗО кой проходимости из-за возрастающих усилий прижима. в диапазоне минимальных диаметров скважины.

Целbe изобретения является повышение проходимости устройства при 35. минимальных диаметрах скважины.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для центрирования скважинных приборов, содержащем корпус, рессоры с петлями, шарнирно 40 связанные с ползунами, и силовые элементы, на петлях выполнены упоры, образующие с концами рессор тупой угол, обращенный во внешнюю от корпу- .

Са сторону, и взаимодействующие с 45 силовыми элементами.

На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство в положении раскрытия, продольный разрез; на фиг. 2 - то же", в положении закрытия; на Фиг.3- 50 сечение А-А на фиг. 1.

Устройство включает рессоры 1 (фиг. 1.), равномерно размещенные в поперечном сечении скважинного прибора (фиг. 3). Рессоры выполнены из листовой пружинной стали и имеют дугообразную форму с положительной кривизной, которую стремятся сохранить при деформациях, возникающих под действием нагрузок в скважине, приложенных примерно к середине рессор. С одной стороны концы рессор 2 (фиг. 1) жестко скреплены с поворотными упорами 3. С другой стороны к рессоре прикреплена петля 4, На корпусе 5 прибора установлены ползуны 6 и 7, выполненные в виде втулок. Полэуны имеют пазы 8 и 9 для размещения соответственно петель

4 и упоров 3, а также ушки 10 (фиг.3)

Через ушки 10 и отверстия в петлях

4 и упорах 3 пропущены оси 11 и 12, образуя шарнирные соединения, с помощью которых рессоры соединены с ползунами & и 7. Часть поворотного упора, размещенная со стороны силового элемента 13, представляет собой усиленный стержень, образующий с концами рессор тупой угол, обращенный во внешнюю сторону от прибора. Стержень имеет скругления в мес" те контакта с плоским торцом подвижной втулки 14, скользящей вдоль оси ползуна 7 и передающей усилие силового элемента 13, который размещен на ползуне 7 и закреплен гайкой 15. С помощью этой гайки регулируется и жесткость силового элемента 13. При деформациях рессоры упор 3 поворачивается вокруг оси 11, его поверхность контакта обкатывается плоским торцам подвижной втулки 14.

Устройство работает следующим образом.

В свободном состоянии оно занимает раскрытое положение. Диаметр раскрытия устройства равен максимальному диаметру скважины 3а счет деформации рессор диаметр раскрытия устройства при его прохождении в скважине уменьшается, так.как рессоры своей средней частью непрерывно прижаты к стенке -16 скважины (фиг.1), деформируясь и скользя по ней. Сила прижатия к стенке скважины зависит от взаимодействия упоров 3 с силовым элементом 13. В положении раскрытия устройства, которое соответствует центрированию в скважине максимального диаметра, конец рессоры 2 образует максимальный угол с осью прибора. Поворотный упор 3 контактирует с подвижной втулкой 14 в точке 17, Плоскость 18, проходящая вдоль поворотного упора 3 и через ось 11, является нейтральной, так как усилие, передаваемое силовым элементом вдоль нейтральной плоскости, не создает

Обычно P „- 3.Р . Другая ооставляющая зависит от жесткости силового элемента, которая регулируется гайкой 15. При йереходе от максималь= ного к некоторому промежуточному диаметру центрирования. эта составляющая уменьшается от Ро„ до О, а затем при подходе к минимальным диаметрам снова возрастает до Р

Расчеты показывают, что усилие прижатия -к стенке скважины при минимальных диаметрах центрирования меньше, чем при максимальных диаметрах и может варьироваться в .широких пределах. Это особенно важно, так как с уменьшением диаметра скважиныухудшаются и условия проходимости приборов, 3 101 649 момента силы. Однако вположении раскрытия устройства .силовой элемент передает усилие Р вдоль поворотного ynopa 3 таким образом, что вектор этого усилия проходит мимо нейтральной плоскости и образует с ней угол создавая момент силы, действие

4э °

Ю которой складывается с изгибнои силой рессоры 1.

С уменьшением диаметра скважины 1å. середина рессоры приближается к корпусу 5 прибора, а конец 2 рессоры поворачивается относительно оси корпуса прибора, Поворачивается и поворотный упор 3, который по своему 1% овальному выступу обкатывается подвижной втулкой 14..

Вектор усилия Р, создаваемого си. ю ловым элементом, приближается к .оси

11 и при некотором промежуточном по- д ложении рессоры будет проходить через нейтральную. плоскость. Сила прижатия к стенке обусловлена в этом положении только изгибной силой рес" соры ..:2$

При минимальных диаметрах сква" жины устройство принимает положение, изображенное на фиr, 2 (при закрйтом устройстве). Конец 2 рессоры занима- . ет положение, параллельное оси при- . Зз бора. Поворотный упор 3 оказался повернутым вокруг оси 11 и имеет теперь контакт с подвижной втулкой 14 в точке 19. Силовой элемент 13 по-прежне-. му передает усилие яерез подвижную втулку на поворотный упор, но вектор

1 4 усилия проходит по другую сторону от продольной нейтральной плоскости

18, образуя угол с, и создавая момент силы Р, действие которой уже не вкладывается, а вычитается из изгибной .силы рессоры. . Благодаря такому взаимодействию упора 3 с силовым элементом 13 сила прйжатия к стенке скважины получа" ется алгебраическим суммированием двух составляющих. Одна составляющая зависит от жесткости рессор, выбирается путем замены этих рессор.

Величина этой силы (для одних и тех же рессор) при переходе от мчксималь ных диаметров цементирования к минимальным возрастает от Р :до P®, 101649>

14

$

gC7. Г

1016491

Составитель Н.Кривко

Редактор А.Шандор Техред Т.Иаточка Корректор А,Дэятко

Заказ 3336/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЦ "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4