Устройство для доставки в скважину каротажного снаряда

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ В СКВАЖИНУ КАРОТАЖНОГО СНАРЯДА , включаюидее каротажный снаряд, каротажный кабель с нанизанной на него системой цилиндрически.х втулок, лебедку с тянущим механизмом и привод, передача от которого к тянущему механизму выполнена с большим передаточным числом, чем передача к валу лебедки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности каротажа восстающих скважин, каждая цилиндрическая втулка выполнена с коническим выступом на одном конце и соответствующей ему конической выемкой на другом, а тянущий механизм выполнен в виде двух параллельных валиков с упругой оболочкой, между которыми пропущен кабель с нанизанными на него цилиндрическими втулками, причем один из валиков подпружинен, а другой соединен передачей, например цепной, с приводом лебедки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Е 21 В 4 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3533451/22-03 (22) 06.01.83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 15.08.84. бюл, № 30 (72) А. В. Давыдов и И. Г. Сковородников (71) Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. В. В. Вахрушева (53) 622.248 (088.8) (56) l. Соловьев В. С. и др. Аппаратура

«Галенит» для. каротажа скважин подземного бурения электрическими методами.

Сб. «Геофизическая аппаратура», вып. 63.

Л., «Недра», 1978, с. 114.

2. Авторское свидетельство СССР № 8403!8, кл. Е 21 В 47/00, 1979.

3. Патент Японии № 52-13762, кл. А 210.6, опублик. 1981. (54) (57) !. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ В СКВАЖИНУ КАРОТАЖНОГО СНАРЯДА, включающее каротажный снаряд, каротажный кабель с нанизанной на него системой цилиндрических втулок, лебедку с тянущим механизмом и привод, передача от которого к тянущему механизму выполнена с большим передаточным числом, чем передача к валу лебедки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности каротажа восстающих скважин, каждая цилиндрическая втулка выполнена с коническим выступом на одном конце и соответствующей ему конической выемкой на другом, а тянущий механизм выполнен в виде днуx параллельных валиков с упругой оболочкой, между которыми пропущен кабель с нанизанными на него цилиндрическими втулками, причем один из валиков подпружинен, а другой соединен передачей, например цепной, с приводом лебедки.

1108197

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью ускорения каротажа восстающих скважин с любыми углами бурения за счет сокращения продолжительности подготовительных операций, тянущий механизм установлен на поворотной раме, снабженной фиксаторами и выполненной с возможностью перемещения по круговым направляющим и фиксации под углом, соответствующим углу бурения исследуемой скважины.

3. Устройство по п, 1, отличающееся тем, Изобретение относится к горной промышленности, в частности к средствам доставки геофизических приборов, предназначенных для исследования восстающих скважин, пробуренных в горных выработках, карьерах, шахтах.

Известно устройство для доставки каротажного снаряда в горизонтальные и восстающие скважины с помощью штанг, соединенных между собой посредством резьбы или специального дамкового механизма (1) .

Недостатком указанного устройства является его громоздкость, приводящая к затруднениям при исследовании скважин подземного бурения в условиях ограниченного пространства. !

Известно также устройство для доставки в скважину каротажного снаряда с помощью специальных приспособлений типа самолаза (2).

Недостатком данного устройства является невозможность его использования в скважинах малого диаметра.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для доставки и извлечения прибора из скважины, содержащее лебедку, привод, тянущий механизм, каротажный снаряд и каротажный кабель, на который нанизана система цилиндрических втулок.

Тянущий механизм устанавливается между лебедкой и скважиной и представляет собой барабан, на котором намотан один или несколько витков каротажного кабеля с нанизанными на него цилиндрическими втулками. Вращение барабана приводит к сматыванию кабеля со втулками с лебедки и их подачу в скважину. Перемещающиеся с кабелем втулки воздействуют на каротажный снаряд, заставляя его перемещаться в скважину () .

Недостатком известного устройства является отсутствие жесткой связи цилиндри- 4О что, с целью предотвращения обрывов кабеля, между каротажным снарядом и системой цилиндрических втулок размещен механизм стабилизации натяжения кабеля, выполненный в виде цилиндрического корпуса, жестко скрепленного с каротажным снарядом и содержащего шток, в котором закреплен конец каротажного кабеля, патрон-ограничитель и цилиндрическую пружину, установленную между штоком и патроном-ограничителем. ческих втулок между собой, что ограничивает область применения устройства — исследование наклонных и горизонтальных скважин. Применение этого устройства для исследования восстающих скважин затруднительно, поскольку механическая система, образованная каротажными снарядом и кабелем с нанизанными на него цилиндрическими втулками, лишена жесткости. Поэтому при каротаже воссТающих скважин кабель провисает и запутывается.

Кроме того, разобщенность лебедки, привода и тянущего механизма приводит к дополнительным затратам времени на установку и раздельное закрепление этих блоков перед проведением каротажа в скважине.

Цель изобретения — обеспечение возможности каротажа восстающих скважин, ускорение каротажа восстающих скважин с любыми углами бурения и предотвращение обрывов кабеля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для доставки в скважину каротажного снаряда, включающем каротажный снаряд, каротажный кабель с нанизанной на него системой цилиндрических втулок, лебедку с тянущим механизмом и привод лебедки, передача от которого к тянущему механизму выполнена с большим передаточным числом, чем передача к валу лебедки, каждая цилиндрическая втулка выполнена с коническим выступом на одном конце и соответствующей ему конической выемкой на другом, а тягущий механизм выполнен в виде двух параллельных валиков с упругой оболочкой, между которыми пропущен кабель с нанизанными на него цилиндрическими втулками, причем один из валиков подпружинен, а другой соединен передачей, например цепной, с приводом лебедки.

Кроме того, тянущий механизм установлен на поворотной раме, снабженной фиксаторами и выполненной с возможностью перемещения по круговым направляющим и фик1108197 сации под углом, соответству ющим углу бурения исследуемой скважины.

Между каротажным снарядом и системой втулок размещен механизм стабилизации натяжения кабеля, выполненный в виде цилиндрического корпуса, жестко скрепленного с каротажным снарядом и содержащего шток, в котором закреплен конец каротажного кабеля, патрон-ограничитель и цилиндрическую пружину, установленную между штоком и патроном-ограничителем.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид в профильной проекции; на фиг. 2 — лебедка и тянущий механизм, горизонтальная проекция; на фиг. 3— механизм стабилизации натяжения кабеля, продольный разрез; на фиг. 4 — соотношение величины и направления усилий перемещения каротажного снаряда и натяжения каротажного снаряда.

Устройство для доставки в скважину каротажного снаряда включает каротажный снаряд I, каротажный кабель 2 с нанизанными на него цилиндрическими втулками 3 и лебедку с тянущим механизмом.

Каждая цилиндрическая втулка выполнена с коническим выступом на одном конце и соответствующей ему конической выемкой на другом (фиг. 3). Диаметр внутреннего канала в них несколько больше диаметра каротажного кабеля.

Лебедка состоит из трубчатой станины 4 и барабана 5. Движение от ручного привода

6 к валу 7 лебедки передается с помощью цепной передачи, включающей ведущую шестерню 8, цепь 9 и ведомую шестерню 10.

С одной стороны лебедки установлен ручной ленточный тормоз 11, с другой храповик 12. Лебедка снабжена коллектором 13, к которому подключается соединительный кабель 14 от наземной измерительной аппаратуры. Тянущий механизм состоит из двух соприкасающихся параллельных упругих валиков 15 и 16. Нижний ведущий валик 15 через шестерню 17, цепь 18 и шестерню 19 соединен с валом 7 лебедки. Верхний валик

16 прижат к нижнему пружинами 20. Ось валика 16 расположена в фигурном вырезе

21. Оба валика 15 и 16 установлены на поворотной раме 22, которая может поворачиваться относительно вала лебедки и закрепляться на круговых направляющих 23 с помощью фиксаторов в виде закрепительных винтов 24. Каротажный кабель 2 вместе с системой цилиндрических втулок 3 пропущен между валиками 15 и 16 тянущего механизма. Передача от вала 7 лебедки к тянущему механизму выполнена с большим передаточным числом, чем передача от привода

6 лебедки к ее валу 7, т.е. за каждый оборот рукоятки привода 6 каждая точка на поверхности валиков тянущего механизма проходит путь больший, чем точка на поверхности барабана 5 лебедки.

Для стабилизации натяжения кабеля и ликвидации его перенапряжения при намотке кабеля с цилиндрическими втулками на лебедку между каротажным снарядом 1 и системой втулок 3 размещен механизм 25 стабилизации натяжения кабеля (фиг. 3) .

Механизм стабилизации состоит из цилиндрического корпуса 26, в котором перемещается шток 27, в последнем неподвижно закреплен каротажный кабель 2 с помощью одетой на кабель резиновой пробки 28, которая при завинчивании металлической пробки 29 сжимается и зажимает кабель 2. Конец кабеля 2, выступающий из штока, освобожден от обшей изоляции и его жилки

30 по отдельности подключены к каротажному снаряду 1, с которым жестко скреплен и корпус 26 стабилизатора натяжения кабеля посредством резьбы 31. С противоположной стороны в корпус ввинчен патрон-ограничитель 32, имеющий канал для перемещения в нем штока 27. на внешнем конце патрона-ограничителя 32 выполнена коническая выемка, соответствующая коническому выступу ближайшей из цилиндрических втулок 3. Между внутренним концом патрона-ограничителя 32 и штоком, а точнее кольцевым выступом штока 27, расположена цилиндрическая пружина 33, работающая на сжатие.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работ кабель 2 пропускают между валиками !5 и 16 тянущего механизма и разматывают его с лебедки, растягивая по прямой линии. Нанизывают на кабель 2 заранее приготовленные цилиндрические втулки 3, закрывая ими большую часть его длины. Закрепляют конец кабеля

2 и подсоединяют к нему каротажный снаряд !. Поджимают цилиндрические втулки 3 одна к другой, начиная с ближайшей от лебедки и далее к каротажному снаряду так, чтобы между ними не было зазоров. Отключают тянущий механизм лебедки, приподняв валик 16 и зафиксировав его ось в верхнем гнезде фигурного выреза 21, в результате чего между валиками 15 и 16 образуется зазор, ширина которого превышает диаметр цилиндрических втулок. Наматывают кабель

2 со втулками 3 на лебедку. При этом увеличивающееся натяжение каротажного кабеля 2, связанное с расхождением цилиндрических втулок 3 при их укладке на барабан

5 лебедки, компенсируется сжатием цилиндрической пружины 33 в механизме 25 стабилизации натяжения кабеля и, таким образом, вместо удлинения кабеля 2 при его намотке на лебедку происходит перемещение штока 27 в механизме 25 стабилизации натяжения. Аналогичным образом действует механизм 25 стабилизации натяжения кабеля и при повторных намотках кабеля 2 на лебедку в процессе каротажа (или после его окончания). Подготовленное таким об1108197 разом устройство для доставки в скважину каротажного снаряда устанавливают в горной выработке так, чтобы продолжение восстающей скважины, которую необходимо исследовать, пересекало ось лебедки. Ослабив закрепительные винты 24, приподнимают поворотную раму 22 с тянущим механизмом до тех пор, пока линия соприкосновения валиков 15 и 16 не установится на прямой, соединяющей ось лебедки с устьем скважины, и закрепляют поворотную раму

22 в этом положении на направляющих 23 с помощью винтов 24. Лебедку поворачивают вокруг вертикальной оси так, чтобы направление .кабеля 2 при каротаже было перпендикулярным валу лебедки 7, и закрепляют с помощью колышков или скоб, которые забивают в подошву горной выработки.

Включают тянущий механизм, опуская ось валика 16 в нижнее гнездо фигурного выреза 21. Отпускают ручной тормоз 11.

Устанавливают подпружиненный зуб храповика 12 на стопорную шестерню, чтобы предотвратить вращение лебедки в обратную сторону.

Разматывая кабель 2 с лебедки с помощью привода 6 и вручную поддерживая каротажный снаряд 1, направляют его в устье исследуемой скважины 34. Включают питание каротажного снаряда 1 и подготавливают к каротажу наземную измерительную аппаратуру. Продолжая разматывать кабель

2 с лебедки, проталкивают каротажный снаряд 1 вверх по восстающей скважине 34.

Поскольку передача от вала 7 лебедки к тянущему механизму выполнена с большим передаточным шагом, чем передача от привода 6 лебедки к ее валу 7, то за каждый оборот рукоятки валики 15 и 16 тянущего механизма вытягивают с лебедки столько цилиндрических втулок 3, что их суммарная длина превышает длину кабеля 2, сходящего с барабана лебедки даже при максимальном диаметре витка кабеля на лебедке. Благодаря этому и создается натяжение кабеля 2, направленное противоположно перемещению втулок 3 и каротажного снаряда 1. Поскольку перемещение втулок 3 не может быть большим, чем перемещение кабеля (из-за упора первой из системы втулок в каротажный снаряд 1), то происходит некоторое проскальзывание втулок 3 между эластичными валиками 15 и 16 тянущего механизма. Конические выступы и выемки на концах цилиндрических втулок способствуют их лучшему сочленению друг с другом и препятствуют перемещению втулок в поперечном направлении.

По достижении каротажным снарядом

1 забоя скважины и окончании каротажа отключают тянущий механизм, приподняв валик 16, отсоединяют храповик 12 и извлекают каротажный снаряд 1 из скважины, наматывая кабель 2 с втулками 3 на лебедку

20 Извлечение снаряда из скважины, как правило, проходит без осложнений. В случае необходимости каротаж скважины может быть выполнен и при извлечении снаряда из скважины.

По сравнению с известными предлагаемое устройство требует меньшей численности обслуживающего персонала (два человека вместо трех) и отличается более высокой производительностью.

При внедрении устройства в практику каротажа скважин подземного бурения оно обеспечивает экономический эффект не менее

5 тыс. руб. в год на один комплект устройства.

При соответствующем изменении поворотной рамы с тянущим механизмом предлагаемое устройство может быть использовано и для каротажа наклонных искривленных скважин, что экономит время, главным образом, вследствие сокращения длительности подготовительных операций.

1108197 срие.3. фа

Перемещение

Щм4. фо

Яз яжение

Составитель В. Стрельченко

Редактор Ю. Ковач Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 5379/22 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4