Прижимное устройство скважинного прибора

 

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважины приборами на грузонесущем кабеле и позволяет повысить надежность в работе за счет снижения осевого усилия, развиваемого силовым механизмом. Устройство содержит корпус 1, подпружиненные пластинчатыми рессорами (Р) башмаки (Б) 11. Они связаны с корпусом 1 при помощи У-образных систем (Л й/г/

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Е 21 В 47 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2Ч а

1Ч

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4031792/22-03 (22) 05.03.86 (46) 07.09.87. Бюл. № 33 (7i) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) В,В. Федоров и P.È. Кривоносов (53) 550.83.002:622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 709864, кл. E 21 В 47/00, l980.

Патент Франции № 480222, кл. Е 21 В 47/00, опублик. 1975.

„.Я0„„1335684 А1 (54) ПРИЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО СКВАЖИННОГО

ПРИБОРА (57) Изобретение относится к технике геофизических исследований скважины приборами на грузонесущем кабеле и позволяет повысить надежность в работе за счет снижения осевого усилия, развиваемого силовым механизмом, Устройство содержит корпус 1, подпружиненные пластинчатыми рессорами (Р) башмаки (Б) 11, Они связаны с корпусом 1 при помощи У-образных систем

1335684 стержней. Силовой механизм выполнен в виде гидроцилиндра 6 и поршня 7 со штоком 8, а управляющий элемент— в виде обоймы 17, соединенной со штоком 8 и охватывающей P 13. Их концы связаны с Б 11 кулисным соединением, При складывании Б 11 шток 8 с обоймой 17 двигаются вверх, пропуская

Р 13. Они распрямляются и укладываются между спицами 2 корпуса 1. При этом создается крутящий момент, приИзобретение относится к технике геофизических исследований скважин приборами на грузонесущем кабеле.

Цель изобретения — повышение надежности в работе за счет снижения осевого усилия, развиваемого силовым механизмом.

На фиг. 1 показано устройство в скважине, общий вид, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — баш- 10 мак в сложенном состоянии.

Прижимное устройство содержит корпус 1, состоящий из верхней и нижней частей, жестко соединенных одна с другой спицами 2, В верхней час.и расположен гидронасос 3, гидробак 4 с размещенными в нем клапаном 5 сброса давления с электромагнитным управлением, силовой механизм, состоящий из гидроцилиндра 6 и поршня 7 с што- >0 ком 8. На корпусе 1 также расположены рычаги 9 и 10, образующие У-образные системы стержней по количеству измерительных башмаков 11 (от трех и бо25 лее). Башмаки 11 опираются верхним концом с помощью шарниров 12 на длинные стержни 9. Пластинчатая рессора

13, принимающая при работе устройства форму дуги окружности переменного радиуса, связана с башмаком ff и постоянно прижимает его к стенке скважины 14, образуя кулисное соединение с ним при помощи пальца 15 скользящего в пазах 16 и являющегося другой опорой башмака 11. 35

Второй конец рессоры 13 жестко закреплен в нижней части корпуса 1, На спицы 2 надета подвижная обойма жимающий "носик" Б 11 к поверхности

P 13. В процессе прохождения узких мест ствола Б 11 укладывается в корпус 1, поджимая Р 13. Для раскрытия рычажной системы и прижатия Б 11 к стенке скважины 14 достаточно открыть электромагнитный клапан 5 сброса давления. При дальнейшем движении устройства в скважине уход пальца 15 P 13 в кулисном соединении с Б 11 от его среднего положения незначителен. 3 ил.

17, с возможностью скольжения вдоль, них охватывающая пластинчатые рессоры 13, пропущенные через окна 18, и соединенная со штоком 8 (фиг.2).

Обойма 17 выпопняет роль управляющего элемента.

Верхний конец штока жестко соединен с поршнем 7, разделяющим объем гидроцилиндра 6 на полость слива А, соединенную с гидробаком 4 отверстием 19, и попость Б, соединенную с гидронасосом 3 каналом 20. Для разгрузки гидросистемы от скважинного давления устройство снабжено барокомпенсатором 21, внутренняя полость которого соединена каналом 22 с полостью гидробака 4.

Поршень 7 подпружинен со стороны полости А гидроцилиндра 6 возвратной пружиной 23.

Для удобства сборки-разборки прижимного устройства шток 8 выполнен из двух частей, которые соединяются быстроразъемной муфтой 24.

В сложенном состоянии башмаки 11 фиксируются своими "носиками" И в

"ловителе" К обоймы,, образованном ее внутренним конусом (фиг.3), Устройство работает следующим образом, Складывание всех башмаков 11, например, при спуске в скважину производится одновременно пластинчатыми рессорами 13 при помощи управляющего элемента — обоймы 17. Для этого включают гидронасос 3, который начинает подавать масло под давлением

3 133 в полость Б гидроцилиндра 6. Поршень

7, перемещаясь под действием давления, тянет вверх шток 8 и сжимает возвратную пружину 23. Обойма 17,соединенная с штоком 8, двигаясь вместе с ним вверх, пропускает через окна

18 (фиг,2) рессоры 13, распрямляя и укладывая их между спицами 2 °

Реакция в шарнире 12, являясь равнодействующей сил трения, возникающих в шарнирах и стержнях 9 и 10 при их складывании, создает крутящий момент относительно пальца 15, который постоянно прижимает "носик" И башмака 11 к поверхности Л рессоры 13 (фиг.3). В конце фазы складывания башмаки своими "носиками" И заходят в «ловитель" К и занимают соответствующую позицию, (фиг.3), несколько выступая при этом своим верхним концом с шарниром 12 за габариты корпуса 1.

5684

Во время прохождения устройством узких мест ствола скважины при спуске или подъеме под действием реакции, приложенной со стороны стенки скважины 14 на выступающую часть башмака

11, он полностью укладывается в корпус 1, дополнительно поджимая рессору

13, не выходя при этом из "ловителя К.

Чтобы раскрыть рычажную систему устройства и прижать башмаки 11 к стенке скважины 14, достаточно открыть электромагнитный клапан 5 сброса давления. При этом полость Б гидроцилиндра 6 соединяется с полостью гидробака 4, а возвратная пружина

23 отводит в крайнее нижнее положение поршень 7 и связанную с ним обойму

17. Одновременно концы рессор 13, перемещаясь по траектории Ж, раскрывают рычажные системы башмаков 11 и прижимают их к стенке скважины 14.

При дальнейшем движении устройства в скважине в зависимости от ее диаметра палец 15 рессоры 13 перемещается по траектории Ж и одновременно вдоль направляющих, образованных пазами 16, расположенными посередине башмака 11. При этом уход пальца 15 рессоры 13 в кулисном соединении с башмаком 11 от его среднего положения незначителен. Так при длине рессоры

i3 в спрямленном виде, равном — 600 мм, диаметрах раскрытия башмаков 11 в крайних положениях, равных ф 80 и ф 500 мм, длина пазов 16 не

55 превышает 45 мм, Если учесть, что длина башмаков 11 бывает не менее

1 = 175-200 мм, то сосредоточенная нагрузка от рессоры 13 прилагается к башмаку 11 практически посередине, . обеспечивая равномерное распределение удельного давления его поверхности на стенку скважины 14, а более полному прилеганию к ней способствует также возможность поворота башмака 11 вокруг- пальца 15 (движение "обката").

Возможны и другие исполнения устройства, например, если коренные концы .р ссор 13 соединить со штоком 8 (фиг.1), а обойму 17 с корпусом 1, при этом место соединения может находиться по отношению к башмаку 11 со стороны рычага 9 (поворот рессор о на 180 по сравнению с положением, фиг.1), а направление движения штока системы цилиндр-поршень для раскрытия рессор может быть обратным, т.е. обеспечивающим взаимное перемещение пластинчатой рессоры и обоймы.

Кроме того, устройство позволяет иметь кинематически несвязанные и независимо друг от друга раскрываемые рычажные системы, что вместе с равномерным распределением удельного давления на поверхности и поворотом башмака 11 вокруг пальца 15 позволит повысить информативность геофизических датчиков, расположенных на его поверхности, за счет их лучшего прилегания к стенке скважины.

К преимуществам устройства необходимо также отнести упрощение его механической части, так как рычажная система каждого башмака 11 имеет два звена (стержни 9 и 10) и шесть кинематических пар (три ползуна и три шарнира). Кроме того, она может быть размещена в корпусе 1 диаметром ф 7680 мм, так как в сложенном состоянии все ее элементы расположены вдоль продольной оси устройства. Диаметр рычажной системы по башмакам при максимальном ее раскрытии в скважине может достигать « 500 мм и не лимитируется прочностью и жесткостью ее элементов, так как рычажная система выполняет лишь кинематические функции, удерживая верхние шарниры 12 башмаков 11 в фиксированной плоскости записи, проходящей перпендикулярно продольной оси устройства через прямую С, и не несет нагрузок, возникающих при закрытии башмаков 11.

1335684 а

Составитель Н. Кривко

Техред В. Кадар

Корректор; М. Демчик

I åäàêòoð M. Бланар

Наказ 4027/28 Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, Осевое усилие, развиваемое силовым механизмом в предлагаемом устройстве, при складывании четырех рессор с максимальным усилием прижатия,равным 25 кгс, не превышает, как показывают макетные испытания, 30-40 кгс.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить осевое усилие, развиваемое силовым механизмом, что вместе с упрощением конструкции 10 устройства позволяет повысить его надежность.

Формула и з о б р е т е н и я

Прижимное устройство скважинного прибора, содержащее корпус, подпружи- 15 ненные пластинчатыми рессорами башмаки, связаннме с корпусом при помощи

У-образных систем стержней, силовой механизм, выполненный в виде гидроцилиндра и поршня со штоком, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет снижения осевого усилия, развиваемого силовым механизмом, оно снабжено кулисным соединением и управляющим элементом, выполненным в виде обоймы, соединенной со штоком поршня и охватывающей пластинчатые рессоры, концы которых связаны с башмаками кулисным соединением.