Реверсивный привод для управления рычажной системой скважинного прибора

 

Изобретение касается геофизических исследований скважин. Цель изобретения - повьппение надежности при работе в скважине за счет сокращения времени раскрытия рычажной системы . Привод содержит электродвигатель 1, вал которого соединен с планетарным редуктором (ПР) 2, силовой винт 10 с закрепленным на нем подвижным упором 13, связанным с подпружиненным штоком 15. В проточки упора входят короткие плечи рычагов 14. Hi |И ll. п :-7

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК

А "( (19) (1П (51) 4 E 21 В 47 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4072912/22-03 (22) 18.04 ° 86 (46) 23.09.87. Бюл. У 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) В.И.Макушев, А.А.Ширяев и В.И.Колунов (53) 622.241(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 628295, кл. E 21 В 47/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 200536, кл. Е 21 В 47/00, 1966. (54) РЕВЕРСИВНЫЙ ПРИВОД ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЫЧАЖНОЙ СИСТЕМОЙ СКВАЖИННОГО

ПРИБОРА (57) Изобретение касается геофизических исследований скважин. Цель изобретения — повышение надежности при работе в скважине за счет сокращения времени раскрытия рычажной системы. Привод содержит электродвигатель 1, вал которого соединен с планетарным редуктором (ПР) 2, силовой винт 10 с закрепленным на нем подвижным упором 13, связанным с подпружиненным штоком 15. В проточки упора входят короткие плечи рычагов 14.

1339238

С центральным колесом 3 ПР2 соединен дополнительный вал 4 ПР2, на водиле 6 последней ступени ПР2 закреплен первый зубчатый диск 7 одностороннего зацепления, а на валу 4 зубьями навстречу первому - второй зубчатый диск 5. К гайке 9 прикреплена втулка 8, а ее подпружиненные шпонки 11 и 12 кинематически связаны с зубьями дисков 5 и 7. На электродвигатель 1

Изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин и может быть использовано в скважинных приборах, имеющих управляемые г, с поверхности рычажные системы.

Цель изобретения — повышение надежности при работе в скважине за счет сокращения времени раскрытия рычажной системы, 10

На фиг. 1 показан реверсивный привод для управления рычажной системой скважинного прибора, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг ° 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Реверсивный привод состоит из электродвигателя 1, вал которого соединен с центральным колесом первой ступени планетарного редуктора 2. 20

К центральному колесу 3 предпоследней ступени редуктора 2 жестко прикреплен дополнительный вал 4, на свободном конце которого установлен второй зубчатый диск 5 одностороннего зацепления. На водиле 6 последней ступени редуктора 2 закреплен первый зубчатый диск 7 зубьями навстречу зубьям диска 5. Зубчатые диски 5 и 7 охвачены втулкой 8, соединенной с гайкой 9 силовой винтовой пары. В гайку 9 ввернут силовой винт 10. В пазах втулки 8 установлены подпружиненные шпонки 11 и 12, связанные односторонней кинематической связью с зубьями дисков 5 и 7. На силовом винте 10 закреплен подвижный упор 13, в проточки которого входят короткие плечи рычагов 14. Подвижный упор 13 связан со штоком 15 силового упругого лб элемента 16. подается напряжение и его вал начинает вращаться, а вместе с ним в одну сторону вращаются колеса ПР2. Вращение колеса 3 передается диску 5.

его односторонне направленные зубья через шпонку 11 вращают втулку 8 и гайку 9. Винт 10 вывинчивается из гайки 9, перемещая упор 13 и шток 15.

Благодаря этому происходит плавное раскрытие рычажной системы 14. 3 ил.

Реверсивный привод работает сл»дующим образом.

В исходном положении — закрытыми рычажными системами, прибор опускается в скважину. При достижении зоны исследования на электродвигатель 1 с поверхности подается напряжение и его вал начинает вращаться, вместе с ним вращаются и зубчатые колеса редуктора 2. Особенностью силового планетарного редуктора является то, что центральные и другие колеса всех его ступеней вращаются в одну сторону. Вращение центрального колеса 3 и жестко прикрепленного к нему дополнительного вала 4 передается на зубчатый диск 5. Его односторонне направленные зубья посредством подпружиненной шпонки 11 вращают втулку 8 и гайку 9 силовой винтовой пары. При этом винт 10 вывинчивается из гайки, перемещая подвижный упор 13 и связанный с ним подпружиненный шток 15 силового упругого элемента 16. При перемещении подвижного упора 13 (вниз на фиг. 1) происходит плавное раскрытие рычагов 14.

Одновременно с валом 4 предпоследней ступени редуктора 2 в том же направлении вращается водило 6 последней ступени вместе с зубчатым диском 7, но его вращение не передается на втулку 8, так как зубья диска 7 направлены по направлению его вращения и шпонка 12 не сцепляется с зубьями диска 7, а проскальзывает по ним.

Для закрытия рычагов электродвигатель 1 реверсируется и при подаче напряжения вращение его вала происходит в обратную сторону по сравнению

1339238

Таким образом, при работе привода на раскрытие рычагов вращение на силовую винтовую пару передается от предпоследней ступени редуктора, а при закрытии рычагов — от последней ступени, поэтому раскрытие происходит быстрее, чем закрытие, в число рлз, равное передаточному отношению последней ступени. Соответственно при работе привода на раскрытие умень- 30 шается передаваемый приводом вращающий момент в число раз, также равное передаточному отношению последней ступени.

На фиг. 2 и 3 показано одно из возможных выполнений зубчатого диска.

Для еокращения времени включения зубчатого диска в работу необходимо изготавливать зубчатые диски с максимально Boэможным числом зубьев в эа- 4п данных глбар))тлх, так как время включения зависит от длины пути, который проходит зуб до контакта со шпонкой.

Существенное сокращение пути дает применение конструкции с несколькими 45 шпонклми, причем число шпонок должно быть на единицу больше, чем число зубьев. В -)ToM случае длина пути определяется рлэницей угловых шагов зубьев и шпонок. Все сказанное вьппе отно- 5б сится к исполнению зубчатых дисков приводов, оснащенных электродвигателями постоянного тока, которые характеризуются высокими пусковыми моментами. При использовании в приводе асинхронного двигателя, с целью облегчения его запуска (пусковые моменты асинхронныK двигателей низки), необходимо умс ньшить число зубьев (до подпружиненными шпонками, при этом дополнительный вал соединен с центральным колесом предпоследней ступени планетарного редуктора, первый зубчатый диск закреплен на водиле последней ступени редуктора, второй— на дополнительном валу редуктора зубьями навстречу первому, втулка прикреплена к гайке силовой винтовой пары, а ее подпружиненные шпонки кинематически связаны с зубьями дисков. с врлщенисм при работе на раскрытие рычлгов. Вращение вала электродвигателя 1 передастся на водило 6 последней ступени редуктс)рл 2. Зубчатый с диск 7 через подпружиненную шпонку 12 и втулку 8 перс дает вращающий момент на гайку 9, винт 10 начинает ввинчиваться в гайку 9, увлекая за собой подвижный упор 13 (вверх на фиг. 1) и сжимая посредством штока 15 силовой упругий элемент 16. Происходит закрытие рычагов 14. При закрытии последних в одном направлении с зубчатым диском 7 вращается и зубчатый диск 5, но его вращение не передается втулке 8, так как он установлен так, что шпонка 11 не входит в зацепление с односторонними зубьями диска 5.

2-)) дис ка и исполь )овлть с пну пли две шпонки, чтобы обеспс шть рлэгс н двигателя беэ нагрузки до номинальных оборотов, т.е, возложить нл зубчлтый диск функции муфты "мертвогс " кода. Это приведет к незначительному увеличению времени раскрытия, но об— легчит условия запуска асинхронного электродвигателя.

Такое конструктивное исполнение позволяет изменять передаточное отношение редуктора при реверсировании, используя при закрытии рычажных систем его полностью, а при раскрытии рычажных систем — частично без последней ступени редуктора. Это уменьшает время открытия в число раз, равное передаточному отношению последней ступени. Оптимлльным передаточным отношением одной ступени силовых планетарных редукторов, используемых в приводах скважинных приборов, является 5-8. Следовательно, уменьшение времени раскрытия рычажных систем, по сравнению с закрытием, будет в 58 раз, что обеспечивает быстрое, но безударное раскрытие рычажных систем, сводя к минимуму вероятность возникновения аварийных ситуаций в скважине при остановке прибора нл забое.

Все это повышает надежность предлагаемого у-стройства при работе в скважине. формула изобретения

Реверсивньп привод для управления рычажной системой скважинного прибора, содержащий электродвигатель, связанный с планетарным редуктором, силовую винтовую пару, кинематически связанную с рычажной системой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения надежности при работе в скважине эа счет сокращения времени раскрытия рычажной системы, планетарный редуктор снабжен дополнительным валом, двумя зубчатыми дисками одностороннего зацепления и втулкой с

1339338

А-4

$ $

Фиг3

Составитель M.ÊðHâêî

Редактор А.Козориз Техред В. Кадар Корректор А.Зимокосов

Заказ 4195/23 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4