Скважинный геофизический прибор с выносным зондом

 

Изобретение относится к технике промыслово-геофизических исследова- НИИ в скважинах и позволяет повысить точность измерений и надежность прибора . Прибор имеет корпур, в котором размещен электромеханический привод с силовым штоком, соединенным с толкателем , -подпружиненный относительно толкателя плунжер и поршень, связан-, ный с подпружиненным сухарем, соединенным системой рычагов, тяг и шарниров через упругую связь с выносным зондом и с опорной лапой. На толкателе размещен микровыключатель, взаимодействующий с подпружиненным плунжером . Поршень соединен с подпружинен - ным плунжером и с разгрузочным плунжером , входящим в отверстие компенсатора , установленного в корпусе. Объем корпуса между компенсатором и плунжером заполнен жидкостью. Изобретение может быть использовано в геофизических приборах различного назначения , имеющих выносные датчики. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5и 4 Е 21 В 47/00

: Т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.(21) 4056764/24-25 (22) 15.04.86 (46) 23.03.88. Бюл. Ф 11 (71) уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.С.Прокшин (53) 550.83(088.8) (56) Патент Великобритании N 1232092, кл. G О1 U 5/00, 1967.

Авторское свидетельство СССР

В 200536, кл. Е 21 В 18/30, 1966. (54)- СКВАЖИННЫЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ПРИБОР

С ВЫНОСНЫМ ЗОНДОМ (57) Изобретение относится к технике промыслово-геофизических исследований в скважинах и позволяет повысить точность измерений и надежность прибора. Прибор имеет корпус, в котором размещен электромеханический привод с силовым штоком, соединенным с толкателем,.подпружиненный относительно толкателя плунжер и поршень, связан-, ный с подпружиненным сухарем, соединенным системой рычагов, тяг и шарниров через упругую связь с выносным зондом и с опорной лапой. На толкателе размещен микровыключатель, взаимодействующий с подпружиненным плунжером. Поршень соединен с подпружинен ным плунжером и с разгрузочным плунжером, входящим в отверстие компенсатора, установленного в корпусе.

Объем корпуса между компенсатором и плунжером заполнен жидкостью. Изобретение может быть использовано в геофизических приборах различного назнаф чения, имеющих выносные датчики.

1 з.п. ф-лы, 5 ил.

С:

1382931

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин и может быть использовано при проведении каротажа в сложных геолого-технических условиях.

Целью изобретения является повышение надежности измерений за счет устранения возможности обрыва кабеля, при перемещении прибора по стволу скважины, повышение точности измерений при малых поперечных размерах прибора за счет улучшения прижима зонда к стенке скважины, а также повышение износоустойчивости подвижных уплотнений в приборе.

На фиг.l представлен скважинный геофизический прибор с выносным зондом, общий вид, на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.l; на фиг.3-5 — процесс 2р выпуска выносных элементов и работа в дефектных стволах скважин.

Скважинный геофизический прибор с выносным зондом собран в корпусе 1, соединенном с грузонесущим кабелем 25

2, механически и электрически связан,. ным с наземной каротажной станцией.

Внутри корпуса 1 размещен электроме-! ханический привод 3 с силовым штоком

4, при помощи пальца 5 соединенным 30 с толкателем 6. На последнем закреплен микровыключатель 7 с кнопкой, находящейся напротив торца плунжера

8, на котором установлена жесткая пружина 9, упирающаяся в толкатель 6 35 и упорный поясок плунжера 8, проходящего через уплотненное отверстие в корпусе 1 и заканчивающегося вилкой

10. Вилка 10 соединена при помощи ! пальца li с поршнем 12 и с разгрузоч- 40 ным плунжером 13, проходящим с большим зазором через осевое отверстие

14 в поршне. На наружной шейке поршня 12 размещены сухарь 15 с двумя цапфами 16 и предварительно сжатая 45 пружина 17, жесткость которой меньше, чем у пружины 9. В полостях Б и

Д находится воздух под атмосферным давлением, а полости В и Г заполнены несжимающейся жидкостью (маслом), давление которой равно давлению окружающей прибор среды, что обеспечено установкой в расточке корпуса 1 компенсатора 18.

Левая цапфа 16 проходит через окно Е корпуса и соединена с качалкой

19, которая связана с опорной лапой

20, нижний конец которой подвешен к коромыслу 21, снабженному осью 22.

Правая цапфа 16 сцеплена с силовой тягой 23, также связанной с осью 22, на которой установлены ролики 24, входящие в окна И корпуса 1. В точке

К коромысло 21 шарнирно крепится к рычагу 25 подвески зонда, опирающемуся на ось 26, неподвижную относительно корпуса 1. Нижний конец рычага 25 соединен с соединительным звеном 27 и пружиной 28, причем соединительное звено подвижно укреплено на головке зонда 29, связанного в той же точке с корпусом 1 прибора посредством тяги 30. Ход пружины 28 ограничен упором 31, выполненным на головке зонда.

Скважинный геофизический прибор работает следующим образом.

Электромеханический привод 3 управляется с поверхности, его силовой шток 4 по команде может двигаться вверх или вниз (по чертежу). При движении силового штока 4 вниз происходит выпуск опорной лапы 20 и выносного зонда 29, при движении штока 4 вверх — их возврат в исходное положение.

Выпуск выносных элементов происходит за счет перемещения толкателя 6, который через пружину 9 воздействует на плунжер 8 при помощи пальца 11, связанного с поршнем )2 и разгрузочным плунжером 13, который входит в отверстие компенсатора 18, сжимая воздух, находящийся в камере Д. Предварительно сжатая пружина 17 давит на сухарь 15, который своими цапфами

16 перемещает силовую тягу 23 и качалку 19. Тяга 23 перемещает ось 22 с роликами 24, перекатывающимися по пазам И. Ось 22, связанная также и с коромыслом 21, вызывает его поворот и одновременное вращение связанного с ним в точке К рычага 25 подвески зонда вокруг оси 26. При этом соединительное звено 27 вращает тягу 30 и зонд 29 выдвигается.

Вращение коромысла 21 приводит к выпуску связанной с ним шарнирно опорной лапы 20, соединенной с цапфой 16 при помощи качалки 19 до ее касания стенки скважины. Размеры рычага 25, соединительного звена 27 и тяги 30 выбраны такими, что при выпуске зонда точка M опережает все другие точки зонда относительно оси корпуса прибора и первой входит в контакт со стенкой скважины после того, как опорная лапа 20 ляжет на ее

3 1382931

4 поверхность. Дальнейшее движение силового штока 4 вниз приводит к деформации пружины 28 до размеров, соответствующих входу в контакт со стен5 кой скважины всей рабочей поверхности зонда 29, ось которого становится параллельной оси скважины и поверхности опорной лапы 20.

Измерения и запись информации про-10 изводятся при перемещении приборов вверх по стволу скважины. Контакт рабочей поверхности зонда со скважиной осуществляется за .счет его прижатия с частичной деформацией пружины 17.

Если поверхность скважины имеет неровности, сравнимые с длиной зонда (т.е.- достаточно малые по.сравнению с длиной прибора), угол установки оси зонда относительно идеальной оси 20 скважины может меняться за счет деформации пружины 28.

При перемещении скважинного прибора вверх по стволу скважины при помощи грузонесущего кабеля 2 возможно 25 резкое сужение ее сечения. Это приводит к появлению значительных усилий,, приложенных к опорной лапе 20 и зонду 29, которые через качалку 19, коромысло 21, звено 27 и рычаг 25 подвески зонда перемещают сухарь 15 вверх и сжимают пружину 17, связанную с поршнем 12, соединенным с плунжером 8. Если усилие на плунжере 8 возрастает до величины, вызывающей деформацию пружины 9, торец плунжера .нажимает на кнопку микровыключателя

7, который дает команду на уборку силового штока 4 электромеханического привода, что приводит к автоматической уборке опорной лапы 20 и зонда

29 в исходное положение.

Если при перемещении прибора вверх диаметр скважины вновь увеличивается, усилие на пружинах 17 и 9 снижается, 45 кнопка микровыключателя 7 освобождается и по команде с поверхности электромеханический привод 3 своим силовым штоком 4 вновь выпускает выносные элементы до восстановления их нормального контакта со стенкой сква50 жины.

Внешнее давление среды не препятствует движению плунжера 8, поскольку он соединен при помощи пальца 11 с разгрузочным плунжером 13 и давление масла в полости В, которое выравнивается с внешним давлением компенсатором 18, одинаково воздействует на оба плунжера, создавая равные и взаимно противоположные по направлению силы.

Уборка выносных элементов — опорной лапы 20 и зонда 29 производится по команде с поверхности за счет перемещения силового штока 4 вверх (по чертежу) в порядке, обратном

ИХ В6ГПУСКУ.

В исходном состоянии прибор изображен на фиг.3. При работе в скважинах с номинальным диаметром выдвижные элементы (лапа 20 и зонд 29) занимают положение, показанное на фиг.4, а при движении в кавернозных участках ствола зонд 29 под воздействием пружины 28 прижимается к стенке скважины, имеющей дефекты.

Таким образом, изобретение позволяет выполнить зонд с большими поперечными размерами, имеющий упругую .связь с корпусом прибора, сделать контакт зонда с поверхностью скважины более надежным, а также устранить аварийные ситуации, связанные с обрывом кабеля. формула изобретения

1. Скважинный геофизический прибор с выносным зондом, снабженный выносной опорной лапой и содержащий корпус с расточками, в которых размещены электромеханический привод, связанный с толкателем пружиной, опирающейся на соединенный с ним плунжер, и поршень,. соединенный с подпружиненным сухарем, соединенным с выносным зондом и опорной лапой посредством системы тяг, рычагов и шарниров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности измерений за счет устранения возможности обрыва кабеля при перемещении прибора по стволу скважины и повышения точности измерений при малых поперечных размерах прибора за счет улучшения прижима зонда к стенке скважины, выносной зонд расположен ниже корпуса прибора, имеет поперечные размеры, равные поперечным размерам корпуса прибора, и соединен с корпусом посредством тяги и двуплечего рычага подвески зонда, рычаг опирается на неподвижную относительно корпуса ось и связан с пружиной и соединительным звеном, один из шарниров соединительного звена связан с рыча138293) И

23

2Ф

И

З

27

3t

| ом подвески зонда и с пружиной, а ругой — с точкой подвески зонда к яге, причем в исходном положении содинительное звено опирается на упор, а связь рычага подвески зонда с электромеханическим приводом выполнена в иде коромысла, подпружиненного сухая и силовой тяги, силовой шток элекропривода соединен с толкателем, на отором установлен микровыключатель, лектрически связанный с электромехаическим приводом, а механически — с . одпружиненным относительно толкатея плунжером, последний соединен с азгрузочным плунжером, имеющим шарнирную связь с концентрично установленным поршнем, на наружной поверхности которого установлен подпружиненный сухарь, соединенный с силовой тягой, шарнирно сочлененной с осью, имеющей ролики, входящие в пазы корпуса прибора, и в той же точке — с коромыслом, подвешенным к рычагу подвески зонда и к опорной лапе, а также со связанной с.опорной лапой качалкой.

2. Прибор по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения износоустойчивости подвижных уплотнений электромеханического привода, а также уменьшения сопротивления на силовом штоке эа счет уменьшения сил трения в уплотнениях во внутренней полости расточки корпуса размещены поршень, соединенный с ним и с силовым штоком электромеханическо15

ro привода плунжер, связанный с раз грузочным плунжером, входящим в отверстие компенсатора, который одновременно является цилиндром для разгрузочного плунжера и установлен в расточке корпуса, внутренняя полость заполнена несжимаемой жидкостью, а между осевым отверстием в поршне и плунжерами имеется зазор.

)382931

Составитель В.Ищенко

Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинеи

Редактор И.Николайчук

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1267/26

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