Устройство для возбуждения упругих волн в скважине

 

Изобретение относится к устройствам для. возбуждения упругих волн в .горньпх породах и может быть использовано для межскважинного сейсмоакустического прозвучивания массивов горных пород. Целью изобретения является улучшение условий эксплуатации. Устройство содержит корпус 1 с размещенньми в нем приводом 2, падающим грузом 3 и штоком 4, жестко соединенным с распорным элементом 8, который вьшолнен в виде равнобедренной трапеции и контактирует поверх- Ш (Л 00 со QD О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)!4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4084161/24" 25 (22) 02.07.86 (46) 07.07.88. Бюл. 9 25 (71) Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики Научно-производственного объединения "Рудгеофизика" (72) В.И.Кантемиров, В.П.Кутуков и В.Ф.Хмелев (53) 550 ° 834 (088.8) (56} Авторское свидетельство СССР

В 1226382, кл. G 01 V 1/147, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1158954, кл. С 01 V 1/147, 1983.

„„SU„„1408399 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

УПРУГИХ ВОЛН В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к устройствам для. возбуждения упругих волн в .горных породах и может быть использовано для межскважинного сейсмоакустического прозвучивания массивов горных пород. Целью изобретения является улучшение условий эксплуатации.

Устройство содержит корпус 1 с размещенными в нем приводом 2, падающим грузом 3 и штоком 4, жестко соединенным с распорным элементом 8, который выполнен в виде равнобедренной трапеции и контактирует поверх14083 ностями скольжения по направляющим и пазам с контактными элементами 9. Последние имеют воэможность поперечного перемещения и размещены на стакане 10, внутри которого установлены втулка 12, тарелкой 13 жестко сое диненная с распорным элементом 8, нижняя часть возвратного штока 7 с шайбой 15 и пружиной 14, расположенной между тарелкой 13 и шайбой 15 на возвратном штоке 7, который жестко соединен с перемычкой 6 и размещен в осевом отверстии распорного элемента 8. В верхней части контактных элементов 9 установлены упоры 16, с помощью которых контактные элементы

99

9 в собранном положении распираются между корпусом 1 и стаканом 10. К наружным поверхностям контактных элементов 9 прикреплены сменные накладки 17, предназначенные для использования в скважинах различного сечения, Передача упругого импульса производится через стенки скважины путем заклинивания в ней контактных элементов 9 и обеспечивается с помощью падающего груза 13. Благодаря жесткости конструкции устройства исключается возможность ложной расклепки контактных элементов и улучшаются условия эксплуатации данного устрой.ства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройтвам для возбуждения упругих волн горных породах и может быть испольовано в скважинной геофизике, в астности при выполнении сейсмоакусти5 еского просвечивания.

Цель изобретения — улучшение услоий эксплуатации.

На фиг. 1 показано устройство в ранспортном положении, общий вид; а фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; а фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; а фиг. 4 — устройство в рабочем

1 оложении, общий вид, Устройство для возбуждения упругих волн в скважине (фиг. 1 и 2) состоит з корпуса 1, привода 2, падающего руза 3, штока 4, с головкой 5, пере" ычки 6, возвратного штока 7, расцорного элемента 8 с поверхностями скольжения, контактных элементов 9 поверхностями скольжения, стакана

1lO с осевым отверстием> опорной пли"

11ы 11, втулки 12, тарелки 13, пружиь ы 14, шайбы 15, упоров 16, накладок

1 7 с регулировочной гайкой 18.

Привод 2, падающий груз 3 и головка 5 штока 4 последовательно размеп ены в корпусе 1. Распорный элемент

8! установлен с возможностью перемещев ия вдоль оси устройства по поверхностям скольжения контактных элемент ов 9 и выполнен в виде равнобедренн ой трапеции, у которой меньшее осно.- 35 вание является нижним, а контактные элементы 9 выполнены в виде прямоугольных трапеций и установлены с возможностью перемещения перпендикулярно оси устройства по направляющим

19, выполненным на распорном элементе 8 вдоль поверхностей скольжения (фиг.3), а у контактных элементов 9 выполнены соответствующие им пазы

20, Шток 4 размещен с возможностью перемещения в осевом отверстии дна корпуса 1 и жестко соединен с верхним основанием распорного элемента

8. В штоке 4 выполнено продольное окно 21, в котором с возможностью перемещения в осевом направлении размещена перемычка 6, жестко соединенная с дном корпуса 1 и возвратным штоком 7. Распорный элемент 8 и головка 5 штока 4 установлены с возможностью взаимодействия с дном корпуса 1. К нижнему основанию распорного элемента 8 по оси симметрии одним торцом жестко прикреплена втулка 12 с тарелкой 13 ° В распорном элементе 8 выполнено осевое отверстие 22. В осевом отверстии 22 распорного элемента 8 и внутреннем канале втулки 12 с возможностью перемещения размещен возвратный шток

7, верхним концом жестко соединенный с перемычкой 6. На его нижнем конце установлена шайба 15. На нижнем конце втулки 12 закреплена тарелка 13.

Между ней и шайбой 15 на возвратном

3 14083 штоке 7 в стакане 10 размещена пружина 14, поджатая шайбой 15 с помощью регулировочной гайки 18 °

Усилие предварительного сжатия пружины 14 подобрано таким образом, чтобы с гарантией компенсировать вес распорного элемента 8, штока 4 с головки 5, втулки 12 и тарелки 13.

Тарелка 13, нижняя часть возвратного штока 7, пружина 14, шайба 15 и регулировочная гайка 18 расположены внутри стакана 10. Втулка 12 свободно размещена в осевом отверстии стакана

10 с возможностью контактирования тарелки 13 с внутренней поверхностью его дна. Стакан 10 жестко соединен с опорной плитой 11 и установлен дном вверх между тарелкой 13 и нижними основаниями контактных элементов 9.

С верхними основаниями контактных элементов 9 жестко соединены нижние торцы упоров 16, которые выполнены в виде цилиндрических кольцевых секторов и установлены с возможностью взаимодействия с внешней стороной дна корпуса 1. Контактные элементы 9 установлены с возможностью скольжения своими нижними основаниями по наружной поверхности дна стакана 10. С внешних сторон контактных элементов

9 прикреплены накладки 17, которые являются сменными для разного диаметра скважин.

В нерабочем состоянии (фиг. 1-3) падающий груз 3 приподнят. Усилиями пружины 14 распорный элемент 8 выдвинут вверх и верхним основанием опирается о наружную поверхность дна корпуса 1. Стакан 10 удерживается от выпадения тарелкой 13. Контакт40 ные элементы 9 и упоры 16 сдвинуты книзу и установлены между дном стакана 10 и дном корпуса 1 . Такое их расположение соответствует минималь. ному поперечному габариту устройства.

Устройство работает следующим образом.

Устройство с приподнятым падающим грузом 3 опускают в скважину. Если на своем пути оно встречает препятствие и контактирует с ним опорной плитой 11 или накладками 17, то расклинивания не произойдет вследствие жесткой связи. всех элементов конструкции, так как усилия реакции со стороны препятствия передаются через опорную плиту 11, стакан 10, контактные элементы 9 с накладками 17, упо9Ч

4 ры 16 на корпус 1. Устройство, воздействуя своим весом на препятствие и устраняя его, транспортируется до забоя, после чего припускают кабель.

Включают привод 2 и наносят предварительный удар падающим грузом 3 по головке 5 штока 4, который передает ударные нагрузки на распорньп» элемент 8. Последний начинает перемещаться вниз относительно корпуса 1.

При этом перемычка 6 скользит в продольном окне 21 штока 4 и удерживает на месте возвратный шток 7. Пружина

14 несколько сжимается. В результате распорного элемента 8 вниз контактные элементы 9 и упоры 16 раздвигаются, скользя по дну стакана 10 и корпуса 1 до тех пор, пока упоры 16 не выйдут из взаимодействия с корпусом 1.

Последний под действием собственного веса и силы упругости пружины 14 опускается на верхнее основание распорного элемента 8 и дополнительно воздействует на него, в результате чего контактные элементы 9 раздвигаются в стороны до плотной фиксации накладками 17 со стенками скважин (фиг.4).

Вместе с распорным элементом 8 и корпусом 1 опускаются вниз втулка

12, тарелка 13, перемычка 6, шток 4 с головкой 5, возвратный шток 7 с регулировочной гайкой 18 и пружина

14, в дальнейшем не участвующая в рабочЕм цикле. Осевое перемещение распорного элемента 8 относительно контактных элементов 9 производится по направляющим 19 и пазам 20.

Далее производится серия рабочих ударов, позволяющих возбудить упругие волны в среде .

После окончания рабочего цикла привод 2 включают, оставляя падающий груз 3 в поднятом положении и устрой ство поднимают.

Вследствие плотной посадки накладок 17 в стенках скважины, а также вследствие сопротивления грунта контактные элементы 9, связанные с распорным элементом 8 направляющими

19 и пазами 20, могут оказывать на распорный элемент 9 достаточные силы сопротивления.

Под действием тянущих усилий кор- . пус 1 перемещается вверх, увлекая за собой пермычку 6, возвратный шток 7, скользящий в осевом отверстии

22, и шайбу 15 с регулировочной гайI» лй

P ю е у ленной на нижнем конце возвратного штока, при этом пружина размещена в стакане между тарелкой и шайбой, а стакан жестко соединен с опорной плитой и установлен дном вверх между тарелкой и нижними основаниями контактных элементов. ны.

В предлагаемом устройстве для воз- 4 буждения упругих волн в скважине благодаря жесткости конструкции исключается ложная расклинка контактных элементов, за счет чего улучшаются условия эксплуатации. Благодаря раз45 мещению контактных элементов над стаканом с опорной плитой значительно увеличивается расстояние между дном скважины и контактными элементами, что повышает надежность работы устI

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что упоры выполнены в виде цилиндрических кольцевых секторов.

5 1408399 6 ! .йой 18, сжимая при,этом пружину 14, ройства, так как забой скважины за,которая стремится вытолкнуть распор- полнен рыхлым шламом. ! ный элемент 8 вверх. Когда силы со1 противлежя превысят рабочую нагруз- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ку пружины 14, корпус 1 войдет в за5 цепление с головкой 5 штока 4. Захва- 1. Устройство для возбуждения уп тив головку 5 и потянув за нее, рас- ругих волн в скважине, содержащее порный элемент 8 поднимается вверх корпус, в котором размещены привод, и расклинивает контактные элементы )p падающий груз и .шток с головкой, на

9. В натянутом положении можно не- правляющие, контактные элементы с сколько раз сбросить падающий груз 3 пазами и поверхностями скольжения, на головку 5 штока 4 и таким образом установленные с возможностью переспособствовать расклинке. Освобожден- мещения перпендикулярно оси устройный распорный элемент 8 под действи- ir ства по направляющим, выполненным ем силы упругости пружины 14 выталки- на распорном элементе вдоль поверхвается вверх, а контактные элементы ностей скольжения, который жестко

9, скользя по пазам 20 по направляю- соединен со штоком и установлен с щим 19, стягиваются к оси устройства. возможностью перемещения вдоль оси

Стакан 10 захватывается тарелкой 13 2р устройства по поверхностям скольже, и вместе с опорной плитой 11 увлекает- ния контактных элементов, возвратный ся вверх. Для гарантированного выхода шток, размещенный с возможностью снаряда в исходную позицию на головку перемещения в осевом отверстии рас5 штока 4 опускается падающий груз 3. порного элемента, пружину, опорную

Под действием его веса пружина 14 g плиту и стакан, о т л и ч а ю щ е еподнимается тарелкой 13 и между стака- с я тем, что, с целью улучшения ном 10 и контактными элементами- 9, условий эксплуатации, оно снабжено ,а также между дном корпуса 1 и боль- перемычкой, жестко соединенной с шим торцом распорного элемента 8 об- дном корпуса и возвратным штоком и разуются зазоры, необходимые для установленной в продольном окне, вь установки контактных элементов 9 в полненном в штоке, упорами, жестко ,собранное положение. После этого соединенными нижними торцами с верх падающий груз 3 приподнимают и кон- ними основаниями контактных элементактные элементы 9 через упоры 16 тов с возможностью взаимодействия ( под действием пружины t4 распираются . с внешней стороной дна корпуса, вту между корпусом 1 и стаканом 10. Таким кой с тарелкой, жестко прикрепленно

35 образом устройство приходит в исход- одним торцом к нижнему основанию рас ное положение и извлекается из скважи- по ного элемента и шайбой станов

1408399

4-A

Фиг. 2 б-б

22

Фиг. 3

Составитель А.Позднякова

Техред Л.Сердюкова

Редактор Е.Папп

Корректор А.Обручар

Заказ 3309/50

Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производс гвенно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

10 о

2д

7

Ю

18