Устройство для возбуждения упругих колебаний в скважине

 

Изобретение касается возбуждения упругих колебаний в горных породах. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности, упрощение конструкции и снижение массы устройства. Устройство используется с приводом, расположенным на поверхности. Устройство подвешивается за кабель 13, связанный с грузом 2, свободно расположенным внутри корпуса 1. Груз 2 имеет возможность взаимодействия с буртиком 14, выполненным в верхней части корпуса 1, и торцом распорного элемента 8, который жестко соединен с нижним концом корпуса 1. Распорный элемент 8 выполнен в виде двустороннего клина и установлен с возможностью перемещения вдоль оси устройства по поверхностям скольжения контактных элементов 9, которые постоянно поджаты с помощью пружины 5, размещенной на штоке 3 и опирающейся об опорную плиту 12. В исходном состоянии контактные элементы 9 сдвинуты в крайнее нижнее положение и застопорены фиксатором, выполненным в виде скоб 11, жестко скрепленных с опорной плитой 12 и нижним концом штока 3, входящих в зацепление с лапками контактных элементов 9. Расфиксация контактных элементов 9 производится от дна забоя. Благодаря наличию зубьев 18 на контактных элементах 9, пружины 5 и расклинивающего эффекта устройство может устанавливаться в любом пункте скважины. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.SU 150 7 g 4 G 01 Ч 1/147

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1, (21) 4290088/24-25 (22) 27.07.87 (46) 23,09.89. Бюл.. № 35 (71) Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики Научно-производственного объединения Дудгеофизика" и Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) В,И.Кантемиров, А,И.Кушулун, °

Л.В,Лабунский и И.В,Горенштейн (53) 550 834(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 272578, кл. 5,01 Ч 1/40, 1968 °

Авторское свидетельство СССР № 1330594, кл. G Ol Ч 1/147, 1985

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В СКВАЖИНЕ (5 7) Изобретение касается возбуждения упругих колебаний в горных породах.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности, упрошение кон-. струкции и снижение массы устройства.

Устройство используется с приводом, расположенным на поверхности. Устройство подвешивается за кабель 13, связанный с грузом 2, свободно расположенным внутри корпуса 1 ° Груз 2 имеет возможность взаимодействия с буртиком 14, выполненным в верхней части корпуса 1, и торцом распорного эле-. мента 8, который жестко соединен с нижним концом корпуса l ° Распорный элемент 8 выполнен в виде двусторон3

1509767 4 него клина и установлен с возможностью перемещения вдоль оси устройства по поверхностям скольжения контактных элементов 9, которые постоянно

5 поджаты с помощью пружины 5, размещенной на штоке 3 и опирающейся об опорную плиту 12 ° В исходном состоянии контактные элементы 9 сдвинуты в край-. нее нижнее положение и застопорены фиксатором, выполненным в виде скоб

Изобретение относится к устройствам для возбуждения упругих колебаний в горных породах и может быть использовано в неглубоких сухих скважинах при выполнении сейсмоакустичес- Рр кого просвечивания.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности, упрощение конструкции и снижение массы устройства.

На фиг. 1 изображено устройство в исходном состоянии, общий вид; на фиг..2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б íà r. 1; 30 на фиг. 4- — устройство в момент расфиксации, общий вид, на фиг, 5 узел фиксации; на фиг, 6 — устройство в рабочем состоянии, общий вид; на фиг ° 7. — разрез В-B на фиг, 6, Устройство для возбуждения упругих колебаний в скважине (фиг, 1-3) содержит корпус 1 с размещенным в нем падающим грузом 2, шток 3 с головкой 4, пружины 5 и 6, шайбу 7, 40 распориый элемент 8, контактные элементы 9, фиксатор, выполненный в виде полого цилиндра 10 с установлен-. ными на его верхнем торце скобами 11, опорную плиту 12 и кабель 13, 45

Корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра, нижний конец которого жестко соединен с распорным элементом 8, а в верхнем конце выполнен буртик 14, Кабель 13 прикреплен к грузу 2, который имеет возможность взаимодействия с буртиком 14 и распорным элементом 8.

Распорный элемент 8 выполнен в виде двустороннего клина, основание ко. 55 торого обращено в сторону падающего груза 2, и установлен с возможностью перемещения вдоль оси устройства по поверхностям скольжения контактных

11,,жестко скрепленных с опорной плитой 12 и нижним концом штока 3, входящих в зацепление с лапками контактных элементов 9. Расфиксация контактных элементов- 9 производится от дна забоя. Благодаря наличию зубьев 18 на контактных элементах 9, пружины 5 и расклинивающего эффекта устройство может устанавливаться в любом пункте скважины. 7 ил, элементов 9, На боковых поверхностях распорного элемента 8 вдоль поверхностей скольжения выполнены направляющие 15 (фиг. 2) „По оси симметрии распорного элемента 8 выполнено осевое отверстие 16, в которое помещены с возможностью осевого перемещения шток 3 с головкой 4 и предварительно сжатая пружина 6, которая имеет возможность взаимодействия с головкой 4 штока 3, Поверхность контактных элементов

9 по периферии выполнена цилиндрической с радиусом, закругления, соответствующим диаметру скважины, С внутренней стороны поверхность контактньж элементов 9 представляет собой наклонную плоскость, вдоль оси симметрии которой выполнены пазы 17 под направляющие 15 распорного элемента 8. Контактные элементы 9 установлены со стороны основания распорного элемента 8 по направляющим 15 с возможностью перемещения вдоль последних и смещения перпендикулярно, оси устройства. На внешней стороне контактных элементов 9 выполнены ко- нусообразные зубья 18. На боковых поверхностях кбнтактных элементов 9 со стороны большего основания выполнены лапки 19 которые имеют возможность взаимодействия со скобами 11 фиксатора (фиг. 5), Свободный конец штока 3 жестко соединен с опорной плитой 12, а последняя - с нижним концом цилиндра 10 фиксатора. На штоке 3 свободно установлены шайба 7 и пружина 5, размещенная между опорной плитой 12 .и шайбой 7., которая имеет возможность взаимодействия с большими основан1ля-, ми контактных элементов 9.

В исходном положении падающий груз 2 скрепленный с кабелем 13»

Формула иэ обретения

Устройство для возбуждения упругих колебаний в скважине, содержащее кор5 150976 посредством буртика 14 корпуса 1 удержнвает устройство в вертикальном положении, Предварительно сжатая пружина 6, воздействуя через голов5 ку 4 штока 3 на последний, сохраняет

его крайнее выдвинутое положение.

Контактные элементы 9 сдвинуты по направлякщим 15 в сторону опорной плиты 12 и застопорены в этом положе- )О нии скобами 11 фиксатора через ланкй 19 (фиг. 1 и 5), что соответствует минимальному поперечному габариту устройства, Пружина 5 находится в сжатом состоянии под рабочей нагрузкой. Так как через фиксатор и лапки

19 осуществляется жесткая связь онорной плиты 12 с контактными элементами 9, то усилия пружины 5, передаваемые ею с одной стороны на опорную 2() плиту 12, а с другой — через шайбу

17 на контактные элементы 9, замыкаются на цилиндре 10 и скобах 11 фиксатора, а поэтому не влияют на положение контактных элементов 9 и што- 25 ка 3. Такое состояние соответствует готовности устройства к спуску в скважину, Устройство для возбуждения упругих колебаний в скважине работает 3О следующим образом.

Устройство опускают в скважину и опорной плитой 12 устанавливают . на ее забой, Кабель 13 и груз 2 после установки опорной плиты )2 на забой продолжают свое движение до тех пор, пока груз 2 не начнет воздействовать на распорный элемент 8, Под действием силы тяжести корпуса ) груза 2, кабеля 13 и собственного 4)) веса распорный элемент 8 начинает свое движение в сторону забоя навстречу штоку 3, который, скользя в осевом отверстии .16, своей головкой

4 начинает сжимать пру;кину 6 ° Так как усилия пружины 5, действум)ие через.шайбу 7 на контактные элементы 9, протеводействуют смещению последних

I вниз, то они, оставаясь на месте, начинают расклиниваться, скользя вдоль . направляющих 15 и.пазов 17, смещаясь одновременно в направлении от оси устройства "и относительно шайбы 7 °

Совместно с контактными элементами 9 начинают расходиться и лапки 19 отно.сительно скоб 11 фиксатора до тех пор, пока не выйдут из зацепления (фиг, 4) ° Затем кон)актные элементы

9 под действием освободившейся пружи7 б ны 5 устремляютСя вверх и в стороны, до соприкосновения своими конусообразными зубьями 18 со стенками скважины.

После расфиксации устройство за кабель )3 посредством груза 2, взаимодействующего с буртиком 14 корпуса

1, поднимают до заданной рабочей точки исследований, Контактные элементы

9 тыльной стороной своих конусообраз- ных зубьев 18 скользят вдоль стенок скважины. Освобожденная от сил реакции со стороны дна забоя опорная плита )2 под действием усилий пружин 5 и 6 опускается совместно с цилиндром

10 и скобами )1 фиксатора до крайнего нижнего положения, которое занимает шток 3 со своей головкой 4, перемещающейся в осевом отверстии 16 распорного элемента 8, Проводят рабочую серию ударов, поднимая. с помощью кабеля 13 груз 2 в корпусе 1 и сбрасывая,его на верхний торец распорного элемента 8, имея ввиду, что верхний торец груза 2 при рабочем цикле не касается буртика 14, что, например, можно осуществить наличием меток на кабеле 13 или тарированием перемещения самого кабеля 13.

Конусообразные зубья 18, врезаясь в стенки скважины, не позволяют контактным элементам 9, а следовательно, и всему устройству смещаться вниз. Воздействие пружин 5 и 6 на опорную плиту 12 и шток 3 через его головку 4 исключает вибрирование названных элементов, что повышает качество переда- . ваемого сигнала.

После завершения исследований устройство извлекают из скважины за кабель 13, при этом усилие с кабеля 13 через груз 2, буртик 14 и корпус I передается распорному элементу 8, который по направляющим 15 стремится сместиться вверх относительно контактных элементов 9, тормозящихся за счет сил трения конусообразных зубьев 18 о стенки скважины, при этом контактные элементы 9 сближаются, трение о стенки скважины конусообразных зубьев 18 уменьшается, что облегчает подъем устройства из скважины.

1509767

A-A

Фие. 3 пус с размещенным в нем падающим rpy" зам, шток с головкой, две пружины, шайбу, клиновидные распорный и контактные элементы, имеющие поверхности скольжения, вдоль которых выполнены направляющие и соответствующие им пазы, фиксатор, опорную плиту и кабель, при этом одна из пружин размещена на штоке между опорной плитой и шайбой, корпус выполнен в виде полого цилиндра с буртиком, контактные элементы с наружной стороны имеют конусообразные зубья, нижний конец штока жестко скреплен с опорной плитой, шайба установлена с возможностью взаимодейст.— вия с контактными элементами, в распорном элементе выполнено осевое отверстие, в которое с возможностью осевого перемещения помещен шток с головкой, распорный элемент установлен с возможностью перемещенич вдоль оси устройства по поверхностям скольжения контактных элементов, которые установлены с возможностью перемещения перпендикулярно оси устройства по направляющим и пазам распорного элемента, фиксатор установлен с возможностью осевого перемещения относительно распорного элемента, о т л и чающее с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, упрощения конструкции и снижения мас10 сы устройства, в верхней части корпуса выполнен буртик, кабель прикреплен к грузу, а верхняя часть распорного элемента жестко соединена с нижней частью корпуса, при этом в распорном элементе выполнено глухое осевое отверстие, в котором установлена с возможностью взаимодействия с головкой штока пружина, а фиксатор выполнен в виде полого цилиндра, жестко связанного в нижней своей части с опорной плитой и снабженного в верхней части скобами, которые выполнены с возможностью зацепления с лапками контактных элементов, установленных со сто 5 роны их большего основания.

1509767

Фаз. 5

8-g

11 7 Я Ю 18

Составитель О,Комаров

Текред Л.Олийнык

Корректор Э,Лончакова

Редактор Н,Яцола

Заказ 5803/40 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г. Ужгород, ул. Гагарина, 101