Устройство для измерения диаметра скважин

 

Использование: в геофизических исследованиях скважин, для контроля технического состояния скважин. Сущность изобретения: измерительные щупы соединены одним концом с приводом вращения и выполнены в виде спиральных пружин ежа-, тия; Часть каждой из пружин ориентирована вдоль корпуса и пропущена через гайку, Профиль и шаг винтовой нарезки гайки соответствует профилю и шагу витков спиральной пружины. Другая часть каждой из пружин покрыта эластичной оболочкой и пропущена через направляющую. Эластичная оболочка выполнена из материала с низким коэффициентом трения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил-, . ..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (f 9) (11) (я)л Е 21 В 47/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕhTHÎE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ.I (21) 4906850/03 (221 04.12.90 (46) 23.02.93. Бюл. № 7 (72) С.В.Грудин и А,С,Грудин (73) С.В,Грудин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 754052, кл. Е 21 В 47/08, 1978, Авторское свидетельство СССР

N 703655, кл. Е 21 В 47/08, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА СКВА>КИН (57) Использование: в геофизических исследованиях скважин, для контроля техничеИзобретение относится к геофизическим исследованиям и 4ожет быть использована для контроля технического состояния скважин.

Известнаустройство для измерения диаметра скважины, сбдержащее две пары Гобразных рычагов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, Рычаги шарнирно прикреплены к корпусу прибора, Одно плечо рычага, являющееся измерительным щупом, выступает от шарнира вниз и в сторону от корпуса. Второе плечо, расположенное в корпусе, связана с регистратором перемещений.

Известное устройство не обеспечивает высокой достоверности измерений сква>кин, имеющих резкие неровности стенок, например изготовленных методом взрыва, поскольку выступы на стенках препятствуют сближению концов, щупов с поверхностью скважины, Устройство ненадежно работает в скважинах, заполненных бетонным раствором и осыпавшимся грунтом, которые оказывают сопротивление ского состояния скважин, Сущность изобретения: измерительные щупы соединены одним концом с приводом вращения и выполнены в виде спиральных пружин сжа-. тия. Часть каждой из пружин ориентирована вдоль корпуса и пропущена через гайку, Профиль и шаг винтовой нарезки гайки соответствует профилю и шагу витков спиральной пружины. Другая часть каждой из пружин покрыта эластичной оболочкой и пропущена через направляющую, Эластичная оболочка выполнена из материала с низким коэффициентом трения, 2 з.п. ф-лы, 2 ил, качающимся рычагам и препятствуют сближению их са стенками скважины.

Наиболее близким к заявляемому по ( технической сущности является известное устройство для замера диаметра полостей, в там числе и скважин, содержащее измерительные щупы, установленнь1е в цилиндри-. а ческом корпусе перпендикулярно ега оси.

Измерительные щупы выполнены в виде подвижных гидроцилиндров, .пропущенных через стенку корпуса. Подвижные гидроцилиндры телескопически вставлены в неподвижные направляющие гидроцилиндры, . Ь полости которых сообщаются с силовым гидроцилиндром. На штоках подвижных гидроцилиндров закреплены измерительные наконечники.

Устройство для замера диаметра пола- (А стей обеспечивает более высокую достоверность измерений в сравнении с . вышеописанным устройством, поскольку измерительным щупам доступны участки поверхности скважины, расположенные пад выступами и резкими сужениями диаметра скважины, Измерительные щупы, пе1797648. ремещающиеся вдоль своих осей, имеют более высокую проникающую способность в бетонном растворе и осыпавшемся грунте, чем качающиеся щупы, что повышаетдостоверность измерений, Однако, описываемое устройство имеет недостаточно широкий диапазон функциональных возможностей и недостаточную надежность работы, поскольку ход штока подвижного гидроцилиндра ограничен диаметром корпуса, а перемещения корпуса в скважине приводят к деформации и поломке выдвинутых иэ корпуса подвижных гидроцилиндров и штоков, Задача изобретения состоит в том, чтобы создать устройства с более широким ди,апазоном функциональных возможностей и оовышенной надежностью оаботы.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для измерения диаметра скважин, содержащем корпус; установленные в нем измерительные щупы и направляющие, измерительные щупы выполнены в виде спиральных пружин сжатия, упругих в направлении перпендикулярном своей продольной оси, при этом часть каждой из пружин ориентирована вдоль корпуса.

Устройство снабжено приводом вращения, прикрепленной к корпусу гайкой и эластичной оболочкой, а ориентированная вдоль корпуса часть каждой из пружин соединена с приводом вращения и размещена внутри гайки, профиль и шаг винтовой на-. резки которой соответствует профилю и шагу ВМТК08 спиральной пружины, другая часть каждой иэ пружин покрыта эластичной оболочкой и пропущена через направляющую.

Кроме того, эластичная оболочка выполнена из материала с низким коэффициентом трения.

Выполнением измерительного щупа в виде спиральной пружины сжатия достигнута продольная устойчивость щупа на большой длине, что повысило проникающую способность щупа и обеспечило возможность, замера скважин, многократно превышающих по диаметру диаметр корпуса.

Благодаря упругости щупа s направле- нии перпендикулярном своей продольной оси, свойству пружины сжатия самовосстанавливать свою прямолинейную форму и ориентированию части пружины вдоль корпуса, обеспечена возможность размещенйя длйнных щупов в малогабаритном по диаметру корпусе, а также предотвращена деформация " и поломка щупов при перемещении корпуса в скважине с выдвинутыми щупами. Это расширяет диапазон функциональных возможностей и повышает надежность работы устройства.

35

40 стйчной оболочкой 9 и пропущена через ду45

5

15 0

Проникающая способность щупа допол нительно повышена за счет его соединения с приводом вращения, поскольку вращающийся щуп легче обходит встречающиеся на пути включения, что расширяет функциональные возможности устройства в условиях заполнения скважины бетонным раствором и осыпавшимся грунтом, Благодаря тому, что устройство снабжено гайкой, а пружина размещена внутри гайки профиль и шаг винтовой нарезки которой соответствует профилю и шагу витков спиральной пружины, обеспечено воэвратнопоступательное перемещение щупа за счет использования привода вращения и cninральных витков пружины.

Благодаря эластичной оболочке обеспечена защита пружины и ее внутренней поло-. сти от внешней среды.

Выполнением оболочки из материала с низким коэффициентом трения снижено сопротивление перемещению щупа по направляющей, а также. через раствор и осыпавщийся грунт, Одновременно облегчена очистка щупа в процессе перемещения его внутрь корпуса.

На фиг. 1 изображено устройство для исследования диаметра скважин, в разрезе; на фиг; 2 — сечение А-А, В цилиндрическом корпусе 1 размещены измерительные щупы, выполненные в ниде спиральных пружин сжатия 2. Спиральная пружина 2 соединена с электродвигателем 3 посоедством прикрепленного к ней ползуна 4.. установленного в пазах 5 трубки 6, насаженной на вал 7 электродвигателя 3. Трубка 6 опирается на гайку 8, прикрепленную к корпусу 1. Спиральная пружина 2 ввинчена в гайку 8, покрыта элагообразную трубку 10 и уплотнение 11.

Дугообразная трубка 10 закреплена в корпусе 1 с помощью. хомута 12 и гайки 3. На спиральной пружине 2 закреплен измерительный наконечник 14. На корпусе 1 закреплены резистор 15 и ползун 16, подключенные к регистратору перемещений (на чертеже не показан). Диск 17, закрепленный на спиральной пружине 2, установлен в пазу 18 ползуна 16

Устройство опускают s исследуемую скважину на заданную глубину и включают электродвигатель 3. Вал 7 электродвигателя

3 приводит ва вращение трубку 6, ползун 4 и спиральн ю пружину 2, которая, ввинчиваясь в гайку 8, перемещается поступательно вдоль своей оси и продвигает ползун 4 по пазам 5. Покрытая. эластичной оболочкой 9, часть спиральной пружины 2 скользит по дугообразной трубке 10 и выдвигается иэ

1797648 дольная устойчивость спиральной пружины жет быть выполнено без привода вращения и без узлов, обеспечивающих передачу вращения от привода к спиральной пружине. линейную форму. В процессе поступатель- Если устройство предназначено для выполного перемещения спиральной пружины нения малого числа измерений и должно диск 17 упирается в стенку паза 18 и перебыть низким по стоимости, то оно может быть выполнено в простейшем конструктивщение ползуна 16 фиксируется ном варианте с перемещением спиральной регистратором. После упора измерительно- пружины вручную, В этом случае могут отго наконечника 14 в стенку скважины, резко сутствовать привод вращения, привод возвратно-поступательного перемещения и эластичная оболочка.

3 останавливается. При смещении устройства относительно скважины, выдвинутые из Устройство обладает широкими функкорпуса 1, спиральные пружины 2 изгиба-. циональными возможностями по измереются под действием стенок скважины, а при . нию как максимальных, так и минимальных выходе из контакта со стенками восстанав- 25 диаметров скважин, а также по воэможноливают свою первоначальную прямолиней- ..стям работы.всложныхусловиях, например ную форму без поломки и остаточных в заполненной бегонным раствором иосы- деформаций. Убирают спиральные пружи-:. павшимся грунтом скважине. Кроме того, устройство обладает высокой надежностью работы, поскольку в нем предотвращены поэтом спиральные пружины 2 вывинчивают- ломки идеформации выдвинутых из корпуса ся из гаек 8 и перемещают ползуны 4.по щупов при перемещении устройства всквапазам 5 в направлении к электродвигателям жине ния, прикрепленной к корпусу гайкой и эластичной оболочкой, а ориентированная вдоль корпуса часть каждой из пружин соединена с приводом вращения и размещена внутри гайки, профиль и шаг винтовой нарезки которой соответствуют профилю и щагу витков спиральной пружины, другая часть каждой из пружин покрыта эластичной оболочкой и попущена через направляющую, 3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что эластичная оболочка выполнена из материала с низким коэффициентом трения, корпуса 1. Перемещение спиральной пружины 2 по дугообразной трубке 10, а также через бетонный раствор и осыпавшийся

: грунт, заполняющие скважину, облегчается вследствие низкого трения эластичной обо- 5 лочки 9 и высокой продольной жесткости спиральной пружины 2, образованной плотно прижатыми друг к другу витками. Про- .

2 обеспечивается за счет свойства пружины 10 сжатия самовосстанавливать свою. прямомещает ползун 16 по резистору 15. Переме- 15 возрастает сопротивление перемещению спиральной пружины 2 и электродвигатель 20 ны 2 внутрь корпуса 1 вращением электродвигателем 3 в обратном направлении. При 30.Формула изобретения

1. Устройство для измерения диаметра скважин, содержащее корпус, установленные в нем измерительные щупы и направляющие, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона функциональных возможностей и повышения надежности в работе, измерительные щупы выполнены в виде спиральных пружин Сжатия, упругих в направлении, перпендикулярно к своей продольной оси, при этом часть каждой из пружин ориентирована вдоль корпуса.

2. Устройство поп.1, отл и ч а ю щ еес я тем, что оно снабжено приводом враще3, а уплотнение 11 очищает эластичную оболочку 9.

В зависимости от условий эксплуатации и изготовления, устройство может быть выполнено в более простых, чем изображенное на чертеже, вариантах. Например. если устойчиво предназначено для работы в сухих незаполненных скважинах, то оно мо1797648

Составитель С. Грудин

Техред М.Моргентал

Корректор Е. Папп

Редактор О. Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 103

Заказ 666 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5