Рычажная измерительная система скважинного геофизического прибора

 

ЕАТЕ11Т;,: оли

О П "Я" И- Е

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социапистиыеских

Республик

r,111 569983 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.07,73 (21) 1939233/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) /"1 1(л G 01 Ч 1/40

Гасударственный намитет

Саввтв ееннистрав СССР па делам изабретений и атнрытий (43) Опубликовано 25.08.77, Бюллетень № 31 (53) УД1< sso.834 (oss.s) (45) Л,ата опубликования описания 09.12,77 (72) Авторы изобретения

A. С. Превыш и М. Л. Каганман (71) Заявитель

Опытно-конструкторское 6iopo ГеофиэическОГО ппиборостроетптя (54) РЫЧАЖНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА СКВЖКИ1НОТО T ЕОФи ь> -iЕСКОтО

ПРИБОРА

Изобретение относится к рычажным измери тельным приборам, используемым при промысловых геофизических исследованиях скважин.

Известны каверномеры, содержащие подпружиненный шток с пятой, связанный с датчиком перемещений и опирающийся на кулак измерительного рычага (1) .

Однако при взаимном проскальзывании рычага. и подпружиненного штока с пятой интенсивно изнашиваются трущиеся поверхности, что значительно снижает точность прибора.

Известна также рычажная измерительная система скважинного геофизического прибора, состоящая иэ датчика перемещений, например, расхода с ползунком, подпружиненного штока с пятой, опирающейся на кулак измерительного рычага(2).

Однако при эксплуатации рычажной измерительной системы скважинного геофизического прибора изнашиваются рабочие поверхности толкателя и рычага вследствие того, что рычаг не только перекатывается по толкателю, но и скользит по нему. Для рычажной системы наиболее распространенного каверномера СКΠ— 11 (CKC — 4) взаимное проскальзывание рычага и толкателя при перемещении рычага из одного крайнего положения в другое составляет 3,8 мм, что также вызывает HBTGHGHHньн износ трущихся поверхностей. Износ контактттрующих поверхностей всего на 0,1 мм вызывает дополнительиую погрешность, равную 4 мм. В итоге дополнительHBH JiofpelHHocTh зна пастельно превыlLJGeT погрешность, полученную при нэготовлетпти„и продолжает расти при эксплуаташш прибора.

Целью изобретения является сохранение ности измерений при многократных измерениях.

3то достигается Teivi, HTo KQJIRic пзмерительногo рычага выполнен радиусом, отношение которого к . передаточной функции этОГО рьггаГа pRBHO ОтклОне. нию ры ига при значении измеряемого радиуса скважины, соответствующего средней точке рабочего диапазона.

На фиг, 1 показана рычажная измерительная система скважинного геофизического прибора; на фиг. 2 — то же, кинематическая схема. В рычажной измерительной системе рычаг 1 с плечами 2 и 3 шарнирно закреплен на корпусе 4 на оси S. Угол а между плечами 2 и 3 рычага 1 составляет 90, Кулак 6 радиусом r рычаг" 1 опирается на плос" кость 7 толкателя 8. Рабочая плоскость 7 толкателя

8, выполнешюго в виде штока 9 с пятой, перпендикулярна к продольной оси прибора, Толкатель 8

5Þ983 находится под посточнным воздействием пружины

10. На толкателе 8 жестко закреплен ползунок 11 датчика 12 сопротивления.

При движении прибора вдоль скваясинъ рычаг

1, контактируя со стенкой скважины плечом 2, поворачивается относительно оси 5, нажимает кулаком 6 на толкатель 8, который перемещает ползунок 11 вдоль датчика 12, преобразующего переме. щения толкателя 8 в электрический сигнал. Погрешность такой измерительной системы завис|гав основном, от правильности геометрической формы толкателя 8 с рабочей плоскостью 7 и рабочего рычага.

Для определения условий, при которых взаимное проскальзывание кулака рычага и толкателя будет минимальным, рассмотрим кинематическую схему, показанную ив фиг,. 2.

Рабочая плоскость 7 толкателя 8 (ДЕ) перпен. дикулярна к продольнои оси прибора (010э). 111арнир рычага 1 (AOB) закреплен на оси 5 в точке О на образующей (ОС) на расстоянии Рот оси 010э.

Кулак 6 рычага 1 контактирует с плоскостью тол, кагеля (ДЕ) в точке F, находящейся ца расстоянии Ь от образующейся (ОС) . При измере1пщ радиуса 8 ры. чаг АОВ отклонен на угол а.

При повороте рычага (АОВ) на бесконечно малый, угол da рычаг 1 и толкатель,занимают положения, обозначенные на схеме пунктирной линией.

Точка контакта рычага 1 и толкателя 8,9 перемещается в точку F Расстояние, на которое переместилась точка контакта по толкателю, равно приращению с1р. Расстояние, на которое переместилась точка контакта по кулаку, равно длине дуги F FE с центральным углом оЬ. Для исключении взаимного проскальзывания рычага и толкателя необходимо обеспечить

ebb = u F Г (1 1

Представляя значения (2} и (1), получаем сааб = V.сЫ., (3)

Ь=M casд. (4)

Отсюда

О 6 =Or(AO.СОВА =-Ло в1ИД.Дк (5)

Знаком минус можно пренебречь в связи с тем, что рассматриваются -абсолютные значения веги п н.

Подставляя значения (5) в (3), получаем

11ткуда >(1 sisal = г, (71 в1псС вЂ” (®

Подставляя эначеш я (8) в (7), получаем

M" — f (9) р

QB откуда P 08 пусть Й=йср

=R

3И

EÎ где — =К вЂ” передаточная функция рычага АОВ, 09 т е, р=kep где 11ср — отклонение рычага при значении изме. ряемого радиуса скважины, соответствующего средней то п е рабочего диапазона рычага, 15 . Измерительный рычаг, выполненный с соблюдением этого условия, перекатывается без скольжения по толкателю пр1 измерении радиусов, мало отличающихся от Я„1о. Однако, если измеряемый радиус значительно отличается от Re>, рычаг,. также скользит относительно толкателя, но проскальзывание сведено к минимуму. г1апрпмер, если выполнить, кулак каверномера

СКΠ— 11 (СКС вЂ” 4) с учетом указанного соотношения (т,е. 4,8 мм вместо 12,5 мм), проскальзывание умень.пается до 0,15 мм, т.е. в 38- = 25,4 раза.

; 0, l5

6 результате минимального проскальзывания в рьгчажной измерительной системс скваж шного геофизического прибора. износ настолько мал, что дополнителыия погрешность, возникающая вследЗО ствие износа при длительной эксплуатации, меньше первоначальной технологически достижимой погришюсп измерительной системы.

Формула изобретения 5

Рычажная иэмерительщя система скважтщного геофизического прибора, состоящая из датчика перемещенич, например, реохорда с ползунком, подпру"ялненного штока с пятой, опирающейся на кулак измерительного рычага, отличающаяся тем, что, с целью сохранения точности измерений при многократных измерениях, кулак измерительного рычага выполнен с радиусом, отношение которого к передаточной функщ и этого рычага равно отклонению рычага при значении измеряеМого радиуса скважины, соответствующего средней точке рабоче-.

Fo диапазона.

Историки штформации, пропитые во внимание прн экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР И 391264, Кл.

Е 2! 847/00„973.

2. "Каверномер скважиншнй управляемый", Каталог геофизической аштаратуры, "Недра", M., 1968.

S69983

Составитель В. Обухов

Техред Е, Давидович

Редактор О, Сгенина

Корректор А. Власенко

Заказ 3046/38

Филиал ППП "Патент", г. Ужгооод, ул. Проектная, 4

Тираж 717 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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