Тепложидкостной двигатель скважин-ного прибора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160377 (21) 2463437/23-06 (51)М. КЛ.

Е 21 В 47/00 с присоединением заявки М (23) Г1риоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 1505,81. Бюллетень 89 18

Дата опубликования описания 1505.81 (53) УДК 550. 853. 07: .622.241.5(088.8) ЯГ.- ® A r .- p: н,. -.:-.:." ::3

Г,.-1 й6фтепроьыеяеес(й (72) Авторы изобретения

Ю.Ф.Скопов, Е.В.Семенов и В.IO.Вольштейн

1:!, 1

Р

Всесоюзный научно-исследовательский институ геофизики (71) Заявитель (54) ТЕПЛОЖИДКОСТНОИ ДВИГАТЕЛЬ СКВАЖИННОГО ПРИБОРА

V4 2

"= ач.,+ <>

20 где Ч„

Dud

Изобретение относится к устройствам, используемым в скважинных приборах.

Известен тепложидкостной.двигатель скважинного прибора, содержа5 щий нагревательную и поршневую камеры 1.1) .

Недостатком этого тепложидкостного двигателя .скважинного прибора является сильное влияние на состояние привода изменения температуры. окружающей среды, что при определенных условиях эксплуатации двигателя в скважине может привести к произвольному срабатыванию и возникнове- 15 нию аварийной ситуации.

Известен также тепложидкостной двигатель скважинного прибора, снабженный компенсатором объемного расширения жидкости, сообщающийся через сильфонную перегородку с внешней средой, и двумя обратными клапанами,.причем компенсатор объемного расширения жидкости связан через управляемый клапан с порш25 невой камерой и через первый обратный клапан с нагревательной камерой, которая присоединена к поршневой камере через второй обратный клапан

Однако тепложидкостной двигатель скважинного прибора характеризуется значительной сложностью и, как следствие, низкой надежностью.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности двигателя в широком диапазоне температур. укаэанная цель достигается тем, что компенсатор выполнен в виде камер большего и меньшего диаметров с размещенным в них ступенчатым подпружиненным штоком, установленным с воэможностью осевого перемещения, а исполнительный шток выполнен ступенчатым и размещен в нагревательной камере, причем объем камеры большего диаметра компенсатора; объем нагревательной камеPbI; объем камеры меньшего диаметра компенсатора; диаметры ступенчатого подпружиненного штока.

829889

Иа чертеже схематически изображен тепложидкостной двигатель скважинного прибора.

Тепложидкостной двигатель скважинного прибора состоит из нагревательной камеры 1 с нагревательным.элементом 2 и ступенчатым исполнитель5 ным штоком 3, камеры 4 меньшего диаметра компенсаторов и камеры 5 большего диаметра компенсатора, через которую проходит подпружиненный ступенчатый шток 6 с пружиной 7, 10 входящий в камеру 4 меньшего диаметра компенсатора.

Исполнительный шток 3 нагружен возвратной пружиной 8 и исполнитель-. ным органом 9 скважинного прибора, 15 например прижимным устройством. Камеры 1,4 и 5 двигателя заполнены жидкостью с большим объемным коэффициентом расширения и высокой температурой кипения, например глицерином. 2()

Тепложидкостной двигатель скважинного прибора работает следующим образом.

При спуске прибора в скважину за счет повышения температуры окружа- 5 ющей среды происходит нагревание жидкости во всех камерах и, с учетом того, что металлический корпус скважинного прибора обладает высокой теплопроводностью и является идеальным датчиком тепла, на заданной глубине температура жидкости во всех камерах одинаковая и равная температуре скважинной жидкости.

И3-за увеличения (уменьшения) объема жидкости в камере 5, вызванного изменением температуры внешней реды, происходит перемещение ступенчатого истока 6, которое, при выполнении указанных выше соотношений между объемами камер 1,4 и 5 и диаметра- 4Q ми ступенчатого штока 6, компенсирует увеличение объема жидкости в камерах 1 и 4. Таким образом, давление жидкости в камере 1 не зависит от температуры окружающей среды и по 45 закону Паскаля равно гидростатическому дав.пению столба жидкости в скважине, а положение исполнительного штока 3 неизменное.

По достижении интервала исследования для перемещения исполнительно.— го штока 3 в заданном направлении (вверх) достаточно создать перепад между температурой жидкости в камерах 1 и 5 путем включения нагревательного элемента 2, Жидкость в

55 камере 1 расширяется и вытесняет исполнительный шток 3 вверх. Последний действует на исполнительный орган 9 скважинного прибора и возвратную пружину 8. 60

Избыточное давление, возникающее в камерах 1 и 4 при включении нагревательного элемента 2, действует одновременно на исполнительный шток 3 и ступенчатый шток 65

6, стремясь вытеснить их в скважинную среду, но движение ступенчатого штока б вниз исключается до момента достижения давления в камерах 1 и, 4, достаточного для преодоления сопротивления пружины 8 и силы от гидростатического давления столба жидкости в скважине, действующего на разность площадей ступенчатого штока б, определяющих максимальную силу развиваемую исполнительным штоком 3.

Превышение этих сил и возникновение аварийной ситуации исключается перемещением ступенчатого штока 6 вниз. После достижения приводом заданного хода нагревательный элемент

2 автоматически переключается на пониженную мощность с помощью конечного переключателя (не показано), кинематически связанного с исполнительным штоком 3. Для задания исполнительному штоку 3 обратного хода достаточно отключить нагревательный элемент 2. При этом происходит выравнивание температур в камерах 1,4 и 5 и под действием возвратной поужины и гидростатического давления в скважине исполнительный шток 3 перемещается в исходное положение.

Таким образом. предлагаемый тепложидкостной двигатель скважинного прибора не имеет клапанов, надежность которых в скважинных условиях не высока, проще по конструкции и в управ.пении по сравнению с известным двигателем.

При соответствующем подборе жидкости, заполняющей камеры 1, 4 и 5, работоспособность тепложидкостного двигателя скважинного прибора не зависит от температуры окружающей среды, которая может достигать в скважйне значительной величины.

Кроме того, при отключении нагревательного элемента 2 исполнительный шток 3 возвращается в исходное положение автоматически, чем гарантируется исключение аварийных ситуаций, возможных дпя двигателей с принудительным возвратом в исходное положение.

Формула изобретения

Тепложидкостной двигатель скважинного прибора, содержащий нагревательную камеру, сообщенную с компенсатором объемного расширения жидкости, и исполнительный шток, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в широком диапазоне температур, компенсатор выполнен в виде камер большего и меньшего диаметров с размещенны м B них ступенчатым подпружиненным штоком, установленным с возможностью осевого

829889 — объем камеры большего диаметра компенсатора; объем нагрева ельной камеры; где М, Составитель Н.Пейкер

Редактор Н.Ромжа Техред Ж. Кастелевич КорректорМ.демчик

Заказ 3000/37 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,г.Ужгород. ул. Проектная, 4 перемещения, а исполнительный шток выполнен ступенчатым и размещен в нагревательной камере, причем

< 4=— чх "чЪ б. объем камеры меньшего диаметра компенсатора; р и 4 диаметры ступенчатого подпружиненного штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 285859, кл. Е 21 В 47/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 463780, кл. Е 21 В 47/00, 1974 (прототип).