Устройство для фиксации приборов вскважине

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Со303 Севетснмх

Соцмапмстическмк

Ресттубамн

<п1845134

C в ю.г; о.. .:лл. (61) Дополнительное к авт. сеид-еу— (51)М. Кл.

G 01 V 1/40 (22) Заявлено 0510 79 (21) 2780121/18-25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Госуаарствеииый комитет

СССР ио яелам. нзобретеинй и открытий

Опубликовано 070781. Бюллетень Мо 25

Дата опубликования описания 10.07.81 (53) УДК 550.83

<088.8) Р. A. Вбаааа, Ю. й. ЛабКОВ, A. В. Вакюа, Б Д ЮВвкВЗКОВ и Ф. С. Курмаев

И ГЩ ) н ! Щиы ь

Специальное конструкторское бюро геоф зичеМ6&6 . приборостроения Научного центра "Геофизика

AH Азербайджанской CCP (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПРИБОРОВ В СКВЮКИНЕ

Изобретение относится к рычажным прижимным устройствам с подвижным башмаком и предназначено. для крепления геофизических приборов в скважине.

Известно устройство, . содержащее корпус с шарнирно закрепленными э нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемешакщиеся концы которых шарнирно связаны с прижимным башмаком, причем, по меньшей мере, один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним 15 из рабочих рычагов. В утолщенной части подпружиненного штока выполнена кольцевая проточка, в которую входят концы коротких плеч рычагов, а сам шток взаимодействует с фигурным ку- 20 лачком ).1).

Недостатком данного устройства является малая эксплуатационная наI дежность, обусловленная неплотным прижатием башмака к корпусу при транспортировке прибора в скважине, вследствие отсутствия подпружиненного прижима башмака к корпусу, сложности кинематической схем устройства, а ЗО также необходимости большого прижимного .усилия на подпружиненном штоке.

Применение т арел ьчатой пружины обуславливает малый ход подпружиненного штока, что требует выполнения шарниров устройства с малыми люфтами, сохраняющими свое постоянство за все время эксплуатации прибора, что практически невыполнимо и приводит к выходу башмака за габариты прибора . при транспортировке прибора в скважине.

Известно также устройство, содер-. жащее корпус с шарнирно закрепленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемещающиеся концы которых шарнирно связаны с прижимным башмаком, причем, по меньшей мере, один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов. Устройство содержит также дополнительный рычаг, шарнирно соединенный с одним из рабочих рычагов на его оси вращения (2).

Недостатком такого устройства является малая эксплуатационная надежность, обусловленная неплотным при-

845134 жатием башмака к корпусу при транспортировке прибора в скважине, вследствие сложности кинематической схемы устройства и наличия большого количества шарниров, только два из которых имеют жесткое крепление. ,Наиболее бликим по технической сущности к предложенному устройству является устройство, здержащее корпус с шарнирно закрепленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемещакшиеся концы которых шарнирно связаны с прижимки башмаком, причем один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий 15 с одним из рабочих рычагов «3).

Недостатком этого устройства является малая эксплуатационная надежн ост ь, обусловлен н ая не плот ным прижатием башмака к корпусу при транс- Щ портировке прибора в скважине вслед,ствие сложности кинематической схемы устроиства и наличия овального отверстия в башмаке в точке приложения усилия, прижимающего башмак к корпусу1 25 которое не обеспечивает плотного прижатия второго конца башмака, шарнирно соединенного с ненагруженным рычагом.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства.

Это достигается тем, что в известное устройство для фиксации приборов в скважине, содержащее корпус с шарнир««о закрепленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемещающиеся концы которых шарнирно связаны с прижимным башмаком, причем, по меньшей мере, один рычаг снабжен 40 вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов, дополнительно,введен силовой упругий элемент, один конец которого шарнирно соединен с меньшим плечом двуплечего рычага, а второй конец соединен с шарниром, закрепленным в пределах вертикальных углов, один из которых является рабочим углом поворота меньшего двуплечего рычага.

Для увеличения прижатия башмака второй рабочий рычаг может быть снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, при этом второй шарнир силового упругого элемента закреплен на конце меньшего плеча второго рабочего рычага.

Силовой упругий элемент может быть 60 выполнен в виде элемента сжатия, при этом ме ньшие плечи рабочих рычагов с закрепленными на «их шарнирами располагаются с внутренней стороны рабочих рычагов. 65 Силовой упругнй элемент может быть выполнен в виде элемента растяжения, при этом меньшие плечи рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами располагаются с наружной стороны рабочих рычагов.

Сущность изобретения заключается в том, что введение в известное устройство дополнительного силового упругого элемента, один конец которого шарнирно соединен с меньшим плечом, закрепленным в пределах вертикальных углов, один из которых является рабочим углом поворота меньшего плеча двуплечего рычага, обеспечивает при перемещении подпружиненного штока два устойчивых положения рабочих рычагов с башмаком для транспортного и рабочего, состояния устройства. При этом в транспортном состоянии устройства усилие от силового упругого элемента направлено на прижатие и фиксацию башмака в корпусе устройства. В рабочем состоянии устройства направление усилия от силового упругого элемента меняется и направлено на прижатие рабочей поверхности башмака к стенке скважины, причем усилие на башмак становится равным сумме усилий от силового упругого элемента и подпружиненного штока. набжение второго рабочего рычаra дополнительным вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и закрепление второго шарнира силового упругого элемента на конце меньшего плеча второго рабочего рычага обеспечивает увеличение усилия прижатия башмака за счет создания усилия от силового упругого элемента на втором рычаге. Выполнение силового упругого элемента в виде элемента сжатия и расположение меньших плеч рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами с внутренней стороны рабочих рычагов позволяет обеспечить минимальные габариты устройства. Выполнение силового упругого элемента -в виде элемента растяжения с соответствующим расположением меньших плеч рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами целесообразно Применять при больших расстояниях между шарнирами силового упругого элемента.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 — кинематическая схема этого устройства в транспортном положении; на фиг. 3 то же, в рабочем положении; на фиг. 4 — график усилий, приложенных к подпружиненному штоку устройства; на фиг. 5 — кинематическая схема устройства в транспортном положении, при этом силовой упругий элемент выполнен в виде элемента растяжения; на фиг. 6 - то же, в рабочем положении; на фиг. 7 — кинематическая схема устройства в рабочем положении, 845134 при этом второй шарнир силового упругого элемента закреплен на корпусе в пределах рабочего угла поворота меньшеro плеча рабочеro рычага (пунктиром изображено положение элементов устройства в транспортном положении; шток с пружиной в сжатом состоянии пунктиром не показан); на фиг. 8 то же, при этом второй шарнир силового упругого элемента закреплен на ,корпусе в пределах вертикального угла с углом поворота меньшего плеча рабочего рычага 1пунктиром изображено положение элементов устройства в транспортном состоянии, шток с пружиной в сжатом состоянии пунктиром не показан) . 15

Устроиство (фиг. 1) состоит из рабочего двуплечего рычага 1, шарнирно закрепленного на оси 2 в корпусе 3. Второе меньшее плечо 4 рабочего рычага с помощью шарнира 5 со- Щ единено с одним из концов силового упругого элемента б, второй конец которого при помощи шарнира 7 связан с меньшим плечом 8 второго рабочего рычага 9, закрепленного в корпусе с помощью шарнира 10. Силовой упругий элемент выполнен в виде элемента сжатия. Оба рабочих рычага расположены параллельно друг другу и при помощи .шарниров 11 и 12 связаны с прижимным башмаком 13 с рифленой рабочей поверхностью, расположенным параллельно оси.корпуса. Первый рабочий рычаг приливом 14 шарнирно связан с подпружиненным штоком 15, втоРой конец пру- З5 жины 16 которого опирается на полку

17 корпуса. Гнездо шарнира подпружиненного штока выполнено овальным для компенсации отклонения оси шарнира прилива 14. Верхний конец 18 подпружиненного штока воспринимает управ- 40 лякщее усилие Р привода (на чертежах не показан). Корпус снабжен гнездом

19 для размещения в нем прижимного башмака в транспортном положении устройства. С противоположной стороны 4 симметрично рабочему положению прижимного башмака корпус содержит прилив 20 с рифленой поверхностью.

Устройство .работает следующим образом.. 50

Перед спуском в скважину устройст-, во переводится в транспортное состояние . При этом под воздействием. управляющего усилия привода на верхний конец 18 подпружиненного штока 15 последний, перемещаясь вниз, сжимает пружину 16, сообщая ей запас потенциальной энергии, и переводит рабочие рычаги 1 и 9 в крайнее нижнее поло жение, при котором рифленая поверхHocTb прижимного башмака 13 совмеща- 60 ется с наружной поверхностью корпуса

3. В этом случае усилие от силового упругого элемента 6 через меньшие плечи .4 и 8 с моментами М1 и М2 передается рабочим рычагам 1 и 9 (фиг. 2),6S которые надежно прижима.от прижимной

Ьашмак 13 к корпусу 3 устройства с заданным усилием, выбирая все люфты.

После спуска прибора на кабельтросе в скважину на заданную глубину по команде с поверхности управляющее усилие привода меняет свое направление и шток 15 под действием усилия пружины 16 начинает перемещаться вверх, поворачивая рабочие рычаги 1 и 9 по часовой стрелке и переводя устройство в рабочее состояние. При этом моменты М1 и М2 создаваемые силовым упругим элементом б, уменьшаются,,проходят через ноль, а затем меняют свои направления на обратные (фиг. 3) и начинают действовать на рабочие рычаги 1 и 9 в том же направлении, что и усилие пружины 16, обеспечивая тем самым дополнительное усилие прижатия прижимного башмака

13 к стенке скважины. Величина усилия прижатия определяется параметрами выбранного силового упругого элемента б, а также длиной меньших плеч, 4 и 8, углами их наклона соответственно к рабочим рычагам 1 и 9. Таким образом, устройство под действием суммарного усилия прижимным баш.маком 13 и приливом 20 прижимается к стенкам скважины.

На фиг. 4 кривая A показывает зависимость усилия пружины 16 на шток

15 от его перемещения, кривая Б .зависимость приложенного к штоку 15 усилия силового упругого элемента 6 от перемещения штока и кривая В— результирующее усилие на шток 15 от совместного воздействия пружины 16 и силового упругого элемента б при перемещении штока, величиной которого определяется величина управляющего привода. Из графика видно, что устройство наряду с увеличением усилия прижатия башмака в транспортном и рабочем положениях, позволяет уменьшить величину управлякщего усилия привода и, следовательно, мощность, а также выравнять его нагрузку. Тем самым уменьшаются габариты и повышается экономичность устройства.

Устройство может быть выполнено также с силовым упругим элементом в виде элемента растяжения (фиг. 5 и 6), при этом меньшие плечи 4 и 8 с шарнирами 5 и 7 должны быть расположены с наружной стороны рабочих рычагов 1 и 9. Принцип действия устройства и его работа в этом варианте аналогичны описанным. Этот вариант устройства может быть рекомендован при малых растяжениях между осью 2 и шарниром 10, обусловленных малыми габаритами устройства.

Устройство может быть выполнено также с закреплением на корпусе второго шарнира силового упругого элемента, размещаемого в пределах рабо

845134 чего угла поворота - малого плеча одного из рабочих рычагов, например плеча 8 рычага 9, при этом силовой упругий элемент выполняется в виде элемента сжатия (фиг. 7) или вертикального с ним угла В . При этом 5 силовой упругий элемент выполняется в виде элемента рас лужения (фиг. 8) .

Принцип. действия устройства и его работа в этих вариантах аналогичны описанным. Этот вариант может быть о рекомендован при выполнении устройства упрощенной конструкции и при малых диаметрах устройств.

Приводнение устройства позволяет за счет повышения эксплуатационных характеристик обеспечить надежную транспортировку устройства в скважине, повышенное усилие прижима подвижного башмака к стенке скважины за счет дополнительного усилия от силового упругого элемента, кроме того, позво- 26 ляет изготовить raMMy прижимных устройств с заранее заданными характеристиками, выровнять нагрузку привода и уменьшить его мощность и, следовательно габариты всего устройства в целом. р

Формула-изобретения

1. Устройство для фиксации приборов в скважине, содержащее корпус с шарнирно закрепленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемещакщиеся концы которых шарнирно связаны с прижимным башмаком, причем по меньшей мере один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов,- о т л и ч а ю щ е е с я 40 тем, что, с целью повышения надежности, в устройство дополнительно введен силовой упругий элемент, один конец которого шарнирно соединен с меньшим плечом двуплечевого рычага,а. второй конец соединен с шарниром, закрепленным в пределах вертикальных углов, один из которых является рабочим углом поворота меньшего плеча двуплечего рычага.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения усилия прижатия башйака, второй рабочий рычаг также снабжен вторым дополнительным плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, а второй шарнир силового упругого элемента закреплен, на конце меньшего плеча второго рабочего рычага.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что меньшие плечи рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами расположены с внутренней стороны рабочих рычагов, а силовой элемент. выполнен в виде элемента сжатия.

4.. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что меньшие плечи рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами расположены с наружнои стороны рабочих рычагов, а силовой упругий элемент выполнен в виде элемента растяжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 536314, кл. Е 21 В 47/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 617585, кл. E 21 В 47/00, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 548821, кл. G 01 V 9/00, 1975 прототип).

845134

Составитель Н. Журавлева

Редактор Т. Загребельная Техред С. Мигунова Корректор Н. Швыдкая

Заказ 4137/3

Тирам 732 Подписное

ВНИИПИ"Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Рауюская наб., д. 4/5

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