Сальниковое устройство для герметизации кабеля при геофизических исследованиях скважины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«>985252 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 07. 05. 81 (21) 3288142/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.1232. Бюллетень Но 48

Дата опубликования описания 03.01.83 (И)М Кл з

Е 21 В 33/03

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (Щ УДК622. 245. . 7 (088 . 8) (72) Авторы изобретения

Ш.Ш.Шариязданов, В.П.Бандов, Б.И.Кирпиченко, Ю.A.Гуторов, Р.Н.Ахмадеев и A.M.Гильманова

Всесоюзный научно-исследовательский и прое конструкторский институт геофизических исс геологоразведочных скважин (71) Заявитель (54 ) САЛЬНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРИЕТИЗАЦИИ КАБЕЛЯ

ПРИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к герметизации устья при геофизических исследованиях геологоразведочных скважин, а именно для спуско-подъемных операций различных приборов и устройств в скважину под давлением.

Известно сальниковое устройство для герметизации кабеля при геофизических исследованиях скважин, содержащее корпус с сальником, муфту, ролики и вал (1 ).

Недостатками устройства являются ненадежная герметизация, быстрый износ уплотнительных элементов, нестабильность усилия натяжения кабеля, что исключает возможность его широкого применения при исследовании глубоких скважин.

Известно также сальниковое устройство для герметизации кабеля при геофизических исследованиях скважин, включающее кожух, корпус, разъемные уплотнительные вкладыши с пазами на внутренней поверхности под нарезку брони кабеля и подшипники для связи корпуса и вкладышей с кожухом C2 ).

При такой конструкции уплотняющего устройства вращение кассеты с уплотнительной системой с частотой навивки брони происходит только за счет осевого движения бронированного кабеля, что вызывает

5 появление дополнительного натяжения кабеля, которое приводит к увеличению усталостных явлений в металле брони и самой кассеты и, следовательно, к быстрому износу кабеля и уплотняющих элементов. При спуске кабель может останавливаться иэ-эа дополнительного обжима кабеля эластичной оболочкой за счет осевой деформации уплотняюшей втулки, обусловленной напором скважинной жидкости.

У втулки в кассетной системе отсутствует плоскость разъема, что не позволяет пропускать через устройство кабельную головку и прибор.

Цель изобретения — повышение надежности в работе устройства за счет исключения дополнительного натяжения кабеля.

Указанная цель достигается тем, что в сальниковом устройстве для герметизации кабеля при геофизических исследованиях скважины, включающем кожух, корпус, разъемные уплотнительные вкладыши с пазами на внутренней поверхности под на985252 резку брони кабеля и подшипники для связи корпуса и вкладышей с кожухом, в кожухе установлен привод вкладышей, причем последние снабжены размещенными в их пазах разъем"

)ными кольцами с эластичными полушайЬами, между которыми установлены рбрезиненные шарики.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 узел 1 на фиг. 1 (элементы конст- 10 рукции наборного пакета, осуществ.ляющего уплотнение кабеля внутри вращающихся вкладышей ).

Сальниковое устройство включает верхний 1 и нижний 2 кожухи, уплотнительный узел, который имеет корпус

3 с конической фрикционной поверхностью, внутри которого жестко закреплены(тугая посадка ) уплотнительные разъемные вкладыши 4, снабженные наборными пакетами, состоящими из разъемных колец 5 с надетыми на них эластичными полушайбами 6 и размещенных между ними обрезиненных шариков 7, центрирующие элементы 8, резиновые уплотнительные кольца 9, упорные подшипники 10, привод вкладышей — турбинку 11 с коническим диском 12, который составляет с конической поверхностью корпуса 3 фрикционную пару, трубопровод 13, вентиля 14 и 15 для подачи скважинной жидкости, индикатор 16 оборотов турбинки 11, вентиль 17 выпуска скважинной жидкости.

При движении каротажного кабеля 35 через наборный пакет уплотнитель- ° ного устройства, элементами которого являются разъемные кольца 5 с эластичными полушайбами 6 и расположенные между ними обрезиненные шарики 4П

7, разъемные вкладыши 4 испытывают основиой крутящий момент, возникающий в результате взаимодействия витой наружной брони каротажного кабеля с элементами наборного пакета,45 расположенными под углом, соответствующим углу навивки брони кабеля.

Нагрузка, которую испытывает ка— ротажный кабель при создании крутящего момента, приложенного через элементы наборного пакета к разъемным вкладышам 4, а затем через них (благодаря тугой посадке) к корпусу 3, частично компенсируется за счет дополнительного (совпадающего по направлению ) крутящего момента, развиваемого турбинкой 11, которая сообщается по каналу A с полостью скважины, находящейся под давлением.

Узел турбинки 11 работает следую-. щим образом.

Скважинная жидкость под давлением поступает через вентиль 14 (при подъеме кабеля) или через вентиль

15 (при его спуске) в рабочую каме- 65 ру турбинки и воздействует на ее крыльчатку, которая приводит в движение соосный с турбинкой 11 конический диск 12, который через;фрикционную пару передает дополнительный вращающий момент на корпус 3, проворачивающийся на упорных подшипниках 10.

Отработанная скважинная жидкость из рабочей камеры турбинки 11 посгупает наружу через выпускной венгиль 17. Величина дополнительного момента может регулироваться расходом скважинной жидкости, поступающей через вентили 14 и 15 на крыльчатку турбинки 11.

Степень синхронности оборотов турбинки 11 и корпуса 3 оценивается с помощью соответствующих индикаторов

16 и 18 числа оборотов.

Центровка каротажного кабеля при

его движении через уплотнительное устройство осуществляется с помощью центрирующих элементов 8.

На кабель, движущийся через элементы наборного пакета (5,.6,7), размещенные в разъемных уплЬтнительных вкладышах 4, действует дополнительное натяжение, вызванное сопротивлением вкладыша его круговому вращению по навивке брони кабеля. Причем сила сопротивления вращению или реактивный момент вращения пропорционален основному моменту, приложенному к вкладышам 4 от движущегося кабеля, величина дополнительного натяжения которого растет с ростом основного и реактивного моментов вращения.

Компенсация дополнительного натяжения кабеля осуществляется путем уменьшения реактивного момента вращения эа счет создания турбинкой 11 дополнительного крутящего момента, совпадающего по направлению с основным моментом.

Полная компенсация дополнительного натяжения кабеля наступает при совпадении (синхронности) частоты вращения узла уплотнительных разъемных вкладышей 4 и частоты вращения турбинки 11. При большом расхождении частот их уравновешивание достигается с .помощью изменения напора жидкости на крыльчатке турбинки 11 вентилями 14 или 15. При незначительном расхождении частот они уравновешиваются автоматически за счет работы фрикционной пары.

Остаточный, нескомпенсированный эа счет предыдущих операций момент вращения приложен к элементам наборного пакета (5, б, 7 ), конструкция которых обеспечивает дополнительную компенсацию момента эа счет упругости составных элементов с помощью их обрезиновки..

985252

Обрезиненные шарики 7,вращаясь и обкатываясь между эластичными полушайбами 6 разъемных колец 5, размещенных под углом, соответствующим углу навивки брони кабеля, эа счет вращения разъемных вкладышей 4 воспринимают воздействие нескомпенсированного момента, который, как правило, носит динамический (кратковременный ) характер.

В процессе вращения M обкатывания обрезиненных шариков вдоль каналов, образованных межвитковыми промежутками брони кабеля, они принимают наружную форму, соответствующую профилю каналок, что в совокупности с плотным облеганием наружной брони с помощью эластичных полушайб обеспечивает повышенную надежность герметизации движущегося кабеля.

Воэможность осевого вращения обрезиненных шариков с их одновременным поступательным движением вдоль навивки брони кабеля обеспечивает дополнительную кампенсацию нескомпенсированного момента вращения и исключает тем самым дополнительное натяжение кабеля.

В пакете обрезиненные шарики центрируют в процессе движения бронированный кабель, предохраняя эластичные полушайбы 6 от эксцентричного износа. Обкатывание обрезиненных шариков 7 исключает их неравномерный износ. Это, в свою очередь, повышает эффективность уплотнения и уменьшает износ каротажного кабеля, что особенно важно при исследовании глубоких скважин.

Изобретение позволяет повысить эффективность скважинных работ эа

5 счет обеспечения большей оперативности исследований, приводящей к сокращению простоя скважин, и безопасность операций, выполняемых под избыточным давлением на устье.

Формула изобретения

Сальниковое устройство для герметизации кабеля при геофизических

I5 исследованиях скважины, включающее кожух, корпус, разъемные уплотнительные вкладыши с пазами на внутренней поверхности под нарезку брони кабеля и подшипники для связи

gp корпуса и вкладышей с кожухом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет исключения дополнительного натяжения кабеля, в кожухе установ25 лен привод вкладышей, причем последние снабжены размещенными в их пазах разъемными кольцами с эластичными полушайбами, между которыми установлены обрезиненные шарики;

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 562643, кл. Е 21 Б 33/03, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 735744, кл. E 21 В 33/03, 1977 (прототип ) .

985252

Составитель И. Кепке

Редактор A. Лежнина Тсхред 11.Hàäü Корректор А. Дзятко

Заказ 10111/42 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4