SU200536A1 - Управляемое прижимное устройство скважинных геофизических приборов - Google Patents

Description

Дл  геофизических исследований скважин требуютс  измерительные элементы, например башмак с измерителем глинистой корки или измерительные рычаги каверномера, которые неред началом измерений раскрываютс , в нроцессе измерений равномерно и непрерывно прижимаютс  к стенкам скважины, а после окончани  измерений складываютс .

В известных управл емых прижимных устройствах с электромеханическим приводом применена в качестве силового элемента виитова  цилиндрическа  нружипа, котора  в рабочем диапазоне мен ет прижимное усилие в 1,5 раза. Поэтому услови  заниси диаграмм при разпых диаметрах скважин в проницаемых интервалах, где откладываетс  глиниста  корка, неодинаковы. Неравномерность нрижимиого усили  приводит к тому, что при одинаковой проницаемости пластов, т. е. одинаковой толщине глинистой корки, в разных по диаметру скважинах толщина глинистой корки между материнской породой и измерительным элементом (башмаком) различна, поскольку количество глинистой корки, выдавливаемой башмаком зависит от прижимного усили . Таким образом, дл  одинаковых участков требуютс  разные поправки, что усложн ет интернол цию и делает конечные результаты неточными. Кроме того, величина прижимного усили  цилиндрической винтовой

пружины ограничена ее габаритами. Дл  получени  необходимого усили  уменьшают соотношение плеч управл емых рычагов, в результате чего ход штока и других движущихс  элементов увеличиваетс  (не менее 40 мм). Трущиес  и движущиес  части неносредственио контактируют с глинистым раствором и шламом, что при большом ходе повышает их износ, снижает надежность и сокращает срок

службы устройства.

Предлагаемое устройство отличаетс  тем, что силовой унругий элемент выполнен в виде набора тарельчатых , часть которых находитс  в нерабочем состо нии. Мала 

величина прогиба пружин обеспечивает равномерность усили  в рабочем диапазоне, а работающие тарелки - необходимую величину усили , которое можно мен ть переводом части тарелок из рабочего в нерабочее положекие и наоборот.

Электромеханичеекий привод представл ет собой плаиетарно-винтовой многоступенчатый редуктор с измен емым числом ступеней, св занный с реверсивиым электродвигателем при

помощи сменной переходной втулки. Это обеспечивает универсальность привода. Система рычажно-шарнирных звеньев предохранена от воздействи  бурового раствора и шлама эластичной многорукавной камерой, нат На чертеже представлена схема предошгаемого устройства.

Прижимна  система устройства заключена в герметичный корпус /, занолненный электроизол ционной жидкостью (например, сухим трансформаторным маслом, кремнеорганической жидкостью и т. д.). С корпусом / сопр жен компенсатор 2 давлени . К верхней части )40рнуса посредством переходной втулки 3 подсоединена электрическа  цепь прибора нужного каротажа.

Реверсивный безколлекторный электродвигатель 4 соединен сменной переходной втулкой 5 с планетарно-винтовым многоступенчатым редуктором 6 с центральными колесами (солнечными и коронными). Втулка имеет открытые прорези. Цилиндрические штифты, поставленные на вал ротора электродвигател , и конец входного вала редуктора заход т в открытые нрорези втулки, обеснечива  св зь электродвигател  с редуктором. Захват 7, жеетко св занный с винтом 8 винтовой пары редуктора, через силовой шток 9 воздействует на силовой упругий элемент, вынолненный в виде набора большого количества тарельчатых пружин 10. Со штоком 9 шарннрно св зано коромысло 11. С звень ми 12 и 13 также шарнирно св заны управл емые рычаги 14. Рычаги 14 и всномогательные рычаги J5 в свою очередь шарнирно соединены с корпусом /. Система шарннрно-рычажных звеньев изолирована от раствора многорукавной герметичной эластичной камерой /6 с нераст гиваюш ,имие  кольцами 17 в местах сопр жений . К рычагам 14 и 15 шарнирно присоединены сменные измерительные элементы 18, например башмаки микрозонда, башмаки с измерителем глинистой корки и т. д. Положение управл емых рычагов определ етс  с помои,ью блика фоторегистратора каротажной станции и регулируетс  посредством потенциометра 19 и подпружиненного контакта 20, св занного со штоком 9. Потенциометр и контакт выполн ют функции индикатора раскрыти  и складывани  рычагов, а в каверномере - функции датчика каверномера. Всномогательные рычаги 15, имеюшне форму коробчатых планок, помимо обеснечени  нараллельноети измерительных элементов 18 относительно оси прибора, зашишают раскрытые элементы и  вл ютс  электровводамн, идущими от измерительных элементов к электрической схеме прибора. При нрименении устрой-, ства в качестве каверномера рычаги 15 удал ют , а концы рычагов 14 оснащают враЩаюьцимис  роликами.

Устройство действует следующим образом. Пр мое или обратное вращение электродвигател  4 через понижающий редуктор 6 передаетс  винтовой паре с винтом 8 и преобразуетс  в поступательное перемещение в соответствующем направлении захвата 7, который через шток 9 воздействует на пружины 10, Преодолева  или освобожда  осевое усилие, которое они развивают. Пружины через HITOK

9, коро.мысла 11, звень  12 н 13 воздействуют на рычаги 14 а 15, складыва  или раскрыва  их. Микропереключатели 21 играют при этом роль ограничителей хода захвата 7.

5 Тарельчатые нружнны имеют малые габариты при бо.чьших усили х и ВЫСОКО жесткости . Тарелки оасноложепы пакетами но две тарелки в каждом, причем имеетс  небольшое количество неработающих тарелок, также составленных в пакет. Весь набор заключен в герметичную цилиндрическую нолость, заполненную маслом. Прогиб п.абора складываетс  из прогибов отдельных тарелок, составл ющих набор, а прижимное усилие наоора то же, что и у каждой отдельной тарелки . Это обеснечивает пологую характеристику набора тарелок при сохранепнн больших прижимных усилий в отличие от отдельных тарелок , имеющих крутую характеристику. Габариты набора посто нны независимо от количества рабочих тарелок. Воз.можность раснолагать тарелки в различных состо ни х при носто нной длине набора обеспечивает набору высокую гибкость в подборе нужного нрн5 /кимного усили  путем изменеии  количества работаюн,,их тарелок и величины предварительного поджати  набора. Бо.чьшие прижимные усили  позвол ют увеличить соотношение плеч унравл ел1г 1х рычагов, уменьшить ход uiTOKa н других ,ихс  н деталей .

Передаточное число редуктора равно произведению передаточных чисел его стунене, набирающихс  пакетом последовательно. Путем измеиени  количества иснользуемых в работе ступеней можно мен ть передаточное число и величину крут н,его момента на винтовой паре редуктора, что позвол ет преодолевать разные но величине нрнжимные усп0 ЛИЯ на штоке. Измепение числа стунепей осу1цествл етс  путем удалени  одной стунени или включени  добавочно) ступени и замены переходной втулки 5 на такую же, но отличающуюс  от первой тем, что се длнна больше илн меньше на величину, равную высоте включаемой и.тн удал емо ступе и. Это обеснечнвает гибкое числа оборотов .

Система шарнир 10 св за ных рычажных 0 элементов (штока 9, коромысла /), 12 и 13 и рычагов 14) обеспечивает синхро ное и независимое от корнуса движение управл емых рычагов и устран ет вли ние веса прибора на прижимное усилие рычагов в 5 1аклон ых скважинах.

Предлагаемое устройство можно примеп ть во всех геоф 1зических приборах, спускаем х в скважину па каротажном кабеле.

Предмет н з о б р е т е н и  

Управл емое прижимпое устройство скваловои упругий элемент и с которым шариирно св зана система прижимных или измерительных рычагов, отличаюш еес  тем, что, с целью создани  равномерного и регулируемого по величине усили  нрижима, упрощени  конструкции, улучшени  условий работы и повышени  срока службы основных элементов устройства, силовой унругий элемент выполнен в виде набора тарельчатых пружин, часть которых в виде пакета находитс  в нерабочем состо нии; рабочий механизм электромехапического привода выполнен в виде планетарповиатового маогостуненчатого редуктора с измен емым числом ступеней, св занного с электродвигателем посредством смеппой переходной втулки с открытыми прорез ми и иазами на концах, а система рычажно-шарнирпых звеньев, нреобразуюн1их движение нрижимпых или измерительных рычагов в движение подпружинеппого штока прибора, предохранена от контакта с буровым раствором маслонаполненной эластичной многорукавной камерой, число рукавов которой соответствует числу рычагов.