Движитель скважинного прибора Советский патент 1983 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к исследованию скважин геофизическими методами и может быть использовано для принудительного перемещения ( транспортирования ) вдоль ствола скважины 1 глубинных приборов и грузов различно .го назначения. Известно устройство, содержащее набор секций, выполненных из вещества с высоким удельным весом, каждая из которых имеет на концах несъемные замки (верхний и нижний ) для шарнирного сочленения секций между собой, причем каждая секция выполнена в виде трубы с пазом под кабель. После сочленения (сборки ) необходимого количества секций груз подсоединяется к глубинному прибору или каротажному кабелю. Наличие подвижных сочленений между секциями и достаточно высокий вес груза позволяют последнему преодолевать некоторые препятствия в стволе скважины L1 Однако при спуске па забой не обеспечивается прохождение наклонных и горизонтальных участковствола скважины из-за залипания груза к стенке ствола ( груза на забой скважины обеспечивается только за счет тангенциальной составляющей веса груза). Наличие на стенках скв жины глинистой корки увеличивает коэффИ11:иент сцепления груза со стенкой скважины. В связи с этим в накЛО.ННЫХ скважинах необходимо преодолевать значительное сопротивление прилипания как самого груза, так и каротажного кабеля, на котором опус кается груз. - Кроме того, при спуске и подъеме не обеспечивается прохождение грузом Ьальников и пробок даже в вертикаль ных скважинах. Образование сальников и пробок в стволе скважины происходит за счет желатйнизации - загустевания бурового раствора, что приводи к увеличению его вязкости и, как следствие, к увеличению сопротивления дви)сению груза. В ряде случаев процесс желатйнизации происходит достаточно быстро даже за время нахождения прибора с грузом на забое скважины. В результате возникают определенные затруднения при подъеме груза. Ликвидация таких нежелательны явлений осуществляется за счет перемещения бурового раствора, промывки скважины, что требует спуска буро вого инструмента и задалживания времени скважиныi Известно устройство для транспортирования скважинного прибора, содер жащее корпус, привод, винт, опорные разжимные элементы 2 . Недостатками указанного устройства являются сложность конструкции и ненадежность работы устройства, особенно в случаях слабопрочных горных пород, слагающих ствол скважины (сыпучие пески, мягкие пластичные глины и т.п,), и сложного строения профиля ствола скважины (резкое изменение углов наклона ствола, кавернозность ствола и T.n.J. Кроме того, устройство перемещается по скважине лишь во время разжима стопорно-разжимных механизмов, т.е. с остановками на время сближения стопорно-fазжимных механизмов, что снижает производительность работ; Целью изобретения является повышение надежности прохождения прибором наклонных. Горизонтальных и восстающих участков ствола. Указанная цель достигается тем, что опорные разжимные элементы выполнены в виде тора, заполненного жидкостью и имеющего наружную резьбовую поверхность, соответствующуьэ поверхности винта. Винт выполнен полым с винтовой лопастью внутри. На фиг. 1 приведена принципиальHaifi схема устройства; на фиг. 2 - положение тора при движении шнека вверх; на фиг. 3 - положение тора при движении шнека вниз. Устройство содержит корпус 1 с центраторами 2 и 3. В корпусе размещены привод 4 и полый винт, выполненный ввиде двух частей 5 и б, каждая из которых.сочленена с приводом 4 через узел 7 сцепления. На каждую часть винта насажен полый тор 8 и 9 из эластичного материала. Внутренняя поверхность торов 8 и 9 заполненарабочей жидкостью а , Внешняя поверхность торов выполнена с резьбой, которая повторяет рисунок винта. На концах винта установлены ограничительные шайбы 10-13, в полости винта размещена винтовая лопасть 14. Устройство работает следующим образом. При встрече с препятствием в стволе скважины (при затруднении прохождения глубинпьом прибором отдельных участков(ствола, скважины jвключают привод 4. Привод через узел 7 сочленения начинает вращать винт, причем каждая из двух его частей Ь и б вращаются в противоположные стороны. Вращающиеся части начинают выворачивать насаженные на них торы в виде эластичных мешков. Выво.рачивающиеся мешки, сжимаясь у ограничительных шайб 10-13, входят а соприкосновение со стенками скважины и, взаимодействуя с последними, создают тяговое усилие устройства. При вращении части б винта за счет сцепления ее с торсм 9, а также учитывая, что тор .9 изготовлен из эластичных материалов, а перемещение тора по шнеку ограничивается налич-ием ограничительных шайб 12 и 13, тор 9 начинает сжиматься, увеличиваясь в поперечных размерах, и выворачиваться. Отсутствие шайб 12 и 13 привело бы к простому свинчиванию тора с винта. Увеличивающийся в поперечных размерах и выворачивающийся тор 9 приходит в соприкосновение и взаимодействие со стенками скважины f (фиг. 2), что и обеспечивает поступательное движение по стволу скважины всего устройства.

Вращение обеих частей 5 и б винта приводит к тому, что оба тора 8 и 9 (верхний и нижний ), сжимаясь между ограничительными шайбами соответственно 10-11 и 12-13 поворачиваются и взаимодействуют со стенками скважины. Таким образом, оба тора, выворачиваясь и взаимодействуя со стенками скважины, создают тяговое усилие движителя в одном направлении. В свою очередь, направление движения устройства (вперед-назад ) определяется направлением вращения шнека {фкг. 2 - при движении вверх, фиг. 3 -. движении вниз). ° При прохождении кавернозных участков ствола скважины с большими поперечными размерами, даже при

полном сжатии одного из торов, последний не сможет войти во взаимодействие со стенками скважины. В этом случае надежнбе движение всего устройства обеспечивается за счет

0 второго тора (первый тор взаимодействует лишь с буровым раствором до тех пор, пока первый тор не пройдет каверну и опять не войдет в соприкосновение со стенкой скважины и т-.д. За счет того, что торы выполне5ны из эластичных материалов, устройство проходит и места сужения в стволе скважины. Кроме того, винтовая лопасть в полости винта обеспечивает прохождение через устройство бурово0го раствора, заполняющего ствол скважины, а также сальников, что предотвращает возникновение поршне-; вого эффекта в стволе.

С

4ч

f / л

G

Фкг.З

1. ДВИЖИТЕЛЬ СКВАЖИННОГО ПРИБОРА, содержащий Kopiiyc, привод, винт, опорные элементы, о т л и ч аю ад и и с я тем, что, с целью повышения надежности прохождения прибором наклонных, горизонтальных и врсстакяцих участков стволй скважины, опорные .элементы выполненыв виде тора, заполненного жидкостью и имеющего наружную резьбовую поверхность, соответствующую поверхности винта. 2. Движитель по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что винт выполнен полым с винтовой лопастью. - . W с 00 да со со