Рычажное измерительное устройство Советский патент 1984 года по МПК E21B47/08 

Изобретение относится к гндрогеологнческому бурению скважин и может быть использовано для определения размеров во;доприемной полости бесфильтровых скважий Известно устройство для измерения кавери в скважине, содержащее переходник, корпус и измерительный орган, выполненный в виде измерительных рычагов, жестко соединенных с зубчатыми секторами, кинематически связанными с винтом, подпружиненным с двух сторон 1. В устройстве после опускания каверномера в скважину по команде с поверхности включается электропривод, вращающий винт. Зубчатые секторы, сцепленные с винтом, поворачиваются вокруг СВОИ.Х осей вращения, раскрывая при этом жестко связанные с ними рычаги. После того, как концы измерительных рычагов упрутся в стенки скважины, винт, продолжая вращаться, сжимает пружину и останавливается после срабатывания датчика положения и выключения электропривода. Абсолютный диаметр скважины определяется по числу оборотов винта во время раскрытия рычагов. При подъеме устройства подпружиненные рычаги копируют рельеф стенок скважины. При этом винт через зубчатые секторы воспринимает .усилия рычагов и соверщает продольные перемещения, которые преобразуются блоком преобразователей, и цифровой код по кабелю передают на поверхность. Недостатками данного устройства являются сложность конструкции из-за наличия специального привода на поверхности, контрольно-измерительной аппаратуры {преобразователи, датчики и т.д.), токбпроводов, ограниченность диапазона измерений диаметров полостей длиною винта, необходимость Привлечения специалистов для проведения измерений. Известно также рычажное измерительное устройство, содержащее корпус, рабочую камеру, порщни со щтоками, шарнирно связанные через толкатели с измерительными рычагами, направляющую щтангу, электрические датчики 2. Недостатком известного устройства является конструктивная сложность исполнительного механизма, обуславливающая увеличение времени управления рычагами. Цель изобретения - упрощение конструкции и расщирение функциональных возможностей устройства за счет определения размеров водоприемной полости бесфильтровых скважин. Поставленная цель достигается тем, что рычажное измерительное устройство, содержащее корпус, рабочую камеру, порщни со щтоками, щарнирно связанные через толкатели с измерительными рычагами, направпяющую щтангу, снабжено опорами и храП10ВЫМИ колесами, размещенными в нижней асти направляющей щтанги, а на измерительных рычагах установлены фиксаторы. прн этом храповые колеса и измерительные рычаги размещены на осях опор, а фиксаторы кинематически связаны с храповыми колесами. Кроме того, храповые колеса снабжены стрелками, а порилни подпружинены. На фиг. 1 изображено устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - храповое колесо, узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - положение измерительных рычагов и храповых колес до и во время проведения измерений. Рычаж.ное измерительное устройство состоит из колонны бурильных труб 1, через переходник 2 соединенной с корпусом устройства 3, в котором размещены подпружиненные порщни 4 (4 щт.), связанные через штоки 5 и толкатели 6 с измерительными рычагами 7, на осях 8 опор Э.размещенных в нижней части направляющей штанги 10, уста- новлены храповые колеса 11 со стрелками и нанесенной на них.графировкой, и измерительные рычаги 7, на которых установлены фиксаторы 12, кинематически связанные с храповыми колесами II. Устройство работает следующим образом. На колонне бурильных труб 1 устройство в транспортном положении опускают на подощву полости бесфильтровой скважины. Через колонну бурильных труб в надпорщневую камеру нагнетают жидкость, под давлением которой подпружиненные порщни 4 перемещаются вниз, и далее посредством щтоков 5 и толкателей 6 раздвигают в стороны измерительные рычаги 7. Каждый измерительный рычаг, отклоняется до упора в откосы водоприемной полости, поворачивая фиксатором 12 храповые колеса 11 со стрелкой на угол отклонения рычага. После этого давление жидкости сбрасывают, и под действием пружин рычаги 7 возвращаются в исходное положение. При этом угол поворота храповых колес не изменяется. Затем осуществляют подъем устройства с одновременным нагнетанием жидкости, под давлением которой измерительные рычаги занимают горизонтальное положение. Подъем прекращают при достижении рь1чагами кровли, полости. Величина свободного хода устройства определяет высоту полости бесфильтровой скважины. После этого снаряд опус- кают на длину рычагов, сбрасывают давление жидкости, и под действием пружин измерительные рычаги складываются в исходное транспортное положение и измерительное устройство извлекается из скважины. На фиг. 4 изображено три положения рычаги (1, II, 111} и показана работа храпового механизма. При раскрытии рычага 7 из положения I фиксатор 12, щарнирно закрепленный па нем, упирается в зуб храпового колеса 11 со стрелкой и поворачивает его на угол отклонения рычага. При обратном движеНИИ рычага (II, III, I) фиксатор, поворачиваясь на своей оси, выхолит из впадины между зубьями колеса и свободно скользит по вершинам зубьев неподвижного храиового колеса.

Пример. Предположим, что угол поворота храпового колеса со стрелкой при раскрытии измерительного рычага до упора в откосы, водоприемной полости составляет Ч 60°. При возврате рычага в исходное положение угол поворота храпового колеса не изменяется. Далее при максимальном раскрытии рычагов для измерения высоты водоприемной полости храповое колесо поворачивается на 90°. После перевода устА-А

ройства в.транспортное положение угол поворота храпового колеса составит 4 () Z 150°. После подъема устройства стрелка на храповом колесе будет указывать . Истинное значение угла наклона обфазующей водоприемной полости к вертикали определяется как разность углов f i 90°, т. е. , 90° 150° -90° 60°. Поскольку рычаги кинематически не связаны друг с другом, устройство позволяет определить искомые углы в любом азимутальном направлении. Применение данного устройства позволяет проводить измерения без вызова партии геофизиков.

1. РЫЧАЖНОЕ ИЗ/ПБРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус. рабочую камеру, поршни со штоками, шарнирно связанные через толкатели с измерительными рычагами, направляющую штангу, отличающееся тем, что, с целью упрО щения конструкции и расширения функциональных возможностей устройства за счет определения размеров водоприемной полости бесфнльтровых скважин, оно снабжено опорами и храповыми колесами, размешенными в нижней части направляюш,ей штанги, а на измерительных рычагах установлены фиксаторы, при этом храповые колеса к измерительные рычаги размещены иа осях опор, а фиксаторы кинематически связаны с храповыми колесами. 2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что храповые колеса снабжены стрелками, я поршни подпружинены. /