Электромеханический привод прижимных устройств скважинных приборов Советский патент 1984 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к технике геофизических исследований в скважине и может быть применено в приборах которые в процессе измерений необходимо прижать к стенке скважины, в , частности, для поджатия устройств внедрения датчика в стенку скважины при проведении экспериментальных исследований в измерительных скважиндх. ,

ИзвесГтно прижимное устройство скважинного прибора, содержащее корпус с размещенным в нем приводом с ходовым винтом, шток, прижимной элемент в виде рычага, гидроцилиндр, ступенчатый и силовой поршень, гидросистему. Крутящий момент, развиваёмьй приводом, через ходовой винт преобразуется в поступательное движение штока и ступенчатого поршня. Сту пенчатый поршень управляет движением силового поршня, который под действием давления жидкости в гидросистеме перемещает и раскрьшает рычаг. При достижении рычагом стенки скважины и предварительном прижиме прибора силовой поршень останавливается, а ступенчатый, продолжая движение, высокое давление на силовой поршень. Далее силовой поршень давит на одно из плеч Г-образного рычага.

Другое плечо рычага выдвигается

до упора в стенку скважины, отклоняя

прибор к противоположной стенке Cl3.

Недостатком данного устройства яв ляется то, что при нахождении прибора в скважине длительное время, наличии водяных линз происходит ослабление прижима прибора к стенке и его смещение вдоль продольной оси скважины. Б результате неплотного поджатия прибора при проведении исследований вносятся дополнительные погрешности измерений. При использовании этой конструкции для поджатия устройств внедрения датчиков в стенку скважины в процессе внедрения происходит ослабление прижима устройства и смещение его как по направлению относительно сторон горизонта, так и по глубине скважины. Кроме того, высокое давление на силовом при эксплуатации Г-образного рычагу в качестве прижимного элемента не может быть использовано полностью (усилие поджатия действует под углом к стенке скважины), вследствие чего прижимное усилие обеспечивается сложной и громоздкой конструкцией приво- да. При ослаблении прижима к стенке скважины необходимо прибор или устройство установить в исходное положение и прижать к стенке скважины, что трудоемко и требует много времени .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электромеханический привод, который содержит корпус, электродвигатель, редуктор, винтовую пару с силовым штокой, концевые выключатели, поворотную гильзу, поводки. При включении электродвигателя вращение его вала преобразуется в постзшательнсе движение силового штока. При движении штока внутрь корпуса один из пазов, выполненный на выступе Штока, входит в зацепление с верхним поводком, которьй поворачивает гильзу. Гильза кромкой своего окна нажимает на выключатель, при этом силовой шток останавливается в крайнем положении. Для выдвижения штока из корпуса реверсируют вращение вела. При вьздвижении штока из корпуса второй паз на выступе штока входит в зацепление с нижни поводком, при этом гильза вращается в направлении, противоположном первому, до тех пор, пока кромкой окна не нажмет на другой выключатель. Што останавливается в другом крайнем положении 2.

Недостаток известного устройства заключается в том, что шток вьщвига,ется на величину хода, определяемую (положением поводков, окна на гильзе и выключателей. Ход штока постоянный а изменение его можно провести перестановкой поводка. Поэтому при уменьшении силы сцепления между стенкой и прибором поджатие этим устройством осуществить невозможно. Кроме того, перенастройка хода штока в сторону его увеличения или уменьшения затруднительна, трудоемка и занимает много времени. При длительном нахождении прибора в скважине усилие поджатия ослабевает, возможно смещение относительно горизонта, на котором проводится исследование.

Цель изобретения - повьш1ение надежности прижима прибора к стенке скважины за счет самовключения электродвигателя при уменьшении силы

взаимодействия между корпусом и стенкой скважины.

Указанная цель достигается тем, что электромеханический привод, содержащий корпус, реверсивный электродвигатель, редуктор с червячным колесом, выходной вал, жестко сйязанный с винтовой парой, выполненной в виде винта и силового штока, концевые выключатели, снабжен подпружиненным седлом с выступом для взаимодействия с концевым выключателем, причем выходной вал имеет гладкую цилиндрическую часть, пропущенную через редзгктор и образует поступательную пару с неподвижным относительно продольной оси вала червячным колесом, а на свободном конце вал имеет выступ для взаимодействия с седлом. На фиг. 1 изображен привод, общий ВИД; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Электромеханический привод прижим ных устройств скважинных приборов содержит электродвигатель 1, редуктор 2, винтовую пару 3 с подвижным силовым штоком 4, корпус 5. Для выхода силового штока из корпуса в нем выполнено окно 6. Вал 7 соединен с колесом 8 при помощи шпоночного соединения и содержит выступ 9, в который упирается седло 10, с размещенной на нем пружиной 11. Седло с концом вала пропущено в направляющее отверстие 12 стенки 13 ограничительного кронштейна 14. В седле выполнен упор 15, расположенный соосно с выключателем 16. Шток 4 снабжен фланцем со скосом 17, который давит на выключатель 18. Устройство работает следую1цим образом. После спуска устройства на задан ный горизонт включают электродвигатель 1. Электродвигатель через редук тор 2 и винтовую пару 3 начинает поступательно двигать силовой шток 4 .пропуская его через окно 6 корпуса 5 При достижении опорной поверхностью 1 силового штока стенки скважины прои ходит сдавливание грунта, при этом

корпус перемещается в направлении обратном движению силового штока. При достижении заданного усилия поджатия силовой шток останавливается, а вал 7 поступательно перемещается относительно червячного колеса 8 редуктора. Вал, перемещаясь, выступом 9 давит на седло 10. Седло,вместе с валом, сжимая пружину 11, проходит в направляющее отверстие 12 стенки 13 ограничительного кронштейна 14, при этом упор 15 нажимает на выключатель 16. Двигатель выключается, а вал прекращает вращательное и поступательное движение. При уменьшении усилия поджатия между корпусом прибора и стенкой скважины пружина разжимдгется и подает вал и седло с упором в направлении, совпадающем с направлением движения штока при поджатии прибора, при этом упор седла освобождает выключатель, двигатель включается и последовательность работы привода повторяется. Для извлечения прибора из скважины изменяют направление вращения вала электродвигателя. Вал, передавая движение винтовой паре, возвращает шток и седпо с пружиной в исходное положение. Фланец со скосом 17 нажимает выключатель 18, двигатель выключается, вад прекращает движение. Предложенное устройство по сравнению с прототипом обе спечивает над жный прижим прибора к стенке скважины независимо от диаметра скважины, состояния стенок ее, а также при ослаблении прижима при нахождении прибора в скважине длительное время, кроме того, при ослаблении прижима исключает извлечение устройства из скважины для перенастройки хода штока, а также повторную установку устройства в исходное положение. Вследствие этого возможна установка и надежное крепление приборов и устройства на заданном горизонте и в заданном направлении, что позволяет повысить точность определений физических параметров за счет надежного контакта.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ПРИЖИМНЫХ УСТРОЙСТВ СКВАЖИННЫХ ПРИБО РОВ, содержащий корпус, реверсивный электродвигатель, редуктор с червячным колесом, вьпсодной вал, жестко связанный с винтовой.парой, выполнен ной в виде винта и силового штока, фиг.1 концевые выключатели, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности прижима прибора к стенке скважины за счет самовключения электродвигателя при уменьшении силы взаимодействия между корпусом и стенкой скважины, он снабжен подпружиненным седлом с выступом для взаимодействия с концевым выключателем, причем вьтсодной вал имеет гладкую цилиндрическую часть, пропущенную через редуктор и образует поступательную пару с неподвижным относительно продольной оси вала червячным колесом, а на свободном конце вал имеет выступ для взаимодействия с седлом.