Устройство для транспортирования приборов в скважине Советский патент 1984 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин и предназначено для доставки геофизических приборов на забой наклонно направленных и горизонтальных скважин.

Известно самоходное скважинное устройство, содержащее корпус, ведущие колеса с индивидуальными приводами, связанньами с корпусом через элементы подвески, причем каждое последующее ведущее колесо расположено со смещением и по окружности корпуса относительно предыдущего 1

Недостатками известной конструкции являются «е сложность, обусловленная наличием индивидуального привода для каждого колеса, а также низкая надежность и невозможность получения большого тягового усилия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для транспортировки грузов в скважине, содержащее корпус, внутри которого размещены стопорно-разжкмные механизмы с приводами и опорными элементами и средство для реверса хода. Один из стопорно-разжимных механизмов жестко связан с корпусом другой может перемещаться вдоль корпуса посредством отдельного привода, связанного с ним через винтовую передачу. Опорные элементы выполнены в виде стержней с зубчатой нарезкой, входящей в зацепление с шестерней, связанной с приводом. При выдвижении опорных элементов неподвижного стопорно-разжимного механизма происходит перемещение другого стопорно-разжимного механизма с убранными опорными элементами вдоль корпуса к неподвижному посредством винтовой передачи. При реверсе вращения винта передачи происходит выдвижение опорных элементов подвижного стопорно-разжимного механизма заклинивание его в скважине и уборка опорных элементов неподвижного механизма - корпус начинает перемещаться вдоль скважины. Происходит перемещение устройства на один шаг.

Таким образом, транспортируемый прибор связан при этом с корпусом устройства. Цикл перемещения состоит из холостого хода - подтягивание подвижного механизма к неподвижному и рабочего - перемещение корпуса (неподвижного механизма) от застопоренного в скважине подвижного механизма 2;.

Недостатками устройства являются снижение скорости перемещения, наличие дополнительных энергозатрат привода и управляемых опорных элементо Цель изобретения - повышение скорости перемещения геофизических приборов в скважине путем обеспечения непрерывности движения устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для транспортирова ния геофизических приборов в скважине , содержащем корпус, стопорноразжимные механизмы с опорными эле5 ментами, попеременно находящимися в зацеплении со стенками скважины, привод с винтом, взаимодействующим со стопорно-разжимными механизмами, и средство реверса хода, половина

д винта привода выполнена с нарезкой противоположного направления, при этом каждый опорный элемент выполнен в виде кулисы со стопором, шарнирно закрепленной на внешней части стопорно-разжимного механизма, и рычага, который шарнирно соединен с камнем, установленным подвижно на кулисе и подпружиненным относительно корпуса.

Это позволяет увеличить скорость

0 и обеспечить непрерывность передвижения устройства. Увеличение скорости обусловлено отсутствием холостого хода при движении. Непрерыв- ность движения обеспечивается посто5 янным поступательным перемещением винта, которое происходит благодаря поочередному заклиниванию в скважине каждого стопорно-разжимного механизма, в котором происходит вращеQ ние винта с одновременным преобразованием его в поступательное перемещение. Исполнение опорных элементов стопорно-разжимного механизма в виде кулисы с рычагом обеспечивает автоматическое поочередное заклинивание в скважине стопорно-разжимньзх механизмов .

На фиг. I схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - схема работы устройства

0 за один цикл перемещения.

Устройство состоит из корпуса 1, который жестко связан с транспортирующим прибором. На корпусе 1 расположены стопорно-разжимные механизмы

5 2 и 3 с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль него посредством направляющих а . каждый из механизмов состоит из каретки 4, внутренняя часть которой расположеQ на внутри корпуса и выполнена в виде ходовой гайки. К наружной части каретки шарнирно прикреплены кулисы 5 для фиксирования механизма в скважине. В каретке 4 выполнены сквозные пазы Б , сквозь которые проходит ры чаг б для поворота кулисы 5. Поворот осуществляется посредством кулисного камня 7. Между опорной площадкой ft рычага 6 и корпусом опорно-разжимного механизма установлена пружи0 на 8 сжатия, обеспечивающая постоянное раскрытие кулис и прижим их к стенке скважины. Внутри корпуса 1 расположен ходовой винт 9, находящийся в зацеплении с гайками соот5 ветствующих стопорно-разжимных механизмов. Ходовой винт 9 имеет правую и левую нарезки резьбы. Вращение ходового винта происходит от двигателя 10 в опорах 11/ 12 и 13 качения. Средство реверса хода включает систему концевых выключателей и коммутирующую аппаратуру (не показаны), обеспечивающие реверсирование вращения двигателя при перемещении управляющих рычагов 6 внутрь стопорно-разжимного механизма. Для свободного перемещения устройства с прибором из скважины, когда проходит горизонтальный или наклонный участок скважины, оно снабжено группой электромагнитов 14, управляемых с панели управления. При подаче питания на электромагниты якорь, перемещаясь вверх, перемещает рычаг б, выводя кулисы 5 из зацепления со стенкой скважины.

Устройство работает следующим образом.

Перемещение устройства с транспортируемым прибором в скважину под действием собственного веса происходит в положении, когда кулисы 5 стопорно-разжимного механизма находятся в исходном положении и под действием якоря электромагнита прижаты к кареткам 4 стопорно-разжимных механизмов 2 и З.При достижении участка скважины,где перемещение устройства невозможно под действием собственного веса и веса кабеля с прибором (горизонтальный и пологонаклонный участки) из-за увеличения сил трения кабеля устройства и транспортируемого прибора со стенкой скважины, подается сигнал управления по кабелю на группу электромагнитов 14. При срабатывании электромагнита происходит высвобождение кулис 5 и под действием пружины 8 поворот их до соприкосновения со стенкой скважины. Далее с наземного пульта подается питание на привод 10 ходового винта 9 Предположим, что ворхняя часть винта 1 имеет правую резьбу, а нижняя Э левую и при включении двигателя вращение винта происходит по часовой стрелке (фиг. 2а). Стопорно-разжимные механизмы 2 и 3 расположены при этом на корпусе устройства. За счет сцепления верхней части винта с гайкой механизма 3 происходит заклинивание при помощи кулис 5 этого механизма в скважине и вывинчивание винта 9 и связанного с ним корпуса 1 вверх. Одновременно с этим, за счет сцепления нижней части винта с левой нарезкой и с гайкой механизма 2, последний перемещается вверх вдоль корпуса 1. Перемещение корпуса 1 вверх по скважине и стопорно-разжимного

механизма 2 вдоль корпуса происходит до тех пор, пока под действием управляющего рычага 6 механизма 3 кулисы 5 не выйдут из зацепления со стенкой скважины. Перемещение рыча-гов 6 механизма 3 происходит благодаря воздействию на них корпуса

1 подшипника 13, перемещающегося вместе с корпусом 1. В момент выхода кулис 5 механизма 3 из зацепления 0 со скважиной происходит срабатывание концевых выключателей механизма реверса (фиг. 26). При реверсе вра щения двигателя происходит дальнейшее перемещение вверх корпуса 1, 5 обусловленное тем, что опорой для вьодвижения винта с корпусом- является уже стопорно-разжимной механизм 2. Внедрение кулис 5 механизма 2 происходит за счет возникновения осевой силы, направленной вниз,по гайке механизма 2 в результате сцепления ее с ходовым винтом с левой нарезкой при вращении его прютив часовой стрелки. Одновременно с перемещением корпуса 1 вверх происходит перемещение механизма 3 вдоль корпуса. Перемещение корпуса вдоль скважины происходит до тех пор, пока кулисы 5 механизма 2 под действием рычага 6 не выйдут из зацепления со 0 стенкой скважины. Перемещение рычага б происходит под действием торцовой поверхности нижней части корпуса. В момент, когда кулисы 5 механизма 2 не полностью вышли из зацепле5 НИН со скважиной, срабатывают концевые выключатели механизма реверса. Происходит реверс вращения двигателя, и цикл повторяется. Таким образом, происходит перемещение устройQ ства с прибором вдоль скважины. Для извлечения устройства с прибором из скважины с наземного пульта управления подается сигнал на группу электромагнитов 14, при срабатывании которых происходит перемещение управ ляющих рычагов вверх и принудительное возвращение кулис 5 в исходное положение. При таком положении кулис можно беспрепятственно извлекать устройство с прибором из скважины при 0 помощи геофизического кабеля.

Предлагаемое устройство обеспечивает низкую стоимость проведения геофизических исследований горизонтальных и наклонно направленных сква5 жин, обусловленную дешевым способом доставки приборов в интервал исследования, при котором не требуется использование бурового оборудования, возможностью непрерывной регистрации Q геофизических параметров пластов

вдоль ствола скважины, высокой производительностью исследований.

I 1

I iv

sS «

I

I f

и

I

ч

N

r

Ы

т

rl

т

:l

фце.г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИ РОВАНИЯ ПРИБОРОВ В СКВАЖИНЕ, содер жащее корпус, стопорно-разжимные механизмы с опорными элементами. попеременно находящиеся в зацеплении со стенкой скважины, привод с винтом, взаимодействующим со стопорно-разжимными механизмами, и средство (юверса хода, отличающееся тем, что,.с целью повышения скорости перемещения приборов в скважине путем обеспечения непрерывности движения устройства, половина винта выполнена с нарезкой противоположного направления, а каждый опорный элемент выполнен в виде кулисы, шарнирно закрепленной на внешней части стопорно-разжимного механизма, и рычага, который шарнирно соединен с KCIMнем, установленным подвижно на кулисе и подпружиненным относительно В