Устройство для доставки в скважину каротажного снаряда Советский патент 1984 года по МПК E21B47/01 

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ускорения каротажа восстающих скважин с любыми углами бурения за счет сокращения продолжительности подготовительных операций, тянущий механизм установлен на поворотной раме, снабженной фиксаторами и выполненной с возможностью перемещения по круговым направляющим и фиксации под углом, соответствующим углу, бурения исследуемой скважины.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем,

что, с целью предотвращения обрывов кабеля, между каротажным снарядом и системой цилиндрических втулок размещен механизм стабилизации натяжения кабеля, выполненный в виде цилиндрического корпуса, жестко скрепленного с каротажным снарядом и содержащего щток, в котором закреплен конец каротажного кабеля, патрон-ограничитель и цилиндрическую пружину, установленную между штоком и патроном-ограничителем.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ В СКВАЖИНУ КАРОТАЖНОГО СНАРЯДА, включаюидее каротажный снаряд, каротажный кабель с нанизанной на него системой цилиндрически.х втулок, лебедку с тянущим механизмом и привод, передача от которого к тянущему механизму выполнена с большим передаточным числом, чем передача к валу лебедки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности каротажа восстающих скважин, каждая цилиндрическая втулка выполнена с коническим выступом на одном конце и соответствующей ему конической выемкой на другом, а тянущий механизм выполнен в виде двух параллельных валиков с упругой оболочкой, между которыми пропущен кабель с нанизанными на него цилиндрическими втулками, причем один из валиков подпружинен, а другой соединен передачей, например цепной, с приводом лебедки.

Изобретение относится к горной промыщленности, в частности к средствам доставки геофизических приборов, предназначенных для исследования восстающих скважин, пробуренных в горных выработках, карьеpax, щахтах. Известно устройство для доставки каротажного снаряда в горизонтальные и восстающие скважины с помощью щтанг, соединенных между собой посредством резьбы или специального дамкового механизма 1. Недостатком указанного устройства является его громоздкость, приводящая к затруднениям при исследовании скважин подземного бурения в условиях ограниченного пространства. Известно также устройство для доставки в скважину каротажного снаряда с помощью специальных приспособлений типа самолаза 2. Недостатком данного устройства является невозможность его использования в скважинах малого диаметра. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для доставки и извлечения прибора из скважины, содержащее лебедку, привод, тянущий механизм, каротажный снаряд и каротажный кабель, на который нанизана система цилиндрических втулок. Тянущий механизм устанавливается меж ду лебедкой и скважиной и представляет собой барабан, на котором намотан один или несколько витков каротажного кабеля с нанизанными на него цилиндрическими втулками. Вращение барабана приводит к сматыванию кабеля со втулками с лебедки и их подачу в скважину. Перемещающиеся с кабелем втулки воздействуют на каротажный снаряд, заставляя его перемещаться в скважину 3. Недостатком известного устройства является отсутствие жесткой связи цилиндрических втулок между собой, что ограничивает область применения устройства - исследование наклонных и горизонтальных скважин. Применение этого устройства для исследования восстающих скважин затруднительно, поскольку механическая система, образованная каротажными снарядом и кабелем с нанизанными на него цилиндрическими втулками, лишена жесткости. Поэтому при каротаже восстающих скважин кабель провисает и запутывается. Кроме того, разобщенность лебедки, привода и тянущего механизма приводит к дополнительным затратам времени на установку и раздельное закрепление этих блоков перед проведением каротажа в скважине. Цель изобретения - обеспечение возможности каротажа восстающих скважин, ускорение каротажа восстающих скважин с любыми углами бурения и предотвращение обрывов кабеля. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для доставки в скважину каротажного снаряда, включающем каротажный снаряд, каротажный кабель с нанизанной на него системой цилиндрических втулок, лебедку с тянущим механизмом и привод лебедки, передача от которого к тянущему механизму выполнена с большим передаточным числом, чем передача к валу лебедки, каждая цилиндрическая втулка выполнена с коническим выступом на одном конце и соответствующей ему конической выемкой на другом, а тягущий механизм выполнен в виде двух параллельных валиков с упругой оболочкой, между которыми пропущен кабель с нанизанными на него цилиндрическими втулками, причем один из валиков подпружинен, а другой соединен передачей, например цепной, с приводом лебедки. Кроме того, тянущий механизм установлен на поворотной раме, снабженной фиксаторами и выполненной с возможностью перемещения по круговым направляющим и фиксации под углом, соответствующим углу бурения исследуемой скважины.

Между каротажным снарядом и системой втулок размещен механизм стабилизации натяжения кабеля, выполненный в виде цилиндрического корпуса, жестко скрепленного с каротажным снарядом и содержащего щток, в котором закреплен конец каротажного кабеля, патрон-ограничитель и цилиндрическую пружину, установленную между щтоком и патроном-ограничителем.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид в профильной проекции; на фиг. 2 - лебедка и тянущий механизм, горизонтальная проекция; на фиг. 3 - механизм стабилизации натяжения кабеля, продольный разрез; на фиг. 4 - соотнощение величины и направления усилий перемещения каротажного снаряда и натяжения каротажного снаряда.

Устройство для доставки в скважину каротажного снаряда включает каротажный снаряд 1, каротажный кабель 2 с нанизанными на него цилиндрическими втулками 3 и лебедку с тянущим механизмом.

Каждая цилиндрическая втулка выполнена с коническим выступом на одном конце и соответствующей ему конической выемкой на другом (фиг. 3). Диаметр внутреннего канала в них несколько больше диаметра каротажного кабеля.

Лебедка состоит из трубчатой станины 4 и барабана 5. Движение от ручного привода 6 к валу 7 лебедки передается с помощью цепной передачи, включающей ведущую щестерню 8, цепь 9 и ведомую щестерню 10. С одной стороны лебедки установлен ручной ленточный тормоз 11, с другой храповик 12. Лебедка снабжена коллектором 13, к которому подключается соединительный. кабель 14 от наземной измерительной аппаратуры. Тянущий механизм состоит из двух соприкасающихся параллельных упругих валиков 15 и 16. Нижний ведущий валик 15 через щестерню 17, цепь 18 и щестерню 19 соединен с валом 7 лебедки. Верхний валик 16 прижат к нижнему пружинами 20. Ось валика 16 расположена в фигурном вырезе 21. Оба валика 15 и 16 установлены на поворотной раме 22, которая может поворачиваться относительно вала лебедки и закрепляться на круговых направляющих 23 с помощью фиксаторов в виде закрепительных винтов 24. Каротажный кабель 2 вместе с системой цилиндрических втулок 3 пропущен между валиками 15 и 16 тянущего механизма. Передача от вала 7 лебедки к тянущему механизму выполнена с больщим передаточным числом, чем передача от привода 6 лебедки к ее валу 7, т.е. за каждый оборот рукоятки привода 6 каждая точка на поверхности валиков тянущего механизма проходит путь больщий, чем точка на поверхности барабана 5 лебедки.

Для стабилизации натяжения кабеля и ликвидации его перенапряжения при намотке кабеля с цилиндрическими втулками на лебедку между каротажным снарядом 1 и 5 системой втулок 3 размещен механизм 25 стабилизации натяжения кабеля (фиг. 3). Механизм стабилизации состоит из цилиндрического корпуса 26, в котором перемещается щток 27, в последнем неподвижно

Q закреплен каротажный кабель 2 с помощью одетой на кабель резиновой пробки 28, которая при завинчивании металлической пробки 29 сжимается и зажимает кабель 2. Конец кабеля 2, выступающий из штока, освобожден от общей изоляции и его жилки

5 30 по отдельности подключены к каротажному снаряду 1, с которым жестко скреплен и корпус 26 стабилизатора натяжения кабеля посредством резьбы 31. С противоположной стороны в корпус ввинчен патрон-ограничитель 32, имеющий канал для перемещения в нем щтока 27. на внещнем конце патрона-ограничителя 32 выполнена коническая выемка, соответствующая коническому выступу ближайщей из цилиндрических втулок 3. Между внутренним концом патро5 на-ограничителя 32 и щтоком, а точнее кольцевым выступом щтока 27, расположена цилиндрическая пружина 33, работающая на сжатие.

Устройство работает следующим образом.

0Перед началом работ кабель 2 пропускают между валиками 15 и 16 тянущего механизма и разматывают его с лебедки, растягивая по прямой линии. Нанизывают на кабель 2 заранее приготовленные цилиндрические втулки 3, закрывая ими больщую

5 часть его длины. Закрепляют конец кабеля 2 и подсоединяют к нему каротажный снаряд 1. Поджимают цилиндрические втулки 3 одна к другой, начиная с ближайщей от лебедки и далее к каротажному снаряду так,

д чтобы между ними не было зазоров. Отключают тянущий механизм лебедки, приподняв валик 16 и зафиксировав его ось в верхнем гнезде фигурного выреза 21, в результате чего между валиками 15 и 16 образуется зазор, щирина которого превыщает диаметр

5 цилиндрических втулок. Наматывают кабель 2 со втулками 3 на лебедку. При этом увеличивающееся натяжение каротажного кабеля 2, связанное с расхождением цилиндрических втулок 3 при их укладке на барабан 5 лебедки, компенсируется сжатием цилинд рической пружины 33 в механиз.ме 25 стабилизации натяжения кабеля и, таким образом, вместо удлинения кабеля 2 при его намотке на лебедку происходит перемещение щтока 27 в механизме 25 стабилизации нае тяжения. Аналогичным образом действует механизм 25 стабилизации натяжения кабеля и при повторных намотках кабеля 2 на лебедку в процессе каротажа (или после его окончания). Подготовленное таким образом устройство для доставки в скважину каротажного снаряда устанавливают в горной выработке так, чтобы продолжение восстающей скважины, которую необходимо исследовать , пересекало ось лебедки. Ослабив закрепительные винты 24, приподнимают поворотную раму 22 с тянущим механизмом до тех пор, пока линия соприкосновения валиков 15 и 16 не установится на прямой, соединяющей ось лебедки с устьем скважины, и закрепляют поворотную раму 22 в этом положении на направляющих 23 с помощью винтов 24. Лебедку поворачивают вокруг вертикальной оси так, чтобы направление кабеля 2 при каротаже было перпендикулярным валу лебедки 7, и закрепляют с помощью колыщков или скоб, которые забивают в подощву горной выработки.

Включают тянущий механизм, опуская ось валика 16 в нижнее гнездо фигурного выреза 21. Отпускают ручной тормоз 11. Устанавливают подпружиненный зуб храповика 12 на стопорную щестерню, чтобы предотвратить вращение лебедки в обратную сторону.

Разматывая кабель 2 с лебедки с помощью привода б и вручную поддерживая каротажный снаряд 1, направляют его в устье исследуемой скважины 34. Включают питание каротажного снаряда 1 и подготавливают к каротажу наземную измерительную аппаратуру. Продолжая разматывать кабель 2 с лебедки, проталкивают каротажный снаряд 1 вверх по восстающей скважине 34. Поскольку передача от вала 7 лебедки к тянущему механизму выполнена с большим передаточным щагом, чем передача от привода 6 лебедки к ее валу 7, то за каждый оборот рукоятки валики 15 и 16 тянущего механизма вытягивают с лебедки столько цилиндрических втулок 3, что их суммарная длина превыщает длину кабеля 2, сходящего с барабана лебедки даже при максимальном диаметре витка кабеля на лебедке. Благодаря этому и создается натяжение кабеля 2, направленное противоположно перемещению втулок 3 и каротажного снаряда 1. Поскольку перемещение втулок 3 не может быть больщим, чем перемещение кабеля (из-за упора первой из системы втулок в каротажный снаряд 1), то происходит некоторое проскальзывание втулок 3 между эластичными валиками 15 и 16 тянущего механизма. Конические выступы и выемки на концах цилиндрических втулок способствуют их лучщему сочленению друг с другом и препятствуют перемещению втулок в поперечном направлении.

По достижении каротажным снарядом

1 забоя скважины и окончании каротажа отключают тянущий механизм, приподняв валик 16, отсоединяют храповик 12 и извлекают каротйжный снаряд 1 из скважины, наматывая кабель 2 с втулками 3 на лебедку.

0 Извлечение снаряда из скважины, как правило, проходит без осложнений. В случае необходимости каротаж скважины .может быть выполнен и при извлечении снаряда из скважины.

По сравнению с известными предлагаемое устройство требует меньщей численности обслуживающего персонала (два человека вместо трех) и отличается более высокой производительностью.

При внедрении устройства в практику каQ ротажа скважин подземного бурения оно обеспечивает экономический эффект не менее 5 тыс. руб. в год на один комплект устройства.

При соответствующем изменении поворотной рамы с тянущим механизмом предлагаемое устройство может быть использовано и для каротажа наклонных искривленных скважин, что экономит время, главны.м образом, вследствие сокращения длительности подготовительных операций.