,
максимальный аметр скважины, на работу в которой рассчитано устройство, м;
К предельно допустимая длина заглубления торца нижнего плеча прижимного элемента в горную породу, зависящая от крепости пород, площади
1137189
торца и усилия, передаваемого на него, м; } - предельно допустимый угол между линией, перпендикулярной .оси устройства, прижатого к стенке скважины, и нижним плечом прижимного элемента, установленного в рабочее положение, град.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЖИМА ПРИБОРОВ ВхСКВАЖИНЕ, содержащее корпус, . прижимной элемент, ступенчатый клин, расположенный в направляющей с возможностью взаимодействия с прижимным элементом, и подпружиненную ,втулку, отличающе.еся тем, что, с целью обеспечения надежного прижима приборов в скважинах с изменяющимся диаметром ствола, клин снабжен прикрепленной к его верхней части плоской пружиной, прижимной элемент выт полнен в виде коленообразного бруса, установленного с возможностью перемещения вдоль оси корпуса устройства и взаимодействия в рабочем положении торцом нижнего плеча со стенкой скважины, а в верхнем плече прижимного элемента выполнен паз с установленной в торцовой части плеча перемыч-, кой, которая размещена между плоской пружиной и наклонной поверхностью клина с возможностью постоянного взаимодействия с ними, при этом угол Y между плечами прижимного элемента определяют по соотношению ;f ISO - о/, - «г , .А, где - угол между осью корпуса устройства и верхним плечом при исходном положении прижимного j элемента, град; o,2 afcstn--- - угол между осью корпуса устройства и нижним плечом при исходном сложении прижимного элемента, град; J,j02 внутренний и 9 внешний диаметры корпуса, м; 6, ,65 длины верхнего и нижнего плеч прижимного эле§ мента соответст- L ,р . венно, м; , - nis8t4b,/COSCi3) HO - расстояние, на которое может перемещаться 00 клин из исходно:0 го положения в рабочее, м; П1 - технологическая длина части верх него плеча прижимного элемента между пазом и плоскостью, рассекающей прижимной элемент на верхнее и нижнее плечи, м;
1
Изобретение относится к геофизической разведке месторождений полезных ископаемых, в частности к устрои ствам для геофизических исследований скважин.
Известно; устройство для прижима приборов в скважине, содержащее корпус, прижимной элемент, ступенчатый
клин, расположенный в направляклдей с возможностью взаимодействия с прижимным элементом, и подпружиненную втулку lj .
Недостатком известного устройства является небольшой диапазон выхода прижимного элемента из корпуса, что не позволяет обеспечить надежньй прижим приборов в скважинах с изменяющимся диаметром ствола. Максимальнее отношение изменения диаметра скважины к диаметру прибора составля ет не более 1,7 диаметра корпуса прибора.
Цель изобретения - обеспечение надежного прижима приборов в скважинах с изменякяцимся диаметром ствола.
Поставленная цель достигается тем что в устройстве для прижима приборов в скважине, содержащем корпус, прижимной элемент, ступенчатый клин, расположенный в направлякнцей с возможностью взаимодействия с прижимным элементом, и подпружиненную втулку, клин снабжен прикрепленной к его верхней части плоской пружиной, прижимной элемент выполнен в виде коленообразного бруса, установленного с возможностью перемещения вдоль оси корпуса устройства и взаимодействия в рабочем положении торцом нижнего плеча со стенкой скважины, ав верхнем плече прижимного рлемента выполнен паз с. установленной в торцовой части плеча перемычкой, которая размещена между плоской пружиной и наклонной поверхностью клина с возможностью постоянного взаимодействия с ними, при этом угол J( между плечами прижимного элемента определяют по соотношению
180 -oi,-cig,(1)
.1
где oi,
угол между осью
2Е, корпуса устройства и верхним плечом при исходном положении прижимного элемента, град;
. o6j «агсвш-р-:угол между осью
«2 корпуса устройства и нижним плечом при исходном положении прижимного элемента, град;
1.02 внутренний и внешний диаметры корпуса, м; длины верхнего и нижнего плеч прижимного элемента соответственно, м; l o i bo+nn Ь,4 &ibVl,/C06 „ - расстояние, на которое может перемещаться клин из исходного положения в рабочее,, м; технологическай длина части верхнего плеча прижимно го элемента ме ду пазом и пло костью, рассекающей прижимной элемент на верхнее и нижнее плечи, м; b o-j-dz 1 j j максимальный диаметр скважи ны, на работу в котором рассчитано устрой ство, м; предельно допустимая длина заглубления тор ца нижнего плеча прижимного элемента в горную породу,зависящая от крепости пород, площади торца и усилия, пе- . редаваемого на него, м; предельно допустимый угол между линией, перпендикулярной оси устрой ства, прижатого к стенке скважины, и нижним плечом прижимного эле мента, установ ленного в рабо чее положение град. Выполнение прижимного элемента в виде коленообразного бруса уменьша ет зависимость рабочего выхода прижи ного элемента из корпуса устройства 94 от размеров деталей и обеспечивает надежное прижатие прибора в скважине с изменяющимся диаметром ствола. На фиг. 1 изображено устройство для прижима приборов в скважине в рабочем положении, общий вид; на фиг.2 часть верхнего плеча прижимного элемента и клин с плоской пружиной; на фиг. 3 - прижимной элемент в исходном (сплошная линия) и рабочем (штриховая линия) положениях. Устройство (фиг. 1) содержит электромагнитный ударник, состоящий из размещенных в корпусе 1 катушек 2, ствола 3, колец 4, сердечника 5, втулки 6 с головкой 7 и возвратной пружиной 8. Сердечник 5, расположенный в стволе 3, охватывает шток 9 и выполнен с возможностью перемещения вдоль их геометрической оси. На штоке 9 укреплены с одного торца клин 10 с плоской пружиной 11, а с другого - головка 12. Плоская пружина 11 (фиг. 1 и 2) жестко соединена одним концом с клином 10 и размещена над наклонной поверхностью 13 клина 10, в котором выполнено углубление 14. Клин 10 размещен в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль его оси по направляющей 15. Прижимной элемент 16 установлен в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси устройства и выполнен в виде коленообразного бруса, в верхнем плече которого изготовлен паз. В торцовой части верхнего плеча установлена перемычка 17, которая размещена между наклонной поверхностью 13 клина 10 и пружиной 11 и постоянно взаимодействует с ними в исходном и рабочем положениях прижимного элемента 16. Клин 10 размещен в пазу верхнего плеча прижимного элемента 16,нижнее плечо которого в рабочем положении торцом взаимодействует со стенкой скважины. К торцу нижнего плеча прикреплен с помощью зааклепки 18 башмак 19. С корпусом 1 соединена одним концом плоская пружина 20, предназначенная для исключения движения прижимного элемента 16,с присоединенными деталями под действием собственного веса и случайных динамических нагрузок при перемещении устройства в скважине. Свободный конец пружины 20 образует с прижимным элементом 16 подвижное фрикционное соединение, прижимая его к корпусу 1. Устройство работает следующим образом. Устройство опускают на кабеле в скважину на требуемзпо глубину,При подаче на обмотки катушек 2 управляющего напряжения в магнитопровода электромагнитного ударника, образованном корпусом 1, стволом 3, кольцами 4 и сердечником 5, возбуждается Магнитный поток. Сердечник 5 под воздействием электромагнитного поля совершает возвратно-поступательное движение в стволе 3 и через втулку 6 с немагнитной головкой 7 передает запасенную энергию в виде силы удара шТоку 9. Пружина 8 возвращает втулку 6 в исходное положение между ударами. Шток 9 передает силу удара соединенному с ним клину 10. Под дей стййем этой силы клин tO, взаимодействуя с размещенной в углублении 14 перемычкой Т7 прижимного элемента 16 перемещается вниз и вьщвигает прижим ной элемент 16 из корпуса 1. При упо ре башмака 19 в стенку скважины происходит предварительное прижатие уст ройства. Увеличение усилия прижатия устройства к стенке скважины при последующих ударах приводит к нарушению сил, действуюпщх на перемычку 17 прижимаемую плоской пружиной 11 к клину 1.0 в углублении 14, в результате чего она перемещается на наклон ную поверхность 13 клина 10 и в даль нейшем взаимодействует с ней и с пру жиной 11. Последующее движение клина 10, являющееся следствием импульсного нагруженйя, и еговзаимодействие через перемычку 17 с прижимным элементом 16, а последнего с корпусом 1, обеспечивает прижатие устройства в скважине с необходимым усилием. Величина усилия прижатия Р„р зависит от силы удара Гц по клину 10, геометрических параметров элементов устройства и определяется соотношениемРЧ tf(.) гдеа и Ъ - длины плеч рычага, зависящие от общей длины прижимного элемента 16, поперечного размера устройства и диаметра скважины, причем 5. 1; об - угол между наклонной поверхностью 13 клина 10 и его основанием; - угол трения, определяемый коэффициентом трения на рабочих поверхностях клина. Эффект рычага в прижимном элементе такой конструкции обеспечивает увеличение усилия в зоне прижимной элемент - стенка скважины по сравнению с усилием в зоне клин - прижимной элемент, что повьш1ает надежность прижатия устройства. Для возвращения устройства в исходное состояние подается такой сигнал на обмотки катушек 2, при котором сердечник 5 производит передачу силовых импульсов штоку 9 через головку 12. При этом клин 10 перемещается по направляющей 15 вверх и после того, как перемычка 17 поместится в углубление 14, прижимной элемент 16 будет втягиваться в корпус 1. В крайнем верхнем положении прижимной элемент 16 с присоединенными деталями удерживается пружиной 20. В случае аварии, например при нарушении контакта в цепи питания катушек 2, устройство извлекают из скважины следующим образом. Устройство приподнимают с помощью кабеля вверх. При этом сила трения между башмаком 19 и стенкой скважины передается полностью на заклепку 18, которая срезается. При последующем опускании устройства и взаимодействия со стенкой скважины прижимного элемента 16 имеется возможность утопить последний в к&рпус t , после чего извлечение устройства из скважины осуществляется беспрепятственно. Угол у между верхним и нижним плечами прижимного элемента 16 рассчитывают по соотношению (1). Как видно из фиг. 3, этот угол определен рядом конструктивных особенностей устройства и зависит, например, от внешнего и внутреннего диаметров корпуса, диаметра скважины, длины рабочего хода клина и пр. Устройство обеспечивает надежное прижатие приборов к стенке скважины, диаметр ствола которой изменяется в пределах от 1,1 до 4 диаметров корпуса. Угол клина в устройстве может быть значительно меньшим, чем в известном, что позволяет увеличить 7 усилие прижатия и повысить информативность получаемого материала за счет улучшения контакта прибора со8
12
сриг,1 1137189в средой и уменьшения уровня кабельных помех при выполнении скважинных сейсмических исследований.
