Глубинный прибор Советский патент 1985 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к нефтегазодобьгоающей промьшшенности, в частности к области, связанной с исследо ваниями скважин и пластов. Известен глубинный прибор-шаблон для определения проходного сечения .колонны труб в скважине (шабло шрова ння). Шаблон представляет собой цилиндр, наружным диаметром меньше вну реннего диаметра шаблонируемых труб l . Недостатком глубинного прибора яв ляется то, что при измерениях не про изводится регистрация внутреннего диаметра шаблонируемых труб по всей их длине. При этом остается неизвест ным действительный внутренний диаметр шаблонируемых труб, так как точ ность измерений невысокая. Известна конструкция глубинного прибора-каверномера, предназначенного для определения состояния ствола скважины перед спуском колонн обсадных труб. Глубинный прибор каверномер состоит из корпуса, рычагов, каж дый из которых коротким своим плечом перемещает шток, связанньй с ползунком реостата. Каверномер спускается в скважину на кабеле, по которому на дневную поверхность к записьшающему прибору поступают сигналы, соответствующие внутреннему диаметру скважи ны 2 . Недостатками глубинного приборакаверномера являются необходимость использования многожильного многокилометрового электрокабеля, подачи электрического тока в скважину, сложность оборудования, спускаемого в скважину, и устанавливаемого у устья, невысокая точность измерений и недос таточная надежность. Известен глубинный прибор-маномет для измерения давления в скважине, состоящий из корпуса, чувствительного элемента и узла регистрацииизмерений {з. , Недостатком известного глубинного прибора-манометра является невозможность точного непрерьтного измерения давления от устья до забоя скважины, так как масштаб записи глубины скважины на диаграммном бланке не позволяет полу чить допустимую для использования точность измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем,, что глубинный прибор, имеющий корпус, чувствительный элемент и регистрирующий узел, включающий барабан с диаграммным бланком, жестко соединенный с часовым механизмом и взаимодействующий с пером, связанным с чувстви- .тельным элементом,снабжен самотормозящим винтом и штырями, а на внутренней поверхности корпуса выполнены продольные пщицевые пазы, при этом на одном торце винта установлен барабан, а другой торец винта жестко соединен с корпусом, штыри диаметрально расположены на час.овом механизме и размещены в шлицевых пазах. Благодаря этому запись на поверхности барабана производится по линии, близкой или совпадающей с винтовой. На фиг. 1 показана сх-ема глубинного прибора при спуске (подъеме) его в скважину; на фиг. 2 - запись на поверхности барабана измеренного внутреннего диаметра труб в зависимости от времени; на фиг. 3 - запись на поверхности барабана глубины спуска прибора в зависимости от времени; на фиг. 4 - конструктивное исполнение записывающего механизма, узел А; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4. Глубинный прибор на примере глубинного нутромеру состоит из корпуса 1 , подвешиваемого на тросе 2. В корпусе 1 размещается часовой механизм 3, соединенный с одним из торЦов барабана 4, по которому перемещается записывающее пер.о 5. Последнее крепится к штоку 6, на который надета пружина 7. К концу штока 6 под углом 120 прикреплены ушки 8, шарнирно соединенные осями 9 с изогнутыми рычагами 10. Рычаги 10 смонтированы в окнах It корпуса 1 на осях 12 и оканчиваются роликами 13. Изогнутые рычаги 10, ролики 13 пру- , лй1на 7 и шток 6 являются в данном случае чувствительным элементом. Трос 2 перекинут через ролик 14 на устье скважины и идет на лебедку 15 замерной машины КИП. Ось барабана лебедки соединена со счетным механизмом 16, который в свою очередь соединен с барабаном 17 через шестеренчатую передачу 18. По поверхности барабана 17 перемещается записывающее перо Т9, прикрепленное к гайке 10. Гайка 20 навинчена на ходовой самотормозящий винт 21, приводимый во вращение часовым механизмом 22. Барабан 4 с одного торца навинчен на ходовой самотормозящнй винт 23. Ролики 13 упираются о внутреннюю поверхность труб 24. Вращающийся вал 25 часового механизма 3 соединен жестко с торцом бараба на 4, а невращающийся корпус часового меХ|анизма имеет возможность осево го перемещения (по оси вращения ба рабана) за счет перемещения его диаметрально расположенных штырей 26 в продольных шлицевых пазах 27 на внут ренней поверхности корпуса 1. Возможны также другие варианты: жесткое крепление корпуса часового механизма 3 к коппусу 1, а соединение вращающегося вала 25 часового механизма с торцом барабана с помощью соединения, допускающего осевое перемещение часового механизма отно сительно барабана, при осевом перем щении последней, так например, с по мощью пшицевой, кулачковой муфт, сильфонов и т.д. На штоке 6, имеющем ряд углублений (лунок), соответствующих номинальному диаметру труб (6,5 и сверху вниз), устанавливается втулка 28, крепящаяся к штоку 6 винтом 29. Последнее необход1то для тариро ки нутромера в зависимости от диаметра труб. Так как при большем диа метре труб ролики 13 будут больше выступать из корпуса 24, а следовательно, записывающее перо 5 опустит ся ниже нулевых линий, нанесенных на поверхность барабана 4. С целью компенсации последнего и предусмотрено разное расположение втулки 28 на штоке 6.При тарировке барабан 4 полностью навинчивается на винт 23. В зависимости от диаметра замеряемых труб положение втулки 28, а следовательн и записывающего пера 5 регулируется по высоте установкой стопора 29 в т или иную лунку. Глубинный прибор работает следую щим.образом. Оттарированный глубинный прибор (нутромер) спускается в скважину, причем часовые механизмы 3 и 22 вклю чаются одновременно. При изменении диаметра труб .ролики 13 поворачивают рычаги 10 и ту или иную сторону, перемещая при этомjшток 6 с пером 5 вверх или вниз. 04 Одновременно часовой механизм 3 вращает барабан 4, заставляя его вывинчиваться с винта 23. Таким образом, барабан 4 будет одновременно вращаться и перемещаться поступательно вверх, поднимая также весь часовой механизм 3, корпус которого будет поступательно перемещаться штырями 26 в пазах 27. На барабане 4 предварительно нанесены тонкие линии под углом к основага1ю, равным углу подъема винтовой линии винта. Линия соответствует номинальному размеру внутреннего диаметра труб .24. Первоначальное перо устанавливают на нулевую линию. При спуске глубинного прибора (нутромера) в скважину перо будет наносить на барабане линию. Отклонение ее от тонкой (нулевой) винтовой линии, уже нанесенной на барабане, будет равно отклонению внутреннего диаметра от номинала, умноженному на соответствующий передаточный коэффициент, определяемый в зависимости от соотношения рычагов, на которых установлены ролики. Развернув кривую записи на плоскости, получаем графическую зависимость (фиг. 2) внутреннего диаметра () труб 24 от времени (t). На дневной поверхности на машине КИП будет записана синхронно зависимость глубины (S) спуска нутромера- от времени, так как часовые механизмы 3 и 22 включены в одно и то же время (фиг. 3). Таким образом, зная, на какой глубине и в какое время находится нутромер, можно определить отклонение внутреннего диаметра от заданного значения в зависимости от глубины скважины. Например, нам надо определить отклонение внутреннего диаметра на глубине 200 м. На графике (фиг, 3) проводим горизонтальную линию до пересечения с кривой в точке а , проводим через точку 01 вертикаль, получаем мин. На графике (фиг. 2) t 20 мин соответствует отклонение для внутреннего диаметра труб, равное нулю. Благодаря записи по винтовой линии на барабане обеспечивается непрерывность ее при многократном вращении барабана, бпагокаря чему улучшается масштабность записи и полнота использования поверхности записьшающего барабана, а также становится возможным запись параметров глубоких скважин с достаточной точностью.

ГЛУБИННЫЙ ПРИБОР, имеющий корпус, чувствительный элемент и регистрирующий узел, включающий с диаграммным бланком, жестко соединенный с часовым механизмом и взаимодействующий с пером, связанным с чувствительным элементом, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, он снабжен самотормозящим винтом и штырями, и на внутренней поверхности корпуса выполнены продольные шлицевые пазы, при этом на одном торце винта установлен барабан, а другой торед винта жестко соеданен с корпусом,.штыря диаметрально расположены на часовом (Л механизме и размещены в шлицезых па- : зах. ;М 4 Од 4 00

Фаг.1

го 60 tMw

Фиг2

152US 45 6П,мин Фиг.З