Устройство для прижима приборов в скважине Советский патент 1985 года по МПК E21B47/00 

f 1 Изобретение относитсА к гесзфнзической разведке месторождений полезных ископаемых и может быть использо вано при геофизических исследованиях мелких скважин и шпуров, в том числе подземного бурения. Известно прижимное устройство скважинного прибора, содержащее корпус, рычажный прижимной узел и фикси рующий узел,выполненный в виде муфты, кинематически связанной с шарнирным четырехзвенником в виде ромба с подпружиненными рычагами, причем выносные шарниры ромба имеют фрик1щонные кольца одностороннего действия OJ Недостатками данного устройства я ляются большие масса и габариты, а также небольшое усилие прижатия, величина которого значительно зависит от поперечных размеров скважины и веса прибора. При работе в скважинах с изменяющимся диаметром величина усилия в различных точках прижатия будет различна и заранее неопределенна. Известно также управляемое прижим ное устройство для скважинных приборов, содержащее корпус, привод с под пружиненным силовым штоком, прижимной Г-образный рычаг с осью, поворот ный Г-образный рычаг с осью, закрепленной на корпусе, подпружиненную втулку, кинематически связанную с силовым источником, причем ось прижимного рычага установлена на конце дпинного плеча повороТнох о рычага, короткое плечо последнего кинематически связано с подпружиненной втулкой. В этом устройстве обеспечивается регулирование усилия лрижима 2J . Однако это устройство сложно в из готовлении, имеет значительные массу и габариты, а развиваемое им усилие прижима недостаточно велико. При необходимости размещения группы приборов в нескольких скважинах (шпу рах) подземного бурения для длительных наблюдениях требуются значительные трудозатраты. Известно устройство для прижима приборов в скважине, содержащее корпус, размещенные в нем электромагнит ный привод и прижимной узел. Электро магнитный привод включает электромагнитные катушки и подвижный сердеч ник. Прижимной узел содержит, соединенный со штоком клин со ступенчатой поверхностью, рыполненный с воз31можностью перемещения по направляющей вдоль оси устройства, и прижимной элемент се скосом, помещенный в отверстии втулки и взаимодействующий с клином. Известное устройство обеспечивает значительное усилие прижатия з , Однако сравнительно большой вес затрудняет работу с группой приборов за счет значительного суммарного веса всех приборов. Кроме того, в связи с тем, что суммарная масса прибора за счет прижимного устройства значительна, собственная частота системы прибор стенка скважины снижается. Тем самым ухудшается разрешенность приема высоких частот, что не позволяет использовать устройство при высокочастотных сейсмических исследованиях. Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение области применения устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для прижима приборов в скважине, содержащее электромагнитный привод, включающий корпус, электромагнитные катушки и подвижный сердечник, и прижимной узел, включающий клин со ступенчатой поверхностью и прижимной элемент со скосом, взаимодействующий с клином, снабжено сменным бойком, подпружиненным фиксатором и муфтой для соединения корпуса и прижимного узла, причем в клину выполнен паз, в котором размещен прижимной элемент, при этом сменный блок установлен подвижно в корпусе электромагнитного привода между сердечником и клином и зафиксирован от выпадания подпружиненным фиксатором. Выполнение прижимного узла разъемным позволяет значительно уменьшить массу оставляемого прижатым в скважине прибора, что с одной стороны noBbmiaeT собственную частоту системы прибор - скважина, а с стороны позволяет иметь требуемое коли- , чество прижимных узлов с прикрепленными геофизическими приборами, например сейсмоприемниками, и при этом использовать для закрепления прижимных узлов в скважине всего один электромагнитный привод. Все это обеспечивает возможность использования устройства при выполнении высокочастотных сейсмических исследований. Сменный боек, эакрегатенньи в корпусе электромагнитного привода фикса тором, обеспечивает приведение прижимного узла в рабочее и исходное положения. Расположение прижимного элемента -в пазу клина позволяет обеспечить на дежное прижатие прибора в скважинах с большим диаметром, так как при дтом увеличивается длина прижимного элемента и соответственно его рабочи выход из корпуса призкимного узла. На фиг. 1-3 приведено предлагаемое устройство в исходном положении перед прижатием прижимного узла к стенке сква жин, продольные и поперечньй разрезы, ,на фиг. 4 - устройство в рабочем полож нии перёд извлечением прижимного узла из скважины, продольный разрез. Устройство содержит электромагнит ный привод, включающий корпус 1, электромагнитные катушки 2 и 3, подвижный сердечник 4, прижимной узел, включающий корпус 5, клин 6,. который может перемещаться внутри корпуса 5 вдоль его оси и имеет ступенчатую ра бочую поверхность 7 и паз, длина которого равна длине рабочей поверхнос ти клина 6, в котором помещен прижим ной элемент 8, причем оси клина 6 и прижимного элемента 8 перпендикулярны. На корпус 5 аксиально надета сое динительная муфта 9, которая имеет паз 10, обеспечивающий со штифтом 11 жестко закрепленным на корпусе 1, соединение в исходном положении электромагнитного привода и прижимно го узла. Прижимной элемент 8 взаимодействует со ступенчатой рабочей поверхностью 7 клина 6 скосами 12 и выступает из соединительной муфты 9 через пазы в корпусе 5 и отверстия в муфте 9. В исходном положении прижимной элемент 8 поддерживается пружиной 13, один конец которой упирается в головку элемента 8, а другой в муфту 9. Электромагнитные катушки подключены к блоку питания (не показан) . В корпусе 1 между сердечником 4 и клином 6 установлены сменный боек 14 с кольцевой канавкой и удерживающий его от выпадания из корпуса 1 фиксатор 15, прикрепленный к пружине 16. Боек 14 при извлечении прижимного узла из скважины меняется на боек 17, имеющий также кольцевую канавку и головку 18 с диаметром. совпадаюЕцим или несколько больщим диаметра муфты 9. К прижимному узлу прикрепляют геофизический прибор и тросик (не показаны). Устройство работает следующим образом. Вначале в корпус 1 вставляют боек 14. Для этого приподнимают фиксатор 15 на пружине 16, вставляют боек 14 и опускают фиксатор 15 на пружине 16, который попадает в кольцевую канавку бойка 14 и препятствует самопроизвольному выпаданию последнего из корпуса 1. Затем корпус 1 вставляют в муфту 9, поворотом осуществляют их зацепление между собой с помощью паза 10 и шлифта 11 и помещают все устройство в скважину. Включают блок питания, который попеременно пропускает ток через катушки 2 и 3. Вначале напряжение поступает в катущку 3. Возбуждаемый ею магнитный поток перемещает сердечник 4 в крайнее положение в сторону катушки 3. Затем катушку 3 отключают и напряжение поступает на катушку 2. Сердечник перемещается магнитным потоком, образованным кадушкой 2, и передает запасенную энергию в виде силы удара через боек 14 клину 6, который своей ступенчатой рабочей поверхностью 7 взаимодействует с выступами 12 прижимного элемента 8 и вьдвигает последний из корпуса 5. При этом пружина 13 сжимается. Удары осуществляют до тех пор, пока прижимной элемент 8 и корпус 5 вместе с геофизическим прибором не прижмутся к стен.ке скв-ажины. Удержание прижимногЬ узла в прижатом состоянии обеспечивается ступенчатой рабочей поверхностью 7 клина 6. После этого блок питания выключают и корпус 1 поворачивают. Штифт 11 выходит из паза 10 и электромагнитный привод извлекают из скважины. Затем электромагнитный привод последовательно подсоединяют к другим прижимным узлам и последовательно устанавливают и прижимают их к сте.нкам скважин.. После завершения .исследований прижимные узлы извлекают из скважин слеующим образом. . Оттягивают пружину 16 с фиксатоом 15, вынимают боек 14 из корпуса 1 (фиг. 1) и на его место ставят боек 17 (фиг. 4). Отпускают пружину 16 фиксатором 15 таким образом, чтобы последний вошел в кольцевую канавку бойка 17. После этого злектромагнит ный привод помещают в требуемую сква жину так, чтобы головка 18 бойка 17 соприкасалась с муфтой 9, Включают блок питания. Сердечник 4 под влияни ем магнитного потока перемещается поочередно ккатушкам 2 и 3, воздействуя на муфту 9 через боек 17. При этом клин 6 перемещается в направлеНИИ к бойку, освобождая тем самым пр жимной элемент 8, который возвращает ся в исходное положение с помощью пружины 13. Блок питания выключают. Затем извлекают из скважины электромагнитный привод и, с помощью тросика, прижимной узел. Аналогично извле кают из скважины и другие прижимные узлы этим же электромагнитным приводом . Предложенное устройство позволяет обеспечить прижатие группы приборов в различньпс скважинах одним и тем же электромагнитным приводом. Это значительно- снижает общую массу и стоимость регистрирующей аппаратуры. Кроме того, уменьшение массы прижимного узла с присоединенным к нему регистрирующим прибором увеличивает собственную частоту системы прибора стенки скважины, что соответственно позволяет расширить диапазон принимаемых частот и увеличить соотношение сигнал - шум на высоких частотах при выполнении работ высокочастотной сейсморазведкой. Ожидаемый годовой экономический эффект от использования изобретения в полном объеме составляет 7000 руб. в год только за счет удешевления аппаратуры;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЖИМАПРИ- . БОРОВ В СКВАЖИНЕ, содержащее электромагнитный привод, включающий корпус , электромагнитные катушки и подвижный сердечник, и прижимной узел, включающий клин со ступенчатой поверхностью, и прижимной элемент со скосом, взаимодействующий с клином, отличающееся тем, что, с цблью уменьшения габаритов и расширения области применения, оно снабжено сменным бойком, подпружиненным фиксатором и муфтой для соединения корпуса и прижимного узла, причем в клину выполнен паз, в котором размещен прижимной элемент, при этом сменный боек установлен подвижно в корпу- се электромагнитного привода между С/г сердечником и клином и зафиксирован от выпадания подпружиненным фиксатором.

Фиг.2