Двигатель для скважинных геофизических приборов Советский патент 1986 года по МПК E21B47/00 

.

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использо™ вано в качестве низкоскоростного привода различных исполнительных механизмов геофизических приборов и, в частности, в двигателе, предназначенном для доставки геофизических приборов на забой наклонно направ- ленных и горизонтальных скважин.

Целью изобретения является повышение надежности работы и упрощение конструкции.

На чертеже изображен двигатель для скважинных геофизических приборов .

Двигатель сос.тоит из подвижного корпуса 1 и жестко связанного с транспортируемым прибором 2 штока 3. Шток 3 гидравлически разгружен и может перемещаться внутри корпуса 1, Герметичность внутренней полости корпуса обеспечивается сальниковыми уплотнениями А. Внутри корпуса 1 на штоке симметрично размещены две иден тичные, нагружакнцие друг друга пружины 5 и 6, выполненные из материала, обладающего памятью формы в нагретом состоянии, например нике- лида титана. В непосредственной близости от пруяян расположены нагрева™ тельные элементы 7 и 8, питание которых осуществляется от геофизичес- : кого кабеля ( на чертеже н.е показан). Механизм реверса хода выполнен в виде концевых выключателей 9 и 10, установленных на торцовых поверхностях выступов d и 5 корпуса 1. Включение соответствующего нагревательного элемента производится утолщением & штока 3, при нахождении его относительно корпуса 1 в одном из крайних положений. Для обеспечения возможности передвижения в скважине устройство снабжено стопорным механизмом, который выполнен в виде опорных рычагов 1 1 ,, шарнирно укрепленных на корпусе. Раскрытие и прижатие рычагов к стенке скважины 2 осуществляется пластинчатыми пружинами 13. Механизм складывания опорных рычагов выполнен в виде электромагнита, который срабатывает от сигнала с наземного пульта ( не показан) Внутренняя полость корпуса 1 заполне на маслом 14, обеспечивающим быстрый отвод тепла от пружин 5 и 6 и поддерживающим давление внутри корпуса 1, равным гидростатическому дав

04705

лению жидкости, заполняющей скважину при помощи компенсатора давления 15,

Наличие утолщенных участков 16

5 и 17 на гатоке 3 обеспечивает свободное без трения о стенки скваямны возвратное перемещение подвижного корпуса относительно штока (холостой ход ).

10 Устройство работает следук щим образом.

При достижении ингервала скважины, где транспортируемый геофизический прибор 2 не может перемешаться

3 под действием собств ;нного веса и веса кабеля, с наземного пульта подается сигнал раскрытшг опорных рычагов I 1 двигателя. Подвкжньвй корпус 1 в это время занимает ричное лоложение откосителько штока 3, как это показано ка чертаж-ir- Пружины 5 и 6 при этом сжимают друг друга до определенного усилия, дог.- . таточного для упорядочения внутрая25 них деформаций сплава, из которого изготовлены пружины, при температуре ниже его мартекситного превращения. Затем подается снгнал ка включение верхнего нагреватепьпого эле ЗД мента 7. При этом производится тешго- вой удар пружины ; она быстро нагревается на 20-30 вьппс темпяра- , туры окружающей среды и в ней проке- xoдIiт обратное мартенситное презраJ5 щение, характеризующегсу переходом из термопластичного состояния в тер моупругое состояние, Усилие прзшины 5 возрастает, и она-г зосс гйПязпкзАя свою первоначальную ФормУг вакйшает Н) ся, перемещая шток 3 и жестко закрепленный к наму геофизй-геский прк- бор 2 8 скважинуэ одмовремекяс сжимая пружину 6 и создав gri тем самым дополнительную ее деформацио в нап

45 равланик холостого . Перемещения подвижного корпуса i не происхо- , поскольку усилие, создаваемее пружиной 5, заставляет еге двигйгься вверх, чему препятствует сцеплениа

50 опорных рычагов 1 t стопорйого ниэма со етенкй ми скваш-гны 12. Перемещение штока вниз происходит до тех порр пока он утолщением Ь не упрется в торцовую поверхность вы55 ступа &. на корпусе 1 и не сработает концевой выключатель 9. Прк прекращается подача питания на. нагре- вател-ьный элемент 7 и включаемся нижНИИ нагревательный элемент 8. За счет хорошего теплообмена между нагревательным элементом 7, пружиной 5 и маслом I4, заполняющим корпус 1, происходит быстрое охлаждение пружины 5 ниже температуры прямого мартен ситного превращения, при котором материал пружины преобретает свойство термопластичного состояния. В это время производится тепловой удар пружины 6, она быстро нагревается вы ше температуры обратного мартенсит- ного превращения и переходит в термоупругое состояние. Усилие пружины 6 возрастает, и она, восстанавливая свою первоначальную форму, разжимается, перемещая подвижный корпус 1 вдоль щтока вниз и одновременно сжимая пружину 5. создает дополнительную ее деформацию в направлении холостого хода. Перемещения щтока 3 вверх при этом не происходит, так как вес корпуса Г во много раз мень- ще веса транспортируемого прибора и кабеля. Перемещение корпуса вниз происходит до тех пор, пока он не упрется торцовой поверхностью выступа & в утолщение щтока Ь, После этого происходит срабатывание концевого выключателя 10 и отключение питания нагревательного элемента 8. Описанный цикл работы двигателя повторяется до тех пор, пока транспортируемый прибор будет доставлен в заданный для исследования интервал по- логонаправленной скважины. Для подъ а прибора из скважины с наземного пульта подается сигнал на отключе04705

ни е питания нагревательных элементов и складьгаание опорных рычагов, пбсле чего прибор вместе с двигателем беспрепятственно извлекают из 5 скважины при помощи геофизического кабеля.

Производительность работы двигателя может быть зпвеличена вдвое в

0 том случае, если вдоль штока двигателя будут установлены два идентич-. ных по конструкции подвижных корпуса на расстоянии, равном удвоенной длине одного корпуса. При этом на5 гревательные элементы корпусов должны быть включены так, что когда один корпус совершает холостой ход, второй при этом проталкивает шток с транспортируемым прибором и наобо0 рот, В этом случае достигается непрерывность движения штока за счет исключения времени холостого пробега подвижных корпусов, В случае выбора такого материала пружин, чтобы

5 гистерезис между температурой прямого и обратного мартенситных превращений в нем составлял не более 10, для обеспечения теплового удара пружин потребуется количество теплоты,

0 не превьщ1ающее 1000 Дж, так что даже с учетом коэффициента преобразования тепловой энергии в механическую работу не более 0,8 требуется элек- .трическая мощность не более J- ;1,5 кВт и время - не более 1-1,5 с, При ходе щтока, равном 0,5-0,8 м, скорость перемещения двигателя в скважине составит 0,3-0,8 м/с.

16

Составитель В.Сидоров Редактор Т.Парфенова Техред А,Бойко

8498/29 Тираж 539Подписное 9

ВНИИПИ -Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГШ Патент, г Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М.Демчик