Кабельный наконечник Советский патент 1987 года по МПК E21B47/00 E21B47/09 

кожуха 9, по .образующим которого имеются сквозные пазы 25, а верхняя часть выполнена в виде усеченного конуса 23 со сквозными отверстиями 24. Верхняя часть 29 узла, связанного с кабелем 27, выполнена конической и установлена с расширяюш.имся вниз зазором 28 относительно верхней части узла, связанного с прибором. Минимальная величина зазора 28 превышает длину относительного осевого перемещения узлов на величину диаметра отверстий 24 в усеченном кожухе- Длина пазов 25 превышает мак

1

Изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин и может быть использовано в скважинных приборах при присоединении их к бронированному кабелю.

и,ель изобретения - повышение надеж- ности контроля за прихватом верхней части кабельного наконечника.

На чертеже показан кабельный наконечник.

Кабельный наконечник содержит два независимо вран.1.ающихся и подвижных вдоль оси узла, один из которых связан с кабелем, а другой - с прибором. Узел, подсоединенный к скважинному прибору, содержит накидную гайку 1, электровводы 2, мост 3, уплотнительное кольцо 4, обойму 5 с контактными кольцами 6.

Наконечник содержит манжеты 7 для уплотнения жил 8 кабеля, цилиндрический кожух 9 с встроенным в него компенсатором 10 давления, стержень И с буртом 12, токосъемные щетки 13, гнезда 14, внутреннюю обойму 15 радиально-упорного подшипника 16, упругий элемент 17, опорную гайку 18, второй упругий элемент 19, установленный в жестком корпусе 20 и взаимодействующий с толкателем 21. Внутренняя полость 22 заполнена диэлектрической жидкостью. Узел, связанный с прибором, выполнен в виде цилиндрического кожуха, верхняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса 23 со сквозными отверстиями 24. Верхняя часть кожуха 9 выполнена со сквозными пазами 25 и защитным устройством 26. Усеченный конус 23 установлен с зазором относительного кабеля 27 и рас- щиряющимся вниз зазором 28 относительно верхнего корпуса 29 узла, связанного с кабелем. При максимальном сжатии пружин корпус 29 перемещается в положение 30.

Кроме того, на чертеже показаны А - минимальная величина зазора 28; Б - длина относительного перемещения подвижных

симальную величи-ну зазора между узлами. Для обеспечения контролируемого осевого смещения узлов относительно друг друга при прихвате кабеля или прибора используют упругие элементы 17, 19. Под действием веса прибора кабель 27 натягивается и создается усилие, под действием которого сжимается элемент 17. Узел, связанный с прибором, смеш.ается вниз относительно узла, связанного с кабелем. 27. При этом электрическая связь прибора с кабелем 27 восстанавливается. 1 ил.

0

5

0

5

0

5

узлов; В - максимальная величина зазора 28; Г - длина сквозных пазов 25.

Накидная гайка 1 предназначена для сое динения кабельного наконечника со скважин- ным прибором, электрическое соединение которых осуществляется посредством штепсельного разъема. Провода с электровводом 2 проходят во внутренней полости моста 3 для соединения с контактными кольцами 6 обоймы 5, укрепленной в верхней части моста 3.

В другом узле кабель связан со стержнем 11 так, что передает ему усилия растяжения и возникающий в кабеле крутящий . момент. Жилы 8 кабеля соединены электрически с токосъемными щетками 13. Подпружиненные щетки 13 расположены в изоляционных гнездах 14 отверстий стержня 11. На стержне установлены с зазором внутренняя обойма 15 радиально-упорного подшипника 16 и второй упругий элемент 19, выполненный в виде цилиндрической пружины с витками прямоугольного сечения. Упругий элемент 19 установлен в жестком корпусе 20 с предварительной деформацией и развивает в таком предварительно сжатом состоянии усилие, превышающее натяжение кабеля при подъеме прибора в скважине в нормальных условиях. Вылет толкателя 21 относительно корпуса 20 соответствует рабочей деформации упругого элемента -19. В пределах этой деформации усилие второго упругого элемента 19 составляет 400-700 кгс что обеспечивает возможность работы кабельного наконечника с тяжелыми скважин- ными приборами, включая комплексную и комбинированную аппаратуру.

На корпусе 20 размещен упругий элемент 17, опирающийся нижним концом на опорную гайку 18 и поджимающий корпус 20 к торцу внутренней обоймы 15 радиально- упорного подшипника. Усилие упругого элемента 17 определяется массой связанного с кабелем узла кабельного наконечника и

силой трения в местах сочленения подвижных узлов и обычно составляет 5-7 кгс. Бурт 12, торцы опорной гайки 18, толкателя 21 и корпуса 20 являются упорами, ограничивающими перемещение стержня 11 и вместе с ним всего связанного с кабелем узла относительно подщинника 16 и узла, связанного со скважинным прибором.

Упругие элементы 17 и 19 обеспечивают контролируемое осевое смещение узлов один относительно другого при прихвате кабеля или прибора.

Кожух 9 и встроенный в него компенсатор 10 давления, выполненный в виде эластичной резиновой оболочки, ограничивает снаружи полость 22, заполненную диэлектрической жидкостью. Уплотнительное кольцо 4 отделяет эту полость от скважинной среды.. Защитный элемент 26 защищает кольцо 4 от попадания взвещенных частиц скважинной жидкости.

В верхней части кабельного наконечника расположен усеченной конус 23, жестко соединенный с кожухом 9. Чтобы обеспечить свободное перемещение независимо от попадания взвещенных частиц скважинной жидкости, конус 23 установлен с необходимым зазором относительно кабеля 27. Кольцевой зазор между корпусом 29 и внутренней частью конуса 23 в процессе спуска и подъема в скважине изменяется в зависимости от деформации упругих элементов 17 и 19.

Чтобы исключить засорение мест сочленения подвижных узлов и обеспечить вымывание глины, абразивных и других взвещенных частиц потоком скважинной жидкости сверху вниз во время подъема прибора из скважины, минимальная величина зазора А превыщает длину относительного перемещения подвижных узлов Б на величину диаметра сквозных отверстий 24 в конусе, а кольцевой зазор между внутренней частью усеченного конуса и верхней частью узла, связанного с кабелем, выполнен расщиряю- щимся вниз, т.е. . Кроме того, в верхней части кожуха выполнены пазы 25, длИна Г которых, перекрывает максимальную величину зазора В. Ширина пазов больще, чем величина зазора между конусом и кабелем 27 или диаметра отверстий 24. Этим достигается то, что взвещенные частицы, прощедщие через зазор между кабелем и конусом, а также через отверстия 24, свободно проходят через зазор 28 и пазы 25. Отверстия 24 предназначены для создания в местах сочленения дополнительного потока жидкости, возникающего при подъеме прибора в скважине и промывке прибора над скважиной. Таким образом, исключается засорение мест сочленения подвижных узлов различными взвешенными частицами скважинной жидкости.

Кабельный наконечник работает следующим образом.

0

При отсутствии натяжения в кабеле при остановке прибора на уступе или в случае перепуска кабеля при замедленном его продвижении в процессе его спуска в скважине

упругий элемент 17 воздействует на опорную гайку 18, стержень 11 и смещает весь связанный с кабелем узе.т вниз относительно узла, связанного со скважинным прибором (чертеж). Это смещение ограничено упором бурта 12 в обойму 15. В этом положении контактные щетки 13 сдвинуты вниз с соответствующих контактных колец 6, и электрическая связь прибора с кабелем прервана.

При появлении натяжения в кабеле от

5 веса подвещенного к нему прибора усилие натяжения передается через мост 3 и далее через подщипник 16 на внутреннюю обойму 15. Под действием этого усилия упругий элемент 17 сжимается, и связанный со скважинным прибором узел кабельного наконечника

0 смещается вниз относительно узла, связанного с кабелем, до упора опорной гайки 18 в торец толкателя 21. При этом контактные кольца 6 попадают на соответствующие токосъемные щетки 13, и электриче5 екая связь прибора с кабелем восстанавливается. Такое положение к бельного наконечника сохраняется и при подъеме прибора в нормальных условиях, и при подъеме в аварийной ситуации при П( лхвате кабеля. В случае прихвата скважинного прибо0 ра или верхней части кабельного наконечника (конуса) 23) при возникновении ава- : рийной ситуации натяжение кабеля у прибора возрастает. Когда, оно превыщает величину усилия, развив аемого вторым упругим элементом 19, весь связанный с кабе5 лем узел кабельного наконечника смещается вверх относительного узла, связанного со скважинным прибором, независимо от того, к чему прилагается усилие прихвата: к верхней части кабельного наконечника или непосредственно к скважинному прибору.

0 Это смещение происходит до тех пор, пока опорная гайка 18 не дойдет до торца корпуса 20. Жесткость корпуса 20 на сжатие обспе- чивает передачу от опорной гайки 18 на обойму 15 усилия, определяющего прочность

г кабеля. В этом положении контактные щетки 13 сдвигаются вверх с соответствующих контактных колец 6, и электрическая связь прибора с кабелем прерывается.

Изменяя щирину контактных колец, можно разрывать электрическую связь с прибоQ ром только одной жилы кабеля, оставляя электрическую связь прибора с упругими его жилами постоянной, не зависящей от наличия кабеля у прибора и величины этого натяжения. Это позволяет разрывать только слаботочную цепь индикации и б.тагодаря

5 этому повысить надежность работы коллектора.

Второй упругий элемент установлен в жестком корпусе, длина которого меньще

расстояния между опорной гайкой и внутренней обоймой радиально-упорного подшипника, и развивает усилие больше натяжения кабеля при подъеме прибора в скважине в нормальных условиях. Наличие второго упругого элемента обеспечивает продольное смешение связанного с кабелем узла относительно узла, связанного со скважин ным прибором, когда натяжение кабеля у прибора превышает величину усилия, развиваемого вторым упругим элементом. При этом по крайней мере одна контактная шетка смещается с соответствуюш,его ей контактного кольца и разрывает электрическую связь одной из жил кабеля с прибором. Выполнение верхней части кабельного наконечника в виде конуса 23 обеспечивает контроль за прихватом верхней части кабельного наконечника, т.е. позволяет в аварийных ситуациях получить однозначную информацию и определить, что оказалось прихваченным прибор или кабель, и выбрать способ ликвидации аварии. Если датчик натяжения, расположенный на поверхности у подъемника, показывает, что произошел прихват системы кабель - скважинный прибор, а цепь индикации остается замкнутой, то это свидетельствует о заклинивании кабеля в стенке скважины. А если в аналогичной ситуации цепь индикации разомкнута, то это свидетельствует о прихвате прибора, в том числе и верхней части кабельного наконечника.

Выполнение усеченного конуса 23 со сквозными отверстиями 24, верхней части кожуха

0

0

5

0

9 с пазами достаточного прохождения сечения, перекрывающими по длине максимальную величину зазора, а также установка конуса с расширяющимся вниз зазором относительно корпуса 29 обеспечивают повышение надежности работы мест сочленения подвижных узлов, открытых для обтекания скважинной жидкость путем исключения засорения этих мест взвешенными частицами.

Формула изобретения

Кабельн1 1Й наконечник, содержащий два независимо вращающихся узла, один из которых связан с кабелем, а другой - с прибором, упругие элементы для обеспечения контролируемого осевого смещения узлов относительно друг друга цри прихвате кабеля или прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля за прихватом верхней части кабельного наконечника, узел, связанный с прибором, выполнен в виде ц илиндрического кожуха, по образующим которого имеются сквозные пазы, а верхняя часть выполнена в виде усеченного конуса со сквозными отверстиями, верхняя часть узла, связанного с кабелем, выполнена конической и установлена с расширяющимся вниз зазором относительно верхней части узла, связанного с прибором, причем минимальная величина зазора превьппает длину относительного осевого перемеп|ения узлов на величину диаметра отверстий в усеченном конусе, а длина сквозных пазов превышает максимальную величину зазора между узлами.

Изобретение относится к области гео- физически.ч исследований скважин и предназначено для скважинны.х приборов при присоединении их к бронированному кабелю. Цель изобретения - повышение надежности контроля за прихватом верхней части кабельного наконечника. Устройство содержит два независимо вращающихся узла, один из которых связан с кабелем 27, а другой - с прибором. Узел, связанный с прибором, выполнен в виде цилиндрического 00 ГчЭ 00 о со