Реверсивный привод для управления рычажной системой скважинного прибора Советский патент 1987 года по МПК E21B47/00 

133

С центральным колесом 3 ПР2 соединен дополнительный вал 4 ПР2, на водила 6 последней ступени ПР2 закреплен первый зубчатый диск 7 одностороннего зацепления, а на валу 4 зубьями навстречу первому - второй зубчатый диск 5. К гайке 9 прикреплена втулка 8, а ее подпружиненные шпонки 11 и 12 кинематически связаны с зубьями дисков 5 и 7„ На электродвигатель 1

1

Изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин и может быть использовано в сква жинных приборах, имеющих управляемые с поверхности рычажные системы.

Цель изобретения - повьш1ение надежности при работе в скважине за счет сокращения времени раскрытия рычажной системы.

На фиг. 1 показан реверсивный привод для управления рычажной системой скважинного прибора, общий вид на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Реверсивный привод состоит из электродвигателя 1, вал которого соединен с центральным колесом первой ступени планетарного редуктора 2. К центральному колесу 3 предпоследней ступени редуктора 2 жестко прикреплен дополнительный вал 4, на свободном конце которого установлен второй зубчатый диск 5 одностороннег зацепления. На водиле 6 последней ступени редуктора 2 закреплен первый зубчатый диск 7 зубьями навстречу зубьям диска 5. Зубчатые диски 5 и 7 охвачены втулкой 8, соединенной с гайкой 9 силовой винтовой пары. В гайку 9 ввернут силовой винт 10. В паза втулки 8 установлены подпружиненные шпонки 11 и 12, связанные односторонней кинематической связью с зубьями дисков 5 и 7. На силовом винте 10 закреплен подвижный упор 13, в проточки которого входят короткие плечи рычагов 14. Подвижный упор 13 связан со штоком 15 силового упругого элемента 16.

подается напряжение и его вал начинает вращаться, а вместе с ним в одну сторону вращаются колеса ПР2. Вращение колеса 3 передается диску 5. Его односторонне направленные зубья через шпонку 11 вращают втулку 8 и гайку 9. Винт 10 вывинчивается из гайки 9, перемещая упор 13 и шток 15, Благодаря этому происходит плавное раскрытие рычажной системы 14. 3 ил.

Реверсивный привод работает следующим образом.

В исходном положении - закрытыми рычажными системами, прибор опускает- с я в скважину. При достижении зоны исследования на электродвигатель 1 с поверхности подается напряжение и его вал начинает вращаться, вместе с ним вращаются и зубчатые колеса редуктора 2. Особенностью силового планетарного редуктора является то, что центральные и другие колеса всех его ступеней вращаются в одну сторо- ну. Вращение центрального колеса 3 и жестко прикрепленного к нему дополнительного вала 4 передается на зубчатый диск 5. Его односторонне направленные зубья посредством подпру- жиненной шпонки 11 вращают втулку 8 и гайку 9 силовой винтовой пары. При этом винт 10 вывинчивается из гайки, перемещая подвижный упор 13 и связан- ньш с ним подпружиненный шток 15 си- лового упругого элемента 16. При перемещении подвижного упора 13 (вниз на фиг. 1) происходит плавное раскрытие рычагов 14.

Одновременно с валом 4 предпоследней ступени редуктора 2 в том же направлении вращается водило 6 последней ступени вместе с зубчатым диском 7, но его вращение не передается на втулку 8, так как зубья диска 7 направлены по направлению его вращения и шпонка 12 не сцепляется с зубьями диска 7, а проскальзывает по ним.

Для закрытия рычагов электродвигатель 1 реверсируется и при подаче напряжения вращение его вала происходит в обратную сторону по сравнению

J

с вращением при заботе на раскрытие Р1)1чагов. Вращение вала электродвигателя 1 перелается на водило 6 последней ступени редуктора 2. Зубчатый диск 7 через подпружиненную шпонку 1 и втулку 8 пере;шет вращающий момент на гайку 9, винт 10 начинает ввинчиваться в гайку 9, увлекая за собой подвижный упор 13 (вверх на фиг. 1) и сжимая посредством штока 15 силовой упругий элемент 16, Происходит закрытие р(,1чагов 14. При закрытии последних в одном направлении с зубчатым диском 7 вращается и зубчатый диск 5, но его вращение не передается втулке 8, так как он установлен так, что шпонка 11 не входит в зацепление с односторонними зубьями диска 5.

Таким образом, при работе привода на раскрытие рычагов вращение на силовую винтовую пару передается от предпоследней ступени редуктора, а при закрытии рычагов - от последней ступени, поэтому раскрытие происходит быстрее, чем закрытие, в число раз, равное передаточному отношению последней ступени. Соответственно пр работе привода на раскрытие уменьшается передаваемый приводом вращающий момент в число раз, также равное передаточному отношению последней ступени.

На фиг. 2 и 3 показано одно из возможных выполнений зубчатого диска Для сокращения времени включения зубчатого диска в работу необходимо изготавливать зубчатые диски с максимально возможным числом зубьев в заданных т абарптах, так как время включения зависит от длины пути, который проходит зуб до контакта со шпонкой. Существенное сокращение пути дает применение конструкции с несколькими шпонками, причем число шпонок должно быть на единицу больше, чем число зубьев. В этом случае длина пути определяется разницей угловых шагов зубьев и шпонок. Все сказанное вьппе относится к исполнению зубчатых дисков приводов, оснащенных электродвигателями постоянного тока, которые характеризуются высокими пусковыми моментами. При использовании в приводе асинхро гного двигателя, с целью облегчения его запуска (пусковые моменты асинхронных двигателей низки), необходимо умепылитт, число зубьев (до

2и

. 10

15

20

3392384

2-4) диска и использопать o;ufy или дне шпонки, чтобы обеспечить разгон двигателя без нагрузки до номинальных оборотов, т.е. возложить на зубчатый диск функции муфты мертвого хода. Это приведет к незначите льному увеличению времени раскрытия, но облегчит условия запуска асинхронного электродвигателя.

Такое конструктивное исполнение позволяет изменять передаточное отношение редуктора при реверсировании, используя при закрытии рычажных систем его полностью, а при раскрытии рычажных систем - частично без последней ступени редуктора. Это уменьшает время открытия в число раз, равное передаточному отношению последней ступени. Оптимальным передаточным отношением одной ступени силовых планетарных редукторов, используемых в приводах скважинных приборов, является 5-8. Следовательно, уменьшение 25 времени раскрытия рычажньсх систем, по сравнению с закрытием, будет в 5- 8 раз, что обеспечивает быстрое, но безударное раскрытие рычажных систем, сводя к минимуму вероятность возникновения аварийных ситуаций в скважине при остановке прибора на забое.

Все это повышает надежность предлагаемого устройства при работе в скважине.

Формула изобретения Реверсивный привод для управления рычажной системой скважинного прибора, содержащий электродвигатель, связанный с планетарным редуктором, си- 40 ловую винтовую цару, кинематически связанную с рычажной системой, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности при работе в скважине за счет сокращения времени

30

35

раскрытия рычажной системы, планетарный редуктор снабжен дополнительным валом, двумя зубчатыми дисками одно- стороннего зацепления и втулкой с подпружиненными шпонками, при зтом дополнительный вал соединен с центральным колесом предпоследней ступени планетарного редуктора, первый зубчатый диск закреплен на водиле последней ступени редуктора, второй - на дополнительном валу редуктора зубьями навстречу первому, втулка прикреплена к гайке силовой винтовой ары, а ее подпружиненные шпонки кинематически связаны с зубьями дисков.

1:

iii.l

Фиг.З

Изобретение касается геофизических исследований скважин. Цель изобретения - повьппение надежности при работе в скважине за счет сокращения времени раскрытия рычажной системы. Привод содержит электродвигатель 1, вал которого соединен с планетарным редуктором (ПР) 2, силовой винт 10 с закрепленным на нем подвижным упором 13, связанным с подпружиненным штоком 15. В проточки упора входят короткие плечи рычагов 14. Hi |И ll. п :-7