Скважинный геофизический прибор с выносным зондом Советский патент 1988 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин и может быть использовано при проведении каротажа в сложных геолого-технических условиях.

Целью изобретения является повышение надежности измерений за счет устранения возможности обрыва кабеля при перемещении прибора по стволу скважины, повышение точности измерений при малых поперечных размерах прибора за счет улучшения прижима зонда к стенке скважины, а также по- вьшение износоустойчивости подвижных уплотнений в приборе.

На фиг.1 представлен скважинный геофизический прибор с выносным зондом, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3-5 - процесс выпуска выносных элементов и работа в дефектных стволах скважин.

Скважинный геофизический прибор с выносным зондом собран в корпусе 1, соединенном с грузонесущим кабелем 2, механически и электрически связанным с наземной каротажной станцией. Внутри корпуса 1 размещен электромеханический при вод 3 с силовым штоком 4, при помощи пальца 5 соединенным с толкателем 6. На последнем закреплен микровыключатель 7 с кнопкой, находящейся напротив торца плунжера 8, на котором установлена жесткая

Правая цапфа 16 сцеплена с силовой тягой 23, также связанной с осью 22, на которой установлены ролики 24, входящие в окна И корпуса 1. В точке К коромысло 21 шарнирно крепится к рычагу 25 подвески зонда, опирающемуся на ось 26, неподвижную относительно корпуса 1. Нижний конец рычага 25 соединен с соединительным звеном 27 и пружиной 28, причем соединительное звено подвижно укреплено на головке зонда 29, связанного в той же точке с корпусом 1 прибора посредством тяги 30. Ход пружины 28 ограничен упором 31, выполненным на головке зонда.

Скважинный геофизический прибор работает следующим образом.

Электромеханический привод 3 управляется с цоверхности, его силовой, шток 4 по команде может двигаться вверх или вниз (по чертежу). При движении силового штока 4 вниз происходит выпуск опорной лапы 20 и выносного зонда 29, при движении штока 4 вверх - их возврат в исходное положение.

Выпуск выносных элементов происходит за счет перемещения толкателя 6, который через пружину 9 воздействует на плунжер В при помощи пальца 11, связанного с поршнем 12 и разгрузочным плунжером 13, который входит в отверстие компенсатора 18, сжимая

Изобретение относится к технике промыслово-геофизических исследова- НИИ в скважинах и позволяет повысить точность измерений и надежность прибора. Прибор имеет корпур, в котором размещен электромеханический привод с силовым штоком, соединенным с толкателем, -подпружиненный относительно толкателя плунжер и поршень, связан-, ный с подпружиненным сухарем, соединенным системой рычагов, тяг и шарниров через упругую связь с выносным зондом и с опорной лапой. На толкателе размещен микровыключатель, взаимодействующий с подпружиненным плунжером. Поршень соединен с подпружинен - ным плунжером и с разгрузочным плунжером, входящим в отверстие компенсатора, установленного в корпусе. Объем корпуса между компенсатором и плунжером заполнен жидкостью. Изобретение может быть использовано в геофизических приборах различного назначения, имеющих выносные датчики. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

пружина 9, упирающаяся в толкатель 6 ,gвоздух, находящийся в камере Д. Преди упорный поясок плунжера 8, проходя-варительно сжатая пружина 17 давит

щего через уплотненное отверстие вна сухарь 15, который своими цапфами

корпусе 1 и заканчивающегося вилкой16 перемещает силовую тягу 23 и ка10. Вилка 10 соединена при помощичалку 19. Тяга 23 перемещает ось 22

пальца И с поршнем 12 и с разгрузоч- дс роликами 24, перекатывающимися по

ным плунжером 13, проходящим с большим зазором через осевое отверстие 14 в поршне. На наружной шейке поршня 12 размещены сухарь 15 с двумя цапфами 16 и предварительно сжатая пружина 17, жесткость которой меньше, чем у пружины 9. В полостях Б и Д находится воздух под атмосферным давлением, а полости В и Г заполнены несжимающейся жидкостью (маслом), давление которой равно давлению окружающей прибор среды, что обеспечено установкой в расточке корпуса 1 компенсатора 18.

Левая цапфа 16 проходит через окно Е корпуса и соединена с качалкой

19,которая связана с опорной лапой

20,нижний конец которой подвешен к коромыслу 21, снабженному осью 22.

45

50

55

пазам И. Ось 22, связанная также и с коромыслом 21, вызывает его поворот и одновременное вращение связанного с ним в точке К рычага 25 подвески зонда вокруг оси 26. При этом соединительное звено 27 вращает тягу 30 и зонд 29 выдвигается.

Вращение коромысла 21 приводит к выпуску связанной с ним шарнирно опорной лапы 20, соединенной с цапфой 16 при помощи качалки 19 до ее касания стенки скважины. Размеры рычага 25, соединительного звена 27 и тяги 30 выбраны такими, что при выпуске зонда точка М опережает все другие точки зонда относительно оси корпуса прибора и первой входит в контакт со стенкой скважины после того, как опорная лапа 20 ляжет на ее

5

0

5

пазам И. Ось 22, связанная также и с коромыслом 21, вызывает его поворот и одновременное вращение связанного с ним в точке К рычага 25 подвески зонда вокруг оси 26. При этом соединительное звено 27 вращает тягу 30 и зонд 29 выдвигается.

Вращение коромысла 21 приводит к выпуску связанной с ним шарнирно опорной лапы 20, соединенной с цапфой 16 при помощи качалки 19 до ее касания стенки скважины. Размеры рычага 25, соединительного звена 27 и тяги 30 выбраны такими, что при выпуске зонда точка М опережает все другие точки зонда относительно оси корпуса прибора и первой входит в контакт со стенкой скважины после того, как опорная лапа 20 ляжет на ее

313

Дальнейп1ее движение сиповерхность, лового штока 4 вниз приводит к деформации пружины 28 до размеров, соответствующих входу в контакт со стен- кой скважины всей рабочей поверхности зонда 29, ось которого становится параллельной оси скважинь и поверхности опорной лапы 20.

Измерения и запись информации производятся при перемещении приборов вверх по стволу скважины. Контакт рабочей поверхности зонда со скважиной осуществляется за «счет его прижатия с частичной деформацией пружины 17. Если поверхность скважины имеет неровности, сравнимые с длиной зонда (т.е.-достаточно малые по сравнению с длиной прибора), угол установки оси зонда относительно идеальной оси скважины может меняться за счет деформации пружины 28.

При перемещении скважинного прибора вверх по стволу скважины при помощи грузонесущего кабеля 2 возможно резкое сужение ее сечения. Это приводит к появлению значительных усилий, приложенных к опорной лапе 20 и зонду 29, которые через качалку 19, коромысло 21, звено 27 и рычаг 25 подвески зонда перемещают сухарь 15 вверх и сжимают пружину 17, связанную с поршнем 12, соединенным с плунжером 8. Если усилие на плунжере 8 возрастает до величины, вызывающей деформацию пружины 9, торец плунжера лажимает на кнопку микровыключателя 7, который дает команду на уборку силового штока 4 электромеханического привода, что приводит к автоматической уборке опорной лапы 20 и зонда 29 в исходное положение.

Если при перемещении прибора вверх диаметр скважины вновь увеличивается, усилие на пружинах 17 и 9 снижается, кнопка микровыключателя.7 освобождается и по команде с поверхности электромеханический привод 3 своим силовым штоком 4 вновь вьшускает выносные элементы до восстановления их нормального контакта со стенкой скважины .

Внешнее давление среды не препятствует движению плунжера 8, поскольку он соединен при помощи пальца 11 с разгрузочным плуьшером 13 и давление масла в полости В, которое выравнивается с внешним давлением компенсатором 18, одинаково воздействует

5 0

5

0

5

0

5

0

5

на оба плунжера, создавая равные и взаимно противоположные по направлению силы.

Уборка выносных элементов - опорной лапы 20 и зонда 29 производится по команде с поверхности за счет перемещения силового штока 4 вверх (по чертежу) в порядке, обратном их вьшуску.

В исходном состоянии прибор изображен на фиг.З. При работе в скважинах с номинальным диаметром вьщвйж- ные элементы (лапа 20 и зонд 29) занимают положение, показанное на фиг.4, а при движении в кавернозных участках ствола зонд 29 под воздействием пружины 28 прижимается к стенке скважины, имеющей дефекты.

Таким образом, изобретение позволяет выполнить зонд с большими поперечными размерами, имеющий упругую связь с корпусом прибора, сделать контакт зонда с поверхностью скважины более надежным, а также устранить аварийные ситуации, связанные с обрывом кабеля.

Формула изобретения

с С СИЛОВЫМ щтоком электромеханического привода плунжер, связанный с раз- грузочным плунжером, входящим в отверстие компенсатора, который одйо- временно является цилиндром для раз0 грузочного плунжера и установлен в расточке корпуса, внутренняя полость заполнена несжимаемой жидкостью, а между осевым отверстием в поршне и плунжерами имеется зазор.

А-А

23

Фиг. 2

Фиг.З

ФигЛ

28

Фиг. 5