Устройство для установки датчиков в стенке скважины Советский патент 1980 года по МПК E21B47/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ДАТЧИКОВ В СТЕНКЕ СКВАЖИНЫ

1

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований, а именно к устройствам для установки датчиков в . стенке скважины.

Известно устройство для внедрения датчика в ненарушенный грунт стенки скважины, в котором имеется узел внедрения и датчик, причем последний с помощью упомянутого устройства устанавливается через боковую стенку скважины в грунт 1. В данном устройстве датчик в виде пули внедряют выстрелом, при этом глубина вхождения его в грунт остается неизвестной, а не предусмотрена ориентация чувствительного элемента датчика.

При проведении геофизических исследований с измерением давлений по глубине массива грунта определяющими критериями являются точное знание глубины установки датчика и положение чувствительного элемента, так как от этого зависит достоверность измерений и правильная.оценка воздействия давлений на заглубленные сооружения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для

установки датчиков в стенке скважины которое включает привод, выдвижной элемент, датчик, направляющую для датчика, указатель глубины внедрения датчика. В этом устройстве увеличение глубины внедрения датчика обеспечивается за счет кассеты, выполненной в виде расположенных одна над другой подпружиненных вставок, установленных вдоль центральной и боковых направляющих. Механизм внедрения этого устройства содержит выдвижной элемент в виде ходового винта, который непосредственно давит на датчик, а затем на вставки при вхождении их в грунт . -.

Работает устройство следующим образом. При включений привода выдвижной элемент выталкивает датчик из направляющей и внедряет его в грунт. Вставки при этом находятся в исходном положении. После внедрения датчика выдвижной элемент путем реверсирования возвращают в исходное положение. При этом под действием сжатой пружины вставки перемешаются и верхняя занимает то место в направляющей, где в исходном положении находился датчик. При повторном включении двигателя выдвижной элемент перемещает верхнюю вставку, которая в свою очередь толкает вперед датчик, внедряя его вглубь массива. После этого операции noBTopjito cn. ,„,.„.. „ При таком процессе внёдр йи датчгикбв половина всеговремени тратится на непроизводительную работу, а именно на обратный ход выдвижного элемента (ходового винта) осуществлемого с той же скоростью, что и выд;виженйе его, так как это обуслоЖёно конструктивной парой, винт-гайка. Полезная же работа собершается лишь при выдвижении Шд5Ьв6г6 Ёйнта для пёрёмёщёЙ11Я Датчика и вставок вперед. При этом для возвращен ни ходового ; винта. в исходное положение необ ТбтГйй узе Л ДЛЯ ребёрсйроваиия, что уеложняет конструкцию устройства. Целью изобретения является сокращение времени на установку датчиков.- Цель изобретения достигается выполнением привода толкателя в виде зубчатой рейки с возвратнцй пружиной, соединенной с корпусом, и зубчатого сектора, кинематически связанного с редуктором. Кроме того, длина дуги зубчатого сектора равна длине зубчатой части рейки. Длина зубчатого участка рейкй равна длине.встдвки. Такое исполнение узла внедрения устройства практически исключает время на непроизводительное движение тол gIfejiffl 1if8K7ie ШтЖкйтванйя датчика или вста.вки за счет того, что рейка в исходное положение бозвращается усилием пружины практически мгновенно и при этом не треI буется реверс, то есть время на внедрение датЧйта1ВШкра1Цаёт ЙвДМ На фиг. 1 изображенопреДлОжейное устройство, общийвид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1 на элейГенГузла йедрейия; на фиг. 3 - кассета, снабженная вставками; на фиг, 4 - вставка; на фиг. 5 - J элемент кассеты со вставкой и датчиком, ШбдйЩйм в грунт через СТё1Н1Куск1:а:жШы. Устройство содержит привод, включающий электродвигатель 1, корпус 2, цйЛГЯНДрй-. ческие шестерни 3, узел внедрения; в Бгпш Леннь Й из червячной передачи 4 с сектором 5, установленным на одном валу с червячной шестерней, и рейки 6, являющейся толкателем, датчик 7 в направляющей 8, кассету 9, обхватывающую боковые поверхности направляющей 8 и прикреплённую к ней винтом. На валу шестерни,.имеется выступ 10, а йа корпусе 2 устанбйЛён йёреключат ель 11, которые обеспечивают сигнализацию о глубине внедрения датчика. Рейка 6 установ-, лена в направляющей опоре 12. Поверхность рейки, обращённая в сторойу сектора, имеет зубья, причем длина дуги зубчатого сектора равна длине зубчатого участка рейки, находящейся с ним в зацеплении. Внутренний конец рейки 6 свя5ШТГр Й Пбм6 {:f J f :: ..- ---

--- .. ЩИ 13 растяжения с задней стенкой корпуса 2. В кассете 9 одна над другой размещены вставки 14, нагруженные с одной стороны пружиной 15. Вставки размещаются вдоль трех направляющих: центральной 16,удерживающей вставки от смещения, и. двух боковых 17, предотвращающих перекосы при перемещении вставок. Боковые направляющиевыпo нeны в виде плоских пружин и имеют на свободном коЩё выступ 18, который удерживает вставки в кассете при установке ее на узел внедрения. Вставка 14 имеет продольный паз 19 для укладки кабеля и отверстия 20 для центральнойнаправляющей. Торцы вставок снабжены с одной стороны выступом 21, а с другой - выемкой 22, что обеспечивает надежное соединение вставок при внедрении. Количество вставок определяется заданной глубиной внедрения датчика в грунт. Длина зубчатой части рейки 6 равна длине вставки 14, что обеспечивает полный выход вставки из направляющей и сводит до минимума работу на холостом ходу. Сектор 5 имеет такой профиль, что его угол поворота при холостом ходе (то есть когда зубья сектора не находятся в зацеплении с рейкой) обеспечивает минимально необходимое время на вхождение вставки в. направляющую. Управление работой устройства и контроль за глубиной внедрения осуществляется с помощью пульта 23, соединенного с механизмом привода кабелем 24. Для опускания устройства в скважину служит жесткая штанга 25 из звеньев труб. Работает устройство следующим образом Включают двигатель 1 и усилие от него через шестерни 3, червячную передачу 4 передается на сектор 5, который, вращаясь, перемещает рейку 6 вдоль направляющей опоры 12. Рейка, воздействуя наружным концом на датчик 7, выталкивает его из направляющей 8 и внедряет в грунт. При этом вставки 14 находятся, в.„кассете 9 в исходном положении, а нижняя поверхность рей1иск6льзит по наружной поверхности верхней вставки.,. В момент выхода датчика из направляющей зубья сектора выходят из зацепления с рейкой и она под действием растянутой пружины 13 возвращается в исходное положение. При этом под действием сжатой пружинь 15 вставки 14 перемещаются и верхняя из;них занимает то место в направляющей 8, где в исходном положении находится датчик. В этот момент сектор 5, продолжая вращаться в туже сторону, заканчивает вращение Ё режиме холостого хода, его зубья снова входят в зацепление с зубьями рейки и перемещают ее вперед, при этом верхняя вставка двигается вперед и входит с усилием своим выступом 21 в выемку датчика и в дальнейшем вставка и датчик перемещеются совместно. При вхождении датчика и вставок в грунт кабель датчика укладывается в паз 19 вставок. При дальнейшем внедрении датчика операции автоматически повторяются. Таким образом, введение в механизм зубчатого сектора, связанного с рейкой, и снабжение рейки возвратной пружиной обеспечивает сокращение времени на внедрение датчиков, практически в два раза. Формула изобретения 1. Устройство для установки датчиков в стенке скважины, включающее корпус, толкатель с приводом и редуктором и кассету с подпружиненными вставками, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени на установку датчиков, привод толкателя выполнен в виде зубчатой рейки с возвратной пружиной, соединенной с корпусом, и зубчатого сектора, кинематически связанного с редуктором. &.Устройство по п. 1 , отличающееся тем, что длина дуги зубчатого сектора равна длине зубчатой части рейки. ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 326355, кл. Е 21 В 47/00, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 562641, кл. Е 21 В 47/00, 1975.

6tJ А

Фиг. 2

11

21

Фиг Л