Устройство для центрирования скважинных геофизических приборов Советский патент 1980 года по МПК E21B47/00 E21B17/10 

1

/

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и може выть использовано, например, в аппаратуре акустического каротажа.

Известно устройство для центрирования скважинных геофизических приборов, представляющее собой автономный герметичный корпус с шарнирно связанной системой рычагов, тяг, штоков и силовых упругих элементов, обеспечивающих постоянные усилия прижима башмаков к стенке скважины при изменении ее диаметра 1 ,

Недостатком этого устройства является непостоянство степени центрирования и проходимости в скважинах с переменным диаметром.

Известно также устройство дпя центрирования скважинных приборов, имеющие собственный корпус со скользящими элементами и системой удлиненных выпуклых пластинчатых пружин, шарнирно соединенных средней частью с жесткими рычагами, которые другими концами шарнирно соединены с промежуточными скользящими элементами (втулками) 2 .

Основными его недостатками являются большие размеры и непригодность для непосредственного центрирования акустических зондов.

Цель изобретения является улучшение центрирования и повышение про5 ходимости приборов в скважинах с переменным диаметром, Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено системой вогнутых пластинчатых пружин и

10 жестких тяг, причем вогнутые пластинчатые пружины средней частью жестко связаны с промежуточной подвижной опорной втулкой, а своими концами шарнирно связаны с концами

15 выпуклых пластинчатых пружин и жестких тяг,, которые другими концами шарнирно связаны с крайними опорными втулками.

На фиг. 1 показан общий вид цент20 рирующего устройства, установленного на корпусе прибора;на фиг. 2 принцип его работы и скважине с переменным диаметром.

Устройство содержит тр или бо25 лее выпуклых 1 и вогнутых 2 пластинча тых пружин, связанных с верхним и нижним концах шарнирами 3 и 4 между собой и с жесткими тяг гили 5 и 6, соединенными шарнирно с верхйей 7 и

30 нижней 8 подвижными опорными втулками, промежуточную подвижную опорную втулку 9, жестко связанную со средней частью вогнутых пластинчатых пружин, и ограничительные верхние 10 и нижнее 11 кольца, зафиксированные на корпусе 12 центрирующего прибора.

Данную конструкцию можно представить состоящей из двух секция, послдовательно соединенных с помощью общей промежуточной опорной втулки рычажных (фонарных) центраторов с общими выпуклыми пружинами с той лишь разницей, что внутренниетяги этих центраторов заменены на половинки вогнутых пружин с жестким, а не шарниным соединением их с промежуточной опорной втулкой.

Устройство работает следующим образом,

В зависимости от направления перемещения (подъем или спуск) центрируемого в скважине прибора соответственно верхняя 7 или нижняя 8 подвижные опорные втулки опираются на ограничительные кольца 10 или 11,

При спуске прибора в скважину с резко изменяющимся диаметром, в частности, при выходе его из каверны против глинистых, кавернозно-трещиноватых пород или угольных пластов, пружины предлагаемого центрирующего устройства оказывают сопротивление прохождению на границе сужения скважины не одновременно, а поочередно, В каверне (фиг. 2) центрирующее.устройство находится в состоянии,близком к максимально раскрытому. При выходе из каверны (входе в сужение) в первоначальный момент работают только нижние тяги, и в основном, нижние половины вогнутых пластинчатых пружин-. При этом выпуклые прукины лишь поворачиваются, не деформируясь, чему способствуют верхние поювины вогнутых пружин, так как при laHHOM раскрытии они находятся в подФужиненном состоянии, В последую11;й момент когда часть центратора юшла в сужение без большого сопроивления, в работу вступают выпукые пружины, а затем - иоставшиеся ерхние половины вогнутых пружин.

Выбором геометрических размеров яг и пластинчатых пружин, а также иловых характеристик последних моет быть достигнуто постоянное (или пиэкое к нему) давление выпуклых ружин на станки скважины с измечющимся диаметром, а, следовательэ, и равномерное качество центриэвания приборов в таких скважинах.

Основным достоинством данного центрирующего устройства является его высокая проходимость при хорошем центрировании скважинных геофизических приборов. Оно отличается также простотой конструкции и технологичностью изготовления; легко стыкуется с любыми приборами и может, быть установлено в любой их части, в том числе и непосредственно на акустических зондах. На каждый прибор может быть легко установлено

два или более центрирующих устройств. Если учесть, что скорость подъема большинства геофизических приборов достигает 0,5 м/с (1800 м) ч, а

спуска - 1,5 м/с (5500 м) ч, то при центрировании весьма.массивных приборов центраторы (особенно их внешние элементы) испытывают большее динамические (ударные) нагрузки на

границах сужений (уступов) скважины. Достигают предельных и ударные нагрузки на породы в этих случаях, приводящих к их обрушению и последующему заклиниванию и обрыву приборов в скважинах, ,

Из-за существенного уменьшения указанных динамических нагрузок предлагаемое устройство отличается также высокой надежностью работы и безаварийностью, I

Формула изобретения

Устройство для центрирования скважинных геофизических приборов, содержащее систему выпуклых пластинчатых пружин и подвижные опорные втулки, отличающее ся тем, что, с целью улучшения центри0 рованйя и повышения проходимости приборов в скважинах с переменным диаметром, оно снабжено системой вогнутых пластинчатых пружин и жестких тяг, причем вогнутые пластинчас тые пружины средней частью жестко связаны с промежуточной подвижной опорной в тулкой, а своими концами шарнирно связаны с концами выпуклых пластинчатых пружин и жестких тяг, Q которые другими концами шарнирно связаны с крайними опорными втулками,

Источники информации, прринятые во внимание при экспеотизе

1. Авторское свидетельство СССР 5 559207, кл. Е 21 В 47/00, 1976. 2. Патент США №3915229, . кл. 73-151, опублик. 1974 (прототип) ,