Устройство для контроля технического состояния обсаженных скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B47/04 

1

Изобретение относится к устройствам для исследования стенок обсаженных скважин.

Известно устройство для контроля технического состояния обсаженных . 5 скважин, содержащее скважинный снаряд, заключенный в тороидальный корпус с вращающимся датчиком, регистрирующий прибор, обеспечивающее возможность получения информации о величи- О не и геометрической форме повреждения внутренних стенок осадных колонн по полному периметру fl,

Наиболее близким к изобретеншо по технической сущности является устрой- 5 ство, состоящее из наземной аппаратуры и скважинного прибора, включающего корпус, центраторы, электрическую схему и бесконтактный датчик, заключенный в защитный кожух и установлен-20 ный на рычажном механизме, шарнирно закрепленном на роторе, кинематически связанном с приводом его вращения и выведенном через предусмотренное в нижней части копруса торцовое от- 25 верстие с уплотнительннми элементами

2 .

Эти устройства не обеспечивают возможности контроля одним скважинным прибором технического состояния об- 30

садных колонн различных типоразмеров и участков их смятия,

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля скважин различных диаметров.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дистанционным дополнительным приводом, установленным на роторе и соединенным с рычажным механизмом кинематической связью, выполненной в виде механизма дискретного изменения радиуса вращения датчика,

. При этом механизм дискретного изменения радиуса вращения датчика содержит приводной кулачок, имеющий ступ:)нчатый профиль, а рычажный механизм, выполнен в виде шарнирно-рычажного двухкоромыслового параллелограмма, на шатуне которого закреплены защитный кожух и датчик, а одно из коромысел выполнено в виде двуплечего подпружиненного рычага, одно плечо которого снабжено роликом, контактирующим с упомянутым кулачком.

Кроме этого, с целью уменьшения наружного диаметра скважинного прибора кулачок и шарнирно-рычажный двухКоро№лсловый параллелограмм смонтиров,аны на торце ротора.

На чертеже схематически изображен скважинный прибор предложенного устройства для контроля технического состояния обсаженных скважин, общий вид.

Скважинный прибор состоит из корпуса 1, несущего центраторы 2 и разделенного электропроводом 3 на две герметичные камеры 4 и 5. Верхняя камера 4 предназначена для размещения не стойкого к воздействию высокого скважинного давления блока б элементов электрической схемы, соединенного при помощи электрических проводов с головкой 7. Нижняя камера 5 заполнена диэлектрической жидкостью и имеет компенсатор 8 давления, выполненный из эластичного материала. .Внутри камеры 5 размещен привод 9, включающий электродвигатель и редуктор и механически соединенный посредством плавающей муфты 10 с хвостовиком ротора 11. Последний установлен в корпусе 1 на подшипниках и имеет форму полой ступенчатой трубы, часть которой, имеющая меньший диаметр, выведена через предусмотренное в корпусе 1 торцовое отверстие с уплотнительньми элея«1ентами 12 и несет шарнирно закрепле« й на ее торце рычажный механизм, выполненный в виде шарнирно-рычажного двухкоромыслового параллелограмма , диагонально подпружиненного пружиной 13 растяжения. На шатуне параллелограмма закреплены кожух 14 и датчик 15, а одно из коромысел выполнено в виде двуплечего рычага, одно плечо 16 которого снабжено роликом 17. Внутри ротора 11 установлен дистанционно-управляемый по определенной программе дополнительный привод 18, включающий электродвигатель, например шаговый, и редуктор, соединенный с одной стороны через щеточно-коллекторный узел 19 с электрической схемой прибора, а с другой кинематической связью с рычажно-uiapнирным двухкоромысловом параллелограммом. Причем кинематическая связь включает в себя плавающую муфту 20 и механизм дискретного изменения радиуса вращения датчика 15, выполненный в виде установленного на валике 21 и жестко соединенного с муфтой 20 торцового кулачка 22, имеющего ступенчатый профиль и контактирующего с роликом 17. При этом ступенчатый профиль кулачка 22 имеет участки подъема л участок спсода, разделенные постоянными участками, число которых соответствует числу исследуемых типоразмеров обсадных колонн. Такое выполнение-кулачка 22 способствует повышению надежности фиксации его остановки без применения дополйительных механизмов и обеспечивает изменение величины радиуса вращения датчика 15с достаточной точностью Для предохранения пары кулачок 22 - ролик 1 от воздействия бурового раствора к

горцу ротора 11 прикреплена по внешнему контуру круглая эластичная мембрана 23, защемленная в центре между дисками, установленными на плече 16. Учитывая возможность сбоя в рйботе дополнительного привода 18 при подаче на него от наземной аппаратуры заданного программой определенного количества управляющих импульсов, прибор снабжен обеспечивающим дистанционный контроль величины радиуса вращения датчика следящим переключателем, выполненным в виде ма-газина резисторов, рычаг 24 которого, несущий контакты, жестко соединен с муфтой 20, а резисторы заключены в корпус 25, состыкованный с дополнительным приводом 18. Число резисторов магазина соответствует числу постоянных участков профиля кулачка 22, а их сопротивление имеет величину, достаточную для визуального наблюдения дискретного изменения величины тока на шкале измерительного прибора наземной аппаратуры.

Электрическая схема наземной аппаратуры, скважинного прибора, и конструкция датчика (датчиков) могут быть различными в зависимости от типа каротажного кабеля, условий эксплуатации, методов исследования, технических и метрологических требова«ий.

Хранение и транспортировка прибор производятся с соосным корпусу 1 положением защитного кожуха 14.

Устройство для контроля технического состояния обсаженных скважин работает следующим образом.

Перед вводом прибора в скважину радиус вращения датчика 15 должен соOTBeTCfвовать обсадной колонне минимального типоразмера, в этом положении датчка 15 его защитный кожух 14 устанавливается соосно с корпусом 1.

После спуска прибора в обсаженную скважину на каротажном кабеле, электрически соединяющим его с наземной аппаратурой, и достижения заданной глубины в обсадной колонне минимального типоразмера от наземной аппаратуры подается питание на привод 9, осуществляющий вращение ротора 11 совместно с шарнирно-рычажным двухкоромысловым параллелограммом, кожухом 14 и датчиком 15, в результате чего датчик 15, перемещаясь по периметру колонны, детально исследует техническое состояние её внутренних стенок. Информация от датчика 15 регистрируется наземной аппаратурой в масштабе глубин при спиральном сканировании или в масштабе времени при круговом сканировании.

После выхода скважинного прибора из колонны минимального размера в колонну следующего типаразмера, имеющего больший внутренний диаметр, о чем судят по величине сигнала датчика 15 или показаниям датчика глубины

прибор останавливают и от наземной аппаратуры подают на привод 18 заданное программой определенное количество управляющих импульсов. При этом кулачок 22 в случае реверсивного управления совершает вращательное движение против часосой стрелки 1вид сверху) на определенную угловую величину, в результате чего ролик 17 перекатывается по рабочей поверхности кулачка 22 с максимального по высоте постоянного участка на другой через участок спада, а шарнирно-рычажный двухкоромысловщй параллелограмм перемещает шатун с кожухом 14 и датчиком 15 в осевой плоскости прибора на величину, соответствующую новому радиусу вращения датчика 15.

В случае безреверсивного управления кулачок 22 совершает вращательное движение по часовой стрелке (вид сверху), а ролик 17, перекатываясь на имеющий максимальный угол спада участок рабочей поверхности кулачка 22, выходит из соприкосновения с последним вследствие того, что под действием пружины 13 кожух прижимается к стенке колонны. Для приведения радиуса вращения датчика 15 к величине, соответствующей исследуемому типоразмеру колонны, на привод 18 подается дополнительная серия управляющих импульсов, в результате чего кулачок 22, вращаясь в том же направлении, на одном из своих рабочих участков входит в соприкосновение с роликом 17. При этом кожух 14 отходит от стенки колонны на некоторое фиксированное расстояние, заданное профилем кулачка 22 для исследуемого типоразмера колонны. При подаче питания на привод 9 датчик 15 перемещается по новому периметру, детально исследуя стенки колонны большого типоразмера.

В случае сбоя в работе привода 18, определяемого при помощи следящего переключателя по шкале измерительного прибора, оператору достаточно при помощи кнопочного переключателя, предусмотренного в наземной аппаратуре : подать на привод 18 определенное число управляющих импульсов до изменения радиуса вращения датчика 15 на заданную программой величину.

При подъеме скважинного прибора в случае встречи кожуха 14 с какимлибо препятствием в колонне он отклоняется вниз, при этом пружина 13 рас.тягивается, а ролик 17 выходит из

соприкосновения с рабочей поверхностью кулачка 22.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет следующие преимущества: возможность исследования колонн различных типоразмеров и участков их смятия одним скважинным прибором; возможность повторного исследования колонн различных типоразмеров и участков их смятия без подъема скважинного прибора на поверхность.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля .техни5ческого состояния обсаженных скважин, содержащее корпус, центраторы,электрический блок и бесконатктный датчик, размещенный в защитном кожухе на рычажном механизме, шарнирно закрепленном на роторе, кинематически

0 связанном с приводом, и наземную аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля скважин различных диаметров, оно снабжено дистанционным

5 дополнительным приводом, установленным на роторе и соединенным с рычажным механизмом кинематической связью, выполненной в виде механизма дискретного изменения радиуса вращения дат0чика.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм дискретного изменения радиуса вращения датчика содержит приводной кула5чок, имеющий ступенчатый профиль, а рычажный механизм выполнен в виде шарнирно-рычажного двухкоромыслового параллелограмма на шатуне которого закреплены защитный кожух и датчик,

а одно из коромысел выполнено в виде

0 двуплечего подпружиненного рычага, одно плечо которого снабжено роликом, контактирующим с упомянутым кулачком.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что кулачок

5

и шарнирно-рычажный двухкоромысловый параллелограмм смонтированы на торЦе ротора.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 261318, кл. Б 21 В 47/04, 09.11.67.

2.Авторское свидетельство СССР

406007, кл. Е 21 В 49/00, 11.05.71.

5