Тепложидкостной двигатель скважин-НОгО пРибОРА Советский патент 1981 года по МПК E21B47/00 

На чертеже схематически изображен тепложидкостной двигатель скважинного прибора. Тепложидкостной двигатель скважи ного прибора состоит из нэгреватель ной камеры 1 с нагревательным.элементом 2 и ступенчатым исполнитель ным штоком 3, камеры 4 меньшего диаметра комаенсаторов и камеры 5 большего диаметра компенсатора, через которую проходит подпружиненный ступенчатый шток б с пружиной 7, входящий в камеру 4 меньшего диамет ра компенсатора. . Исполнительный шток 3 нагружен возвратной пружиной 8 и исполнитель ным органом 9 скважинного прибора, например прижимным устройством. Камеры 1,4 и 5 двигателя заполнены жидкостью с большим объемным коэффициентом расширения и высокой темп ратурой кипения, например глицерино Тепложидкостной двигатель скважи ного прибора работает следующим образом. При спуске прибора в скважину за счет повышения температуры окружающей среды происходит нагревание жидкости во всех камерах и, с учетом того, что металлический корпус скважинного прибора обладает высоко теплопроводностью и является идеаль датчиком тепла, на заданной глубине температура жидкости во всех камерах одинаковая и равная темпера туре скважинной жидкости. Из-за увеличения (уменьшения) объема жидкости в камере 5, вызванного изменением температуры внешней среды, происходит перемещение ступе чатого штока 6, которое, при выполнении указанных выше соотношений ме ду объемами камер 1,4 и 5 и диаметр ми ступенчатого штока 6, компенсиру увеличение объема жидкости в камерах 1 и 4. Таким образом, давление жидкости в камере 1 не зависит от температуры окружающей среды и по закону Паскаля равно гидростатическому давлению столба жидкости в скважине, а положение исполнительного штока 3 неизменное. . По достижении интервала исследования для перемещения исполнительно го штока 3 в заданном направлении (вверх) достаточно создать перепад между температурой жидкости в камерах 1 и 5 путем включения нагре тельного элемента 2, Жидкость в камере 1 расширяется и вытесняет ис полнительный шток 3 вверх. Последни действует на исполнительный орган 9 скважинного прибора и возвратную пружину 8. Избыточное давление, возникающее в камерах 1 и 4 при включении нагре вательного элемента 2, действует одновременно на исполнительный шток 3 и ступенчатый шток 6, стремясь вы1-еснить их в скважинную среду, но движение ступенчатого штока 6 вниз исключается до момента достижения давления в камерах 1 и, 4, достаточного для преодоления сопротивления пружины 8 и силы от гидростатического давления столба жидкости в скважине, действующего на разность площадей ступенчатого штока 6, определяющих максимальную силу развиваемую исполнительным штоком 3, Превышение этих сил и возникновение аварийной ситуации исключается перемещэнием ступенчатого штока 6 вниз. После достижения приводом заданного хода нагревательный элемент 2 автоматически переключается на пониженную мощность с помощью конечного переключателя (не показано), кинематически связанного с исполнительным штоком 3. Для задания исполнительному штоку 3 обратного хода достаточно отключить нагревательный элемент 2. При этом происходит выравнивание температур в камерах 1,4 и 5 и под действием возвратной пружины и гидростатического давления в скважине исполнительны шток 3 перемещается в исходное положение. Таким образом, предлагаемый тепложидкостной двигатель скважинного прибора не имеет клапанов, надежность которых в скважинных условиях не высока, проще по конструкции и в управлении по сравнению с известным двигателем. При соответствующем подборе жидкости, заполняющей камеры 1, 4 и 5, работоспособность тепложидкостного двигателя скважинного прибора не зависит от температуры окружающей среды,которая может достигать в скважине значительной величины. Кроме того, при отключении нагревательного эпемента 2 исполнительный шток 3 возвращается в исходное положение автоматически, чем гарантируется исключение аварийных ситуаций, возможных дня двигателей с принудительным возвратом в исходное положение. Формула,изобретения Тепложидкостной двигатель скважинного прибора, содержащий нагревательную камеру, сообщенную с компенсатором объемного расширения жидкости, и исполнительный шток, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в широком диапазоне температур, компенсатор выполнен в виде камер большего и меньшего диаметров с размещенныч в них ступенчатым подпружиненным штоком, установленным с возможностью осевого

перемещения, а исполнительный шток выполнен ступенчатым и размещен в нагревательной камере, причем

.

- объем камеры большего

У, диаметра компенсатора;

- объем нагревательной камеры;

Vj - объем камеры меньшего диаметра компенсатора; О и d - диаметры ступенчатого подпружиненного штока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 285859, кл. Е 21 В 47/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 463780, кл. Е 21 В 47/00, 1974 (прототип).

NN s