Профилемер Советский патент 1981 года по МПК E21B47/08 

(54) ПРОФИЛЕМЕР

Изобретение относится к технике промысловой геофизики и может быть использовано при прЬфилеметрии обсаженных и необсаженных скважин. Известны каверномеры и профилемеры, принцип работы которых основан на взаимодействии длинного плеча измерительного рычага со стенкой скважины, а короткого - с толкателем связанным с подвижным элементом преобразователя перемещений измерительного рычага в электрический, сигнал 1. Известен также профилемер, содержащий корпус, выдвижные элементы, механизм управления и преобразовател перемещений выдвижных элементов в электрический сигнал L2J. Недостатками указанных устройств является то, что плечо, взаимодействующее с толкателем, оказывается. нечувствительным к малым перемещениям плеча, взаимодействующего со стенкой скважины. Поэтому результирующая точность измерений даже в слу чае применения преобразователей высокой точности остается низкой. Для существенного повышения чувствительности и точности измерения необходимо изменить соотношение длин плеч таким образсм, что плечо, взаимодействующее со стенкой скважины, значительно короче плеча, взаимодействующего с толкателем, т.е. приблизить шарнир измерительного рычага к стенке скважины. Однако в известных устройствах для этого необходимо наружный диаметр корпуса в месте установки измерительных рычагов довести до величины, близкой к диаметру скважины, что приводит к резкому увеличению количества типоразмеров профилемеров, необходимых для перекрытия всех возможных диаметров скважин, и ухудшению продвижения профилемера по стволу скважины при спуске. Цель изобретения - повышение точности и чувствительности и расширение диапазона измерений. , Поставленная цель достигается тем-, что профилемер снабжен ограничителем выдвижения, а каждый из выдвижных элементов выполнен в виде двуплечего выносного рычага, который связан с механизмом управления и шарнирно соединенного с ним измерительногог рычага причем одно плечо выносного рычага связано с механизмом управления шарнирно и установлено с возможностью контакта с ограничителем выдвижения .выносных рычагов в крайнем нижнем положении. На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - конструкция с расположением преобразователя перемещения в электрический сиг нал на выносном рычагеf на фиг. 3 - плечо рычага с регулируемой длиной. Профилемер содержит корпус 1, выемку 2 корпуса, выносной рычаг 3, шарнир 4 измерительного рычага, установленный на выносном, измерительный рычаг 5, толкатель б, пружину 7 толкателя, преобразователь 8 перемещения в электрический сигнаш, муфту палец 10 муфты, шарнир 11, связывающий палец 10 с рычагом 3, пружину 12 МУФТЫ, запорное устройство 13, ограничитель 14 вьвдвижения выносных рычагов и стенку скважины Элементы 914 являются звеньями механизма управ ления. Для обеспечения параллельного переноса преобразователя 8 выносной рычаг выполнен в виде шарнирного четырехзвенника, включающего в себя не подвижное звено 15, жестко связанное с корпусом 1, кронштейн 16 для установки преобразователя 8 и две тяги 17 и 18, связанные шарнирами 19 с звеном 15 и шарнирами 20 - с кронштейном 16. Тяга 17, представляннцая собой двуплечий рычаг, связана также с пальцем 10 муфты 9 с помощью шарни ра 11. . Рычаг с регулируемой длиной содер жит элеме.нты 21 и 22 плеча, переме мающиеся один по другому, и фиксатор 23 их положения (фиг. 3). Профилемер работает следующим образом. Перед спуском в скважину выносные Ж1чаги 3 прижаты к корпусу 1 (эакрыты), измерительные рычаци 5 уложены в выемке 2 корпуса 1. На заданной глубине по команде с поверхности механизм управления перемещает запорное устройство 13 вниз в положение 13/ освобождая пружину 12, которая давит на муфту 9, которая под ее дей ствием раскрывает выносные 3, связанные с пальцами 10 с помо11ц ю шарниров 11. Выносные рь(чаги принимают новое положение 3, при этом угол раскрытия выносных рычагов определяется положением ограничителя 14, выставляемого в зависимости от диаметра скважины. Ограничитель 14 угла раскрытия выносных рычагов пок зан в виде гайки, перемещающейся по корпусу 1 и ограничивающей в зафиксированном положении ход рычагов 3. В общем случав регулятор может быть выполнен в виде элемента, перемещаемого механизмом управления. В результате раскрытия выносных Еядчагов шарниры 4 измерительных рычагов 5 оказываются приближенными к. стенке 24 скважины. Положение 5 змерительного рычага, занимаемое им в некоторый момент времени в процессе работы профиЛемера, при котором короткое плечо взаимодействует до стенкой 24 скважины, а длинное - с толкателем 6, обеспечивает резкое повышение чувствительности и точности измерений. Пружина 7 обеспечивает надежный контакт толкателя 6 с плечом измерительного рычага. в случае упругого воздействия на муфту 9 величина усилия, создаваемого пружиной 12, выбирается в несколько раз большей суммы сил трения в шарнирах измерительных рычагов. Это обеспечивает подвижность измерительных рычагов относительно их точек подвеса в процессе соприкосновения со стенкой скважины при неподвижности выносиых. В случае жесткого воздействия на муфту 9, обеспечивается ее жесткая фиксация, и она сама может осуществлять функции регулятора угла раскрытия выносных рычагов. После заверцения работ в скважине по команде с поверхности механизм управления перемещает вверх запорное устройство 13, которое увлекает за собой муфту 9, в результате чего она, отжимая пружину 12, закрывает выносные рычаги 3. Измерительные рычаги при этом укладываются в выемку 2 корпуса 1. Перекрытие существующих диаметров скважин обеспечивается сочетанием установки преобразователя 8 на кронштейне 16, являющемся звеном выносного рычага, (это обеспечивает неизменность расстояния от преобразователя 8 до шарнира 4} и выполнения тяг 17 и 18 выносного рычага с регулируемой длиной, что обеспечивает, изменение угла раскрытия в ограниченных пределах. Так как глубина каверн и желобов в необсаженных скважинах значительно превьвцает глубину жалобных выработок в обсадных трубах, может возникнуть необходимость удлинения плеча измерительного рычага, взаимодействующего со стенкой необсаженной .скважины. В связи с этим измерительный рычаг выполняется с регулируемой длиной плеча, что позволяет изменять соотнсшение длин плеч и делает предлага-.. емый Профилемер универсальным в при- менении. Изобретение позволяет существенно повысить экоиомйческую эффективность проводки скважин за счет повышения оперативности предупреждения аварий и осложнений. Фррмула изобретения Профилемер, содержащий корпус, В14движные элементы, механизм управления, преобразователи перемещений

выдвижных элементов в электрические сигналы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности чувствительности и расширения диапаiaoHa измерений, он снабжен ограничителем выдвижения, а каддый из выдвижных элементов выполнен в виде двуплечего выносного рычага и шарнирно соединенного с ним измерительного, причем одно плечо выносного рычага /связано с механизме управления шарнирно и установлено с возможностью контакта с ограничителем выдвижения

выносных рычагов в крайнем нижнем положений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Д. Померанц Л.И. и Чукин В.Г. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований скважин. М., Недра, с. 241-244.

Zf 2$