Устройство для фиксации приборов вСКВАжиНЕ Советский патент 1981 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к рычажным прижимным устройствам с подвижным башмаком и предназначено, для крепления геофизических приборов в скважине. Известно устройство, содержащее корпус с шарнирно закрепленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемешакщиеся концы которых шарнирно связаны с прижимным башмаком, причем, по меньшей мере, один рычах снабжен вторым плечом меньшег размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружине ный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов. В утолщенной ча ти подпружиненного штока выполнена кольцевая проточка, в которую входя концы коротких плеч рычагов, а сам шток взаимодействует с фигурным кулачксм Til Недостатком данного устройства является малая эксплуатадионная надежность, обусловленная неплотным щ ижатием башмака к корпусу при тра портировке прибора в скважине, всле ствие отсутствия подпружиненного пр жима башмака к корпусу, сложности кинематической cxeNt-i устройства, а также необходимости большого прижимного -усилия на подпружиненном штоке. Применение тарельчатой пружины обуславливает малый ход подпружиненного штока, что требует выполнения шарниров устройства с малыми люфтами, сохраняющими свое постоянство за все время эксплуатации прибора, что практически невыполнимо и приводит к выходу башмака за габариты прибора при транспортировке прибора в скважине. Известно также устройство, содер жащее корпус с шариирно закрепленными в нем двумя параллельными рабочи- ми рычагс1ми, перемещакадиеся .концц которых шарнирно связаны с прижимным башмаком причем, по меньшей мере, один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера/, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов. Устройство содержит также дополнительный рычаг, шарнирно соединенный с одним из рабочих рычагов на его оси вращения Г2. Недостатком такого устройства является малая эксплуатационная надёжность, обусловленная неплотным прижатием башмака к корпусу при транспортировке прибсэра в скважине, вследствие сложности кинематической схемы устройства и наличия большого количества шарниров, только два из которых имеют жесткое крепление.

.Наиболее бликим по технической сущности к предложенному устройству является устройство, - держащее кор лус с шарнирно закрелленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами леремещамщиеся концы которых шарнирно связаны с прижимным башмаком, причем один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов З .

Недостатком этого устройства является малая эксплуатационная надежность, обусловленная неплотным прижатием башмака к корпусу при транспортировке прибора в скважине вслед.ствие сложности кинематической схемы устройства и наличия овального отверстия в башмаке в точке приложения усилия, прижимающего б-ашмак к корпусу которое не обеспечивает плотного прижатия второго конца башмака, шарнирно соединенного с ненагруженным рычагом.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства.

Это достигается тем, что в известное устройство для фиксации приборов в скважине, содержащее корпус с шарнирио закрепленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемещающиеся концы которых шарнирно связаны с прижимным башмаком, причем по меньшей мере, один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плеч рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов, дополнительно :введен силовой упругий элемент, один конец которого шарнирно соединен с меньшим плечом двуплечего рычага, а второй конец соединен с шарниром, закрепленны в пределах вертикальных углов, один из которых является рабочим углом поворота меньшего двуплечего рычага.

Для увеличения прижатия башмака второй рабочий рычаг может быть снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, при этом второй шарнир силового упругого элемента закреплен на конце меньшего плеча второго рабочего рычага.

Силовой упругий элемент может быт выполнен в виде элемента сжатия, при этом меньшие плечи рабочих рычагов с закрепленныко на них шарнирами располагаются с внутренней ртороны рабочих рычйгов.

Силовой упругий элемент может быт выполнен в виде элемента растяжения, при этом меньшие плечи рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами располагаются с наружной стороны рабочих рычагов.

Сущность изобретения заключается в том, что введение в известное устройство дополнительного силового упt yroro элемента, один конец которого ша:рнирно соединен с меньшим плечом, закрепленным в пределах вертикальных углов, один из которых является рабочим углом поворота меньшего плеча двуплечего рычага, обеспечивает при перемещении подпружиненного штока два устойчивых положения рабочих рычагов с башмаком для транспортного и рабочего,состояния устройства. При этом в транспортном состоянии устройства- усилие от силового упругого элемента направлено на прижатие и фиксацию башмака в корпусе устройства. В рабочем состоянии устройства направление усилия от силового упругого элемента меняется и направлено на прижатие рабочей поверхности башмака к стенке скважины, причем усилие на башмак становится равным сумме усилий от силового упругого элемента и подпружиненного штока.

Снабжение второго рабочего рычага дополнительным вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и закрепление второго шарнира силового упругого элемента на конце меньшего плеча второго рабочего рычага обеспечивает увеличение усилия прижатия башмака за счет создания усилия от силового упругого элемента на втором рычаге. Выполнение силового упругого элемента в виде элемента сжатия и расположение меньших плеч рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами с внутренней стороны рабочих рычагов позволяет обеспечить минимальные габариты устройства. Выполнение силового упругого элемента в виде элемента растяжения с соответствующим расположением меньших плеч рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами целесообразно Применят при больших расстояниях между шарнирами силового упругого элемента.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 - кинематическая схема этого устройства в транспортном положении} на фиг. 3 то же, в рабочем положении; на фиг. 4 - график ус;илий, приложенных к подпружиненному штоку устройства; на фиг. 5 - кинематическая схема устройства в транспортном положении, при этом силовой упругий элемент выполнен в виде элемента растяжения; на фиг. 6 - то же, в рабочем положении; на фиг. 7 - кинематическая схема устройства в рабочем положении. при этом второй шарнир силового упругого элемента закреплен на корпусе в пределах рабочего угла поворота меньшего плеча рабочего рычага (пунк тиром изображено положение элементов устройства в транспортном положенииj шток с пружиной в сжатом состоянии пунктиром не показан); на фиг. 8 то же, при этом второй шарнир силово го упругого элемента закреплен на корпусе в пределах вертикального угла с углом поворота меньшего плеча рабочего рычага пунктиром изображено положение элементов устройства в транспортном состоянии, шток с пружи ной в сжатом состоянии пунктиром не показан) . Устройство (фиг. 1) состоит из рабочего двуплечего рычага 1, шарнирно закрепленного на оси 2 в корпусе 3. Второе меньшее плечо 4 рабочего рычага с помощью шарнира 5 соединено с одним из концов силового упругого элемента 6, второй конец ко торого при помощи шарнира 7 связан с меньшим плечом 8 второго рабочего рычага 9, закрепленного в корпусе с помощью шарнира 10. Силовой упругий элемент выполнен в виде элемента сжа тия. Оба рабочих рычага расположены параллельно друг другу и при помощи .шарниров 11 и 12 связаны с прижимным башмаком 13 с рифленой рабочей поверхностью, расположенным параллельно оси.корпуса. Первый рабочий рычаг приливом 14 шарнирно связан с подпру жиненным штоком 15, второй конец пру жины 16 которого опирается на полку 17 корпуса. Гнездо шарнира подпружиненного штока выполнено овальным для компенсации отклонения оси шарнира прилива 14. Верхний конец 18 подпружиненного штока воспринимает управляющее уси.пие Р привода (на чертежах не показан). Корпус снабжен гнездом 19 для размещения в нем прижимного башмака в транспортном положении уст ройства. С противоположной стороны симметрично рабочему положению прижимного башмака корпус содержит прилив 20 с рифленой поверхностью. Устройство работает следующим образом. Перед спуском в скважину устройст во переводится в транспортное состояние . При этом под воздействием-упра ляющего усилия привода на верхний.ко нец 18 подпружиненного штока .15 последний , перемещаясь вниз, сжимает пружину 16, сообщая ей запас потенци альной энергии, и переводит рабочие рычаги 1 и 9 в крайнее нижнее пологжение, при котором рифленая повёрхнрсть прижимного башмака 13 совмещается с наружной поверхностью корпуса 3. В этом случае усилие от силового упругого элемента 6 через меньшие плечи .4 и 8 с моментами Ml и М2 пере дается рабочим рычагам 1 и 9 (фиг. 2 которые надежно прижима.от прижимной Ьашмак 13 к корпусу 3 устройства с заданным усилием, выбирая все люфты. После спуска прибора на кабельтросе в скважину на заданную глубину по команде с поверхности управляющее усилие привода меняет свое направление и шток 15 под действием усилия пружины 16 начинает перемидаться вверх, поворачивая рабочие рычаги 1 и 9 по часовой стрелке и переводя устройство в рабочее состояние. При этом моменты Ml и М2,создаваемые силовым упругим элементом 6, уменьшаются, .проходят через ноль, а затем меняют свои направления на обратные (фиг. 3) и начинают действовать на рабочие рычаги 1 и 9 в том же направлении, что и усилие пружины 16, обеспечивая тем самым дополнительное усилие прижатия прижимного башмака 13 к стенке скважины. Величина усилия прижатия определяется параметрами выбранного силового упругого элемента 6, а также длиной меньших плеч, 4 и 8, углами их наклона соответственно к рабочим рычагам 1 и 9. Таким образом, устройство под действием суммарного усилия прижимным башмаком 13 и приливом 2U прижимается к стенкам скважины. На фиг. 4 кривая А показывает зависимость усилия пружины 16 на шток 15 от его перемещения, кривая Б .зависимость приложенного к штоку 15 усилия силового упругого элемента 6 от перемещения штока и кривая В результирующее усилие на шток 15 от совместного воздействия пружины 16 и силового упругого элемента 6 при перемещении штока, величиной которого определяется величина управляю-щего привода. Из графика видно, что. устройство наряду с увеличением усилия прижатия башмака в транспортном и рабочемположениях, позволяет уменьшить величину управляющего усилия привода и, следовательно, мощность, а также выравнять его нагрузку. Тем самам уменьшаются габариты и повышается экономичность устройства. Устройство может быть выполнено также с силовым упругим элементом в виде элемента растяжения (фиг. 5 и 6), при этом меньшие плечи 4 и 8 с шарнирами 5 и 7 должны быть расположены с наружной стороны рабочих рычагов 1 и 9. Принцип действия устройства и его работа в этом варианте аналогичны описанным. Этот вариант устойства может быть рекомендован при алых растяжениях между осью 2 и шар- ниром 10, обусловленных малыми габаитами устройства.; Устройство может быть выполнено ; акже с закрепле«ием на корпусе втоого шарнира СИЛОВОГО упругого элеента, размещаемого в пределах рабочего угла поворота э1- малого плеча одного из рабочих рычагов, например плеча 8 рычага 9, при этом силовой упругий элемент выполняется в виде элемента сжатия (фиг. 7) или вертикального с ним угла ( . При этом силовой упругий элемент выполняется в виде элемента рас яжения (фиг. 8). Принцип действия устройства и его работа в этих вариантах .аналогичны описанным. Этот вариант может быть рекомендован при выполнении устройства упрснценной конструкции и при малыг диаметрах устройств.

Применение устройства позволяет з счет повьаления эксплуатационных характеристик обеспечить надежную транспортировку устройства в скважине, повышенное усилие прижима подвижного башмака к стенке сквалсины за счет дополнительного усилия от силового упругого элемента, кроме того, позво ляет изготовить гамму прижимных устройств с заранее заданными характеритиками, выровнять нагрузку привода и уменьшить его мощность и, следователно габариты всего устройства в целом

Формула- изобретения

1. Устройство для фиксации приборов JB скважине, содержащее корпус с шарнирно закрепленными в нем двумя параллельными рабочими рычагами, перемещающиеся концы которых шарнирно связа.ны с прижимным башмаком, причем по меньшей мере один рычаг снабжен вторым плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, и подпружиненный шток, взаимодействующий с одним из рабочих рычагов,- отличающееся

тем, что, с целью повышения надежности, в устройство дополнительно введен сило-вой упругий элемент, один конец которого шарнирно соединен с меньшим плечом двуплечевого рычага,а второй конец соединен с шарниром, закрепленным в пределах вертикальных углов, один из которых является рабочим углом поворота меньшего плеча двуплечего рычага.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения усилия прижатия башйака, второй рабочий рычаг также снабжен вторым дополнительным плечом меньшего размера, расположенным под углом к рабочему плечу рычага, а второй шарнир силового упругого элемента закреплен, на конце меньшего плеча второго рабочего рычага.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что меньши плечи рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами расположены с внутренней стороны рабочих рычагов,

а силовой элемент выполнен в виде элемента сжатия.

4.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что меньши плечи рабочих рычагов с закрепленными на них шарнирами расположены с наружной стороны рабочих рычагов, а силовой упругий элемент выполнен в виде элемента растяжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 536314, кл. Е 21 В 47/00,.1974.

2.Авторское свидетельство СССР 1№ 617585, кл. Е 21 В 47/00, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР № 548821, кл. G 01 V 9/00, 1975 (прототип).

(.