Устройство для контроля технического состояния обсаженных скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B49/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ Изобретение относится к устройствам для исследования стенок обсаженных скважин. Известны устройства для контроля технического состояния скважин р. Известно также устройство для контроля технического состояния обсаженных скважин, содержащее заполне ный диэлектрической жидкостью корпус с компенсатором давления, центраторы электрический блок, бесконтактный да чик, размещенный в защитном кожухе, шатун с шарнирно-рычажным двухкоромысловым механизмом, установленным с возможностью вращения от привода ротора и кинематически связанным с устройством для дискретного измерени радиуса вращения датчика, и наземную аппаратуру 2 . Недостатком такого устройства явля ется то, что оно не обладает достаточно надежной герметизацией, что ограничивает его применение при высоких температурахи давлениях, имеюОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН щих место в глубоких и сверхглубоких скважинах. Это объясняется, прежде всего, наличием в скважинном приборе резиновых колец для уплотнения вращающегося ротора относительно корпуса. Для такого уплотнительного узла характерна большая сила трения в зоне контакта колец с корпусом и плохие условия отвода тепла, выделяемого на трущихся поверхностях, что даже при нормальных условиях эксплуатации и относительно небольших скоростях вращения ротора приводит к быстрому износу, появлению поперечных трещин и обугливанию колец, в результате чего происходит образование местных зазоров и появление течи. Б скважинных условиях под воздействием повьщхенных температур и давлений бурового раствора данный уплотнительный узел не может обеспечить требуемую степень герметизации полости корпуса. Целью изобретения является повышение надежности работы путем улучшения герметизации при высоких температурах и давлениях. Поставленная цель достигается тем что устройство снабжено гибким рукдвом, соединяющим кожух с корпусом, хвостовиком и образующими параллелограммный транслятор дополнительным коромыслом и тягой, связанной с шатуном, причем шарнирно-рычажный механизм и параллелограммный Транслятор размещены внутри гибкого рукава, а кожух установлен на хвостовике с возможностью вращения. Устройство имеет гибкий рукав, выполненный из двух частей, герметично соединенных между собой с помощью цилиндра, в которьй введены контактирующие с его внутренней поверхностью ролики с осями, установленными вдоль его образующих и кинематически связанными с дополнительным коромыслом. На чертеже схематически изображен скважинный прибор предложенного устройства, общий вид. Скважинный прибор состоит из заполненного диэлектрической жидкостью корпуса 1 с компенсатором давления 2 центраторов 3, электрического бло.ка 4, расположенного в баростойкой камере с электровводом 5, привода 6 вращения ротора 7, на торце которого смонтирован шарнирно-рычажный двухкоромысловый параллелограммный механизм, несущий бесконтактный датчик 8 в защитном кожухе 9 и кинематически связанный с устройством для дискретного изменения радиуса вращения датчика 8, включающим приводной торцовый кулачок 10 с рабочей поверхностью, контактирующей с роликом 11, жестко закрепленным посредством рычага 12 на коромысле 13 параллелогра много механизма, диагонально подпружиненного пружиной растяжения 14, Шатун I5 параллелограммного механизма выполнен с имеющим вид полуоси хвостовиком 16, на котором жестко закреплен датчик 8 и установлен с возможностью вращения на подшипниках 17 и 18 кожух 9. Кожух 9 и корпус 1 герметично соединены между собой рукавом 19, который может быть изготовлен из различных материалов (эластичных пластиков, резин, металлов) и различным по конструкции. При этом, предпочтительной яв.пяется конс рукция рукава с гофрированной поверх ностью, обеспечивающей малый радиус изгиба. Дпя предохранения от повреждений элементами параллелограммного механизма рукав 19 вьтолнен из двух частей, герметично состыкованных между собой с помощью цилиндра 20, который установлен, по меньшей мере, на трех парах роликов 21 с осями, расположенными вдоль его образующих через 120 и кинематически связанными с коромыслом 22. Причем, для устранения смещения оси вращения цилиндра 20 относительно коромысла 13, при угловом перемещении последнего, кинематическая связь между осями роликов 21 и коромыслом 22 выполнена в виде параллелограммного транслятора, включающего в себя тягу 23 и коромысло 24, которое одним концом шарнирно присоединено к середине шатуна I5 и снабжено кронштейнами 25, несущими оси роликов 21. При этом кронштейны 25 установлены по отношению к коромыслу 24 ортогонально. Устройство для контроля технического состояния обсаженных скважин работает следующим образом. В исходном положении перед спуском в скважину кожух 9 прибора устанавливается соосно с корпусом 1. В этом случае, соответствующем готовности скважинного прибора к работе в обсадной колонне минимального типоразмера, при вращении ротора 7 рукав 19 с цилиндром 20 и кожух 9 находятся в неподвижном по отношению к корпусу 1 состояния, а хвостовик.16 параллелограммного механизма совершает вращательное движение в подшипниках 17 и 18, обеспечивая таким образом сканирование датчика 8. При этом, коромысло 24 вращается вокруг своей оси, совпадакяцей с осью прибора, а ролики 1 1 обкатывают по периметру внутреннюю поверхность цилиндра 20. После выхода скважинного прибора в обсадную колонну большего типоразмера, с помощью устройства для дискретного изменения радиуса вращения датчика 8 путем поворота кулачка 10 на заданную угловую величину, параллелограммный механизм, а также все установленные на нем узлы и элементы под действием пружины 14 занимают новое рабочее положение, как это показано на чертеже. В этом случае при вращении ротора 7 кожух 9 совместно с нижним концом рукава 19 и хвостовик 16 совершают поступательное движение по окружности с радиусом, позволяющим обеспечить необходимый зазор между датчиком 8 и внутренней поверх ностью колонны для качественного исследования стенок последней. В процессе осуществляемого таким образом сканирования датчика 8 кожух 9 и нижний конец рукава 19 обкатывают поверхность некоторого вообра жаемого цилиндра, концентричного по отношению к обсадной колонне. Это обеспечивает достаточно надежную защиту поверхности кожуха 9 и рукава 1 от повреждений (одностороннего износа, порезов, царапин) при встрече по следних с отложениями в колонне, например, цемента. Причем, кожух 9 вра щается на подшипниках 17 и 18, а рукав 19 деформируется при каждом обороте ротора 7 и благодаря наличию па раллелограммного транслятора с помощью кронштейнов 25, роликов 11 и цилиндра 20 центрируется относительно коромысла 24. При этом, ролики 11, обкатывая внутреннюю поверхность цилиндра 20, удерживают его От перекосов под действием усилий со стороны обеих деформируемых частей рукава 9 Предлагаемое устройство по сравнению с известными следующие преимущества: более высокую степень гер метизации и повьшгенную надежность скважинного прибора; возможность дли тельной работы в глубоких и сверхглу боких обсаженных скважинах при необхо димости повторного или детального ис следования стенок колонн; меньщую ющность необходимую для вращения датчика. Формула изобретения I. Устройство для контроля технического состояния обсаженных скважин содержащее заполненный диэлектрической жидкостью корпус с компенсатором давления, центраторы, электрический блок, бесконтактный датчик, размещенный в защитном кожухе, шатун с шарнирно-рычажным двухкоромысловым параллелоГраммным механизмом, установленным с возможностью вращения от привода ротора и кинематически связанным с механизмом дискретного изменения радиуса вращения датчика,, и наземную аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности работы путем улучшения герметизации при высоких температурах и давлениях, устройство снабжено гибким рукавом, соединяющим кожух с корпусом, хвостовиком и образующими параллелограммный транслятор дополнительным коромыслом И ТЯГОЙ, связанной с шатуном, причем шарнирно-рьгчажный механизм и параллелограммный транслятор размещены внутри гибкого рукава, а кожух установлен на хвостовике с возможностью вращения. 2. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что гибкий рукав выполнен из двух частей, герметично соединенных между собой с помощью цилиндра, в который введены контактирующие с его внутренней поверхностью ролики с осями, установленными вдоль его образуювцга и кинематически связанными с дополнительным коромыслом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i . Авторское свидетельство СССР :№ 457793, кл. Е 21 В 49/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2731219/22-03, кл. Е 21 В 47/04, 1979 (прототип).