Устройство для ввода элементов в стенку скважины Советский патент 1982 года по МПК G01V5/00 

I

Изобретение относится к исследованию грунтов в скважине и может быть использовано для ввода элементов, например радиоактивных реперов, в стенку скважины.

Известны устройства для ввода элементов в стенку скважины, содержащие реверсивный привод и механизм ввода элементов, состоящий из отдельных звеньев с фиксаторами J.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ввода элементов в стенку скважины, содержащее направляющую трубу с расположенным в нем многозвенным механизмом из соединенных шарнирно звеньев с фиксаторами и приспособлениями для ввода и извлечения фиксаторов, причем один конец многозвенного механизма соединен с вводимым элементом, а другой - с приводом возвратно-поступательного движения 2.

Недостатком этого устройства является узкая область применения, что

обусловлено невозможностью ввода элементов в прочные грунты.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения ввода элементов в прочные грунты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода элементов в стенку скважины ц содержащее направляющую трубу с расположенны10ми в ней многозвенным механизмом из соединенных шарнирно звеньев с фиксаторами и приспособлениями для ввода и извлечения фиксаторов, причем один конец многозвенного ме15ханизма соединен с вводимым элементом, в звеньях с фиксаторами закреплены направляющие втулки, между которыми размещены электромагнитные катушки, внутри которых расположены

20 ползуны, состоящие из фер(омагнитных и немагнитных секций, причем ползуны и вводимый элемент соединены последовательно через жесткие связи. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство для ввода элементов в стенку скважины, осе вой разрез; на фиг. 2 - то же, общий вид (боковая стенка направляющей трубы условно не показана); на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2. Устройство для ввода элементов в стенку скважины состоит из направляющей трубы 1, внутри которой расположен многозвенный механи,зм, состоящий из звеньев с фиксаторами 2 и 3 и начального звена , щарнирно соединенных между собой. На начальное звено k надеты амортизатор 5 и конусный расширитель 6 с вводимым элементом 7- Внутри начального звена 4 закреплен амортизатор 8. Конеч ное звено многозвенного механизма соединено с приводом возвратно-поступательного движения. Внутри звеньев с фиксаторами 2 закреплены направляющие втулки 9, между.которыми размещены электромагнитные катушки прямого 10 и обратного И хода, соединенные с источником электроэнергии и получающие импульсы напряжения разной полярности. Внутри многозвенного механизма помещен ударник, состоящий из шарнирно сое диненных между собой бойка 1, жест ких связей 13 vt ползунов, состоящих из ферромагнитных I и немагнитных 15.секций и проходящих внутри направляющих втулок 9 и электромагнитных катушек 10 и 11 с возможностью поступательного движения. Электромагнитные катушки 11 обратного хода размещены в каждом втором звене с фиксаторами 2, электромагнитные катушки 10 прямого хода размещены в остальных звеньях с фиксаторами 2. Ползуны размещеньг так, что в момент удара бойка 12 по хвос товику элемента 7 их ферромагнитные секции находятся в электромагнитных катушках 10 прямого хода , а в крайнем положении обратного хода - в электромагнитных катушках 11 обратного хода. Боек 12 закреплен внутри конусного расширителя 6 с возможностью поступательного движения. В каждом звене с фиксаторами 2 многозвенного механизма выполнены по два отверстия, сопряженные с соответствующими отверстиями 16 в звеньях с фиксаторами 3- На боковых поверхностях звеньев с фиксаторами 2 закреплены упоры 17, между которы ми проходят Т-образные фиксаторы 18 с кольцевыми проточками, входящие в отверстия в звеньях с фиксаторами 2. В отверстиях 16 выполнены кольцевые проточки, в которые вставлены пружинные шайбы 19. В вертикальной части установлены клиновидные выступы 20 и клиновидные бортики 21. В горизонтальном участке направляющей трубы 1 после криволинейного участка последовательно установлены клиновидные бортики 22 и клиновидные выступы 23. Ввод элементов в стенку скважины при помощи предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. В исходном положении многозвенный механизм полностью введен в направляю Щую трубу 1. Устройство опускается в скважину на требуемую глубину. Затем включают привод возвратно-поступательного движения многозвенного механизма, в результате чего звенья с фиксаторами перемещаются внутри направляющей трубы и конусный расширитель с вводимым элементом 7 упираются в стенку скважины. После этого замыкают цепь импульсного источника электроэнергии и электромагнитных катушек 10 и 11. При поступлении электрического импульса на электромагнитные катушки 10 прямого хода ферромагнитные секции It ползунов втягиваются в них, перемещая через жесткие связи 13 и ползуны, находящиеся внутри электромагнитных катушек 11 обратного хода, боек 12, который наносит удар по хвостовику вводимого элемента 7- В следующий момент электрический импульс поступает на электромагнитные катушки 11 обратного хода и ферромагнитные секции Н ползунов, находящихся внутри этих электромагнитных катушек, втягиваются в них, отводя, таким образом, ударник в крайнее положение обратного хода. Боек 12 при этом упирается в амортизатор,8, уменьшая ударную нагрузку на многозвенный механизм и через него на трубу 1. В следующий момент электрический импульс поступает на электромагнитные катушки 10 и движение ударника повторяется по описанной схеме. При ударе бойка 12 в хвостовик вводимого элемента 7 последний погружается в грунт, увлеу ая за собой конусный расширитель 6. Амортизатор 5 смягчает ударный импульс, передаваемый с конусного расширителя 6 на начальное звено многозвенного механизма и через последний на направляющую трубу 1, При погружении вводимого элемента 7 и конусного расширителя 6 в грунт многозвенный механизм под действием нагрузки, прилагаемой к нему от привода посту пательного движения, перемещается внутри направляющей трубы t. При подходе звеньев с фиксаторами 3 к криволинейному участку направляющей трубы 1 клиновидные бортики 21, попадая в зазор между фиксаторами 1 и стенками звеньев с фиксаторами 3t извлекают фиксаторы 18 из отверс тий 16. После извлечения фиксаторов 18 из отверстий 1б смежные звенья с фиксаторами 2 и 3 теряют жесткое соединение между собой и последовательно проходят криволинейный участок направляющей трубы 1. При этом нарушается соосность фиксаторов 18 и отверстий 16. После прохож дения звеньями с фиксаторами 2 и 3 криволинейного участка направляющей трубы соосность фиксаторов 18 и отверстий 16 восстанавливается и фиксаторы 18 вдавливаются клиновидными выступами 20 в отверстия 16i После ввода сех звеньев с фиксаторами многозвенного механизма в направляю щую трубу 1 устройство извлекают из скважины. Таким образом, благодаря использованию энергии удара предлагаемое устройство позволяет существенно снизить нагрузки на узлы устройства 9 при вводе элементов в прочные грунты, а значит и мощность привода и мрталлоемкость устройства в целом. Это существенно раширяет область применения устройства. Формула изобретения Устройство для ввода элементов в стенку скважины, содержащее направляющую трубу с расположенными в ней многозвенным механизмом из соединенных шарнирно веньев с фиксаторами и приспособлениями для ввода и извлечения фиксаторов, причем один конец многозвенного механизма соединен с вводимым элементом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения ввода элементов в прочные грунты, в звеньях с фиксаторами закреплены направляющие втулки, между которыми размещены электромагнитные катушки, внутри которых расположены ползуны, состоящие из ферромагнитных и немагнитных секций, причем ползуны и вводимый элемент соединены последовательно через жесткие связи. Источники информации, пръчнятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 678906, кл. Е 21 В ЦУ/ОО, 15-08.77 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2802882, кл. G 01 V 5/00, 17.01.80 (прототип)