Устройство для фиксации приборов в колонне Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к технике |ДЛЯ геофизических исследований скважин, а именно к устройствам для центрирования приборов в скважине. Известны центрируиидиа устройства для геофизических приборов - -управляемые и неуправляемые.Управляемые цент рирующие устройства снабжены приводим для раскрытия прижимных элементов.В качестве привода используют электрические,механические и гидравлические ,а также электромеханические системы Все эти конструкции очень сложны и малонадежны при эксплуатации. Неуправляемые центрирующие устройства представляет собой обойму, с упругими элементами, которые Ь1Й1раются о стен ку скважины с некоторым избыточным усилием. Избыточное усилие обеспечивает компенсацию усилий расцентровки, возникающих при изм&нении диамет ра колонны. Неуправляемые центрирующие устройства в отличие от вышеназванных конструкций очень просты и широко используются J практике. Й&и(5блее близким к предлагаемому ;по своей технической сущности являет ся устройство для фиксации приборов ,коло.нне , состоя.§,ее из обойм с pfisHHOBiSми подкладками и центрирующими элемёнми/расположенных на корпусе прибора 23 Однако ;данные устройства невозможно использовать при исследовании наклонных скважин, поскольку они не создают Достаточного усилия прижима измерительного прибора к стенке ,cквaжинJЫ, а также невозможно создать значительное снижение уровня помех от движения. Это объясняется следующим. В связи с необходимостью иметь большой ди шазон поперечного хода раскрытости центраторов (порядка 60 мм в насосных трубах и порядка 150 мм в интервале исследования) жесткость на изгиб центрирующих элемён- тов выбирается достаточно малой, эта Жесткость медленно возрастает по мере смещения прйбора от центра ( и следовательно, не препятствует смещению). При этомдля уменьшения начальной ма-; лрй расцентровки элементам необходимо придавать дополнительную изгибную жесткость (начальную) путем задания избыточной длины, большей, чем следует для данного диаметра, колонны. Дополнительная жесткость создает и дополнительное увеличение амплитуд умов от трения. Вместе с тем центрирование в наклонных скважинах в прин1 ипе не обеспечено. В результате качество perHCTpHpyeN«bix диаграмм зна чительно ухудшается. Цель изобретения . повышение эффективности центрирования прибора в наклонных скважинах и снижение уров ня помех при движении приборов. Поставленная цель достигается тем что устройство для фиксации приборов в колонне, состоящее из обойм с рези новымиподкладками и центрирующими элементами, расположенных на корпусе прибора/ снабжено стопорами-фиксато- рами, выполненными в виде упругих кЪлец, установленных на резиновых подкладках, а на корпусе, прибора иыполнены кольиеЕ(ые канавки, служащие для. ограничения осевого перемещения упругих колец, причем упругость сжатий колец выбрана из условия, что усилие сопротивления выталкиванию колец при сжатии центрируюсцих элементов должно быть больше осевой составляющей от трения центрирующих элементов о колонну и меньше осевой составляющей от сжатия центрирукидих элементов при уменьшении диаметра колонны. На фиг. 1 показана схема устройства, при движении вверХ) на фиг«2то же, при движении вниз . Устройство состоит из центраторов 1, закрепленных на подвижных обоймах Я центраторов. Обоймы с центраторами ограничены в своем вертикальном движении жесткими ограничителями 3, причем обоймл снабжены стопорами-фикг саторами, состоящшяк из упругих колец 4, расположенных ма рвзяноаых подкладках 5 и входящих в кольцевые канавки 6 на корпусе Щ7и6ора. Кольце ш:1е канавки б расположены выше и ниже жестких ограничителей 3 и служат для полужесткого «ограничения сжатия центраторов 1. Устройство работает следукищш образом. При движении прибора по колонне номинального диаметра на упругое коль цо 4, являющееся ограничителем сжатия центратора 1, действуют силы, вы ;тги1кивающие кольцо. Эти силы возника ют, от трения центрирующих элементов о стенки колонны и обусловлены весом прибора (последняя тем больше, чем .больше наклон скважины)« . Под действием осевых составляющих сил трения упругое кольцо на резиновых подкладках стремится выйти из кольцевой канавки, ноУпоскольку усилие сопротивления выталкиванию упругого кольца РФ при сжатии больше, чем осйвая составляю1 ая от трения центрирующих элегдантов о стенки колонны, раскрытость центраторов остается постоянной независимо от наклона скважины. При входе в интервал резкого умен шения дигилетра колонны сжимающие уси ЛИЯ Р., / действующие на центраторы , возрастают и затем превосходят уси лие фиксации Рф упругого кольца 4, В результате фиксация кольца 4 нарушается и центратор сжимается до соот ветствующего размера. Возникающие шумы от центрирующих; устройств при движении скважиннога прибора по колонне сжимаются за нейтрализации реальных усилий центратора о колонну. Конструкция стопорафиксатора в виде упругого кольца с жесткостью, выбранной из определенного отношения к сжимающему усилию от т рения и веса прибора, позволяет задать раскрытость центраторов меньше диаметра исследуемой колонны, т.е. тем самым обеспечивает- снижение уров ня помех при записи. Наиболее эффективно устройство рз ботает в случае колонны с незначительно изменяющимся наклоном и диаметром, В этом случае положение фиксаторов выбирается заранее, раскрытие цвн траторов задается меньше номинального диаметра колонны на мм, При этом для скважины с большим наклоном радиус изгиба пластин центратора можно задать чуть больше, чам необходимый для номинального диаметра колонны из расчета, чтобы осавое уси лие, соответствующее этому приращению, боло приближенно равно осевому усилию от трения движения, в этом случае при движении нагруженность :плэд;тин центратора более равномерна; (не только в точках фиксации), что обеспечивает некоторое сужение поло сы акустических шумов, возникающих от трения. Устройство позволяет обеспечить наилучшие условия центрирования при- . бора в наклргйШЗг скважинах, при этом . сохраняется.ЧЗ(ЬЪтаточная простота конструкции... Кроме этого, подобная кон : струкция устройства позволяет значи .тельно снизить уровень помех, что немаловажно при акустических исследованиях скважин, а также снизить износ центраторов И повысить безопасность работ в сложных условиях. Формула изобретения Устройство для фиксации приборов ,в колонне, состоящее из обойм с резиновыми подкладками и центрирующими элементами, расположенных на корпусе прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности центриров ания прибора в наклонных .сквг1жинах и снижения уровня помех при движении приборов, оно снабжено сто- . порами-фиксаторами, выполненными в виде упругих колец, установленных на резиновых подкладках, а на корпусе

орибора выполнены кольцевые канавйи, ;лужа115ие для ограничения осевого перемещения упругих колец, причем упругость сжатия колец выбрана из условия, что усилив сопротивления пЫталкиванию колец при сжатии цзнтркрующих элементов должно бытй. Эолы-ле осевой составляющей от трения це.кг.|рир ующих элементов о колонну и осевой составляющей- от ожйгкя цейтркруюсцик элементов при уменыивнии диаметра колонны.

Источники информации, принятые во внима иг при экспертизе

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

2.Зельцман П.А. Констркироваинд аппаратуры для геофизических исследб заний скважин. М., Недра, 1968, с. 45-48 (прототип).