Измеритель профиля котловых полостей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК 1778284 А 1.е 21 в 47/00 ИЯ Т ОБ ИСАНИЕ И пром" свидетельство СССР .е г 1 в 47 Л 8, 1985,изи"е ди"ений Содерж ый. в. в ю, ввигаверномер, содержащий но соединенные с ним рычаги, жестко соединеи секторами, подпружи сторон винт, причем с нематически связаны рычажно"измерител я сложность констр ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Трест "Союзмелиовзрыв72) Е.Ф, ГавричЬ 6) АвторскоеР 1265304, кл.Ю) изиеРитель пРоФиля котловьполостей(57) Область применения " геоФческие исследования и измерениаметров скважин и проФилей сечподземных полостей и пустот.измерительный узел, выполненнде корпуса со сквозной прорезьтором размещен первый электродтель и коромысла с автономными Изобретение относится к геоФизи"ческим исследованиям и может быть использовано при измерении диаметровскважини проФилей сечения подзем"ных йолостей.Известен какорпус, шарниризмерительные нные с зубчатымненный с двух етора и винт кидруг с другом.Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не позволяет повсить оперативность проведения измерения скважин и котловых полостей засчет обеспечения возможности изменеными щупами и вторым и третьим электродвигателями, Коромысло размещено на оси, закрепленной на корпусе с возможностью вращения таким образом, чтобы коромысло свободно входило в прорезь корпуса, причем первыйэлектродвигатель связан посредством шестерен с первой винтовой парой, а к гайке винтовой пары, служащей ползуном, шарнирно прикреплен шазун, соединен" ный с коленом, жестко закрепленным с осью. С вторым и третьим электро" двигателем посредством шестерен связа" ны вторая и третья винтовые пары, при" чем гайки винтовых пар одновременно являются ползунами, на которых жест" ко крепятся выдвижные щупы. 4 з,О, Ф-лы, .12 ил. Ювей ния длины измерительных рычагов в процессе замера.Известна рычажная измерительная система скважинного прибора, содержа" щая корпус с измерительными удлиняю" щимися рычагами, подпружиненными паль." цами, собачкой и соленоидом со штоком, Ь причем в измерительных рычагах еыпол"нены пазы,в которых размещены подпру" к .жиненные пальцы, при этом удлиняющиед рычаги шарнирно закреплены на концах измерительных рычагов и имеют гнезда для взаимодействия с подпружиненными ы- пальцами, которые через собачку связаны со штоком.1Недостатком ьнойсистемы являетс ук,Составитель Е лова Техред И, Иорефа вафа фа фа фа вафафефвфа феффев,л твенного комитета по 113035, Москва, Ж-ЭГаврич Редактор, Л. Пафа фа фа ее фе ффе фа фе фв фе фе авваЗаказ 4170ВНИИПИ Государ брректор А.фффотывфе фа вфеефефвфвфеюе емтала фа фа вафа фа фф фе фе одп НТ СССР зобретениям и открытиям Раушская наб д. 4/5ции и невозможность плавного изменения длины измерительного рццага, таккак изменение длины измерительного рцчага происходит на Фиксирующую вели"чину,равную удлиняющему рычагу.Наиболее близким к предлагаемомутехницескому решению является изме"ритель профиля котловых полостей, со"держащий штангу, измерительные. рыча" 10ги, выполненные в виде двух пар корот"кого и длинного плеча, расположен"ных под, углом 90 , при этом короткиеФплечи представляют собой грузц"про"тивовесы, гибкую струнунижний конецкоторой пропущен церез ушко на концеодного из длинных плеч и жестко зак"реплен на конце другого длинного пле"ца, а верхний конец струны связан срегистрирующим механизмом. 20Недостатком этого изобретения яв"ляется наличие грузов"противовесов,увеличивающих размеры и массу конструк.ции, вследствие чего оно не может ис",пользоваться при измерениях скважин и 25котловцх полостей небольшого диамет"ра, низкая точность измерений, а так"же дополнительнцй подъем и опусканиеприбора для измерения верхней частиполости 30Целью изобретения является определение конфигурации котловой полостии повышения"точности замера ее пара.метров,Поставленная цель достигается тем, 5цто в измерителе профиля котловых по"лостей, содержащем измерительный узелнабор наращиваемых штанг и пульт уп"равления, измерительный узел выполнен в виде корпуса со сквозной про"резью, в котором размещен первый эле"ктродвигатель, свободно входящее впрорезь коромысло с автономными выдвижными щупвми, при этом коромцслозакреплено на корпусе таким образом, 45цто может вращаться вокруг оси.- припомощи эле 1 тродвигателя, связанногопосредством шестерен с первой винтовой,парой, гайка которой является одновре"менно ползуном, шарнирно прикрепленного к ползуну шатуна, соединенногос коленом, жестко закрепленным с осью,причем на обеих концах коромысла раз"мещенц второй и третий электродвига- .тели, связанные с ниии посредствомшестерен вторая и третьи винтовые па"ры, гайки которых одновременно явля"ются ползунамина которых жестко крепятся выдвижные щупы. 84На Фиг, 1 изображен общий вид измерителя профиля котловых полостей; на Фиг. 2 " корпус измерительного уз" ла (вид справа); на фиг. 3 " верти" . кальный разрез измерительного узла; на Фиг, 4 " вертикальный разрез изме" рительного узла (вид справа); на Фиг. 5 " горизонтальный разрез измери" тельного узла; на Фиг. 6 " Фиксатор погружения; на Фиг. 7 " прерыватель движения щупа; на Фиг. 8 " вертикаль", нцй разрез наращиваемой штанги; на Фиг. 9 детали замка наращиваемой штанги; на Фиг, 10 " вертикальный раз" рез наращиваемой штанги (вид справа); на Фиг. 11 " пульт управления; на Фиг. 12 " электрическая схема.Измеритель профиля котловых полостей состоит из измерительного узла набора наращиваемых штанг 2 и пультак,иуправления 3.Измерительный узел содержит корпус 1 со сквозной прорезью 4. В сквозную прорезь 4 вставлено коромысло 5 пред ставляющее собой пустотелую капсулу, свободно вращающуюся на осях 6,7. К оси 7 жестко крепится колено 8, кото" рое шарнирно соединено с. шатуном 9.В верхней части корпуса 1 распо" ложен механизм поворота коромцсла 5. Механизм поворота коромысла состоит из электродвигателя 10, который пос" редством шестерен 11 и 12 связан с . винтовцм валом 13, шестерня 11 жестко крепится на валу 13. Винтовой вал 13 входит в винтовое отверстие гайки 14, составляющую вместе с валом винтовую пару. Одновременно гайка 14 является ползуном с осью 1к которой шарнирно крепится шатун 9. Параллельно винто" вому валу 13 расположен реостат 16 пообмотке которого скользит другой конецползуна.В нижней части измерительного узла в корпус 1 вмонтирован фиксатор погружения 17. измерителя, который содержит подпружиненный стержень с головкой18, пружину 19, контакты 20 и являет"ся замыкателем контактов,Коромысло 5 представляет собойсрезанный с двух диаметрально противо"положных сторон Нолый цилйндр, вовнутренней части которого на противо"положных концах размещены электродвигатели 21, 22, Электродвигатель 21 по"средством шестерен 23,24 связан с вин"товым валом 25, который входит в винтовые отверстия гайки 26, являющейсяодновременно ползуном.4 656,57, может двигаться в двух направлениях: продольно относительно сеоей оси и вращательно на угол к той же оси. На стенке втулки 57 имеется выемка 58. К цилиндрицеской оси 50 сер" денника 48 жестко крепится одним кон" Чом пружина 59, второй конец пружины жестко закреплен на втулке 56, при этом пружина 59 установлена таким об" разом, что усилие пружины 59 направ" лено как вдоль оси сердечника 48 по направлению к втулке 57, так и перпен" дикулярно этой оси. Прорези 54, 55 прямоугольной Формы находятся на од" ном из заглушенных концов штанги 42, на противоположном ее конце крепятся четырехранные штыри 60,61, на концах которых имеются прямоугольные отверстия 62,63, Итыри 60,61 могут свобод" но входить в прорези 54, 55.Пульт управления 3 измерителя со-, держит миллиамперметры А"1, А, А"3, лампы контроля Л"1, Л, Ли переключатели каналов П"1, П"2, П"3. Миллиамперметры А"1 и А"2 проградуиро" ваны в единицах длины и связаны соответствующими электроцепями с реоста". тами 27,34; миллиамперметр Апро" градуирован в градусахсвязан с рео" статом 16 и служит для контроля угла поворота коромысла 5.Лампа контроля Л"1 связана электроцепями с переключателем каналов П"1, прерывателем движения щупа 28, блоки" рующим устройством Б"1 и электродви" гателем 21. Лампа контроля Лсеяза" на электроцепями с переключателем каналов П"2, прерывателем движения щупа 35, блокирующим устройством Б"2 и электродвигателем 22.Лампа Л"3 связана с Фиксатором погружения 17. Переключатель П"3 с по мощью электроцепей связан с блокиру" ющими устройствами Б"3, Б"4 и электродвигателем 10.Измеритель проФиля котловых полос" тей работает следующим .образом.В начале измеритель приводят е исходное положение. Для этого коромысло 5 с убранными щупами 28,35 располагатся вертикально параллельно оси измерительного узла 1. При этом на пульте правления 3 стрелка миллиамперметра "3 устанавливается в нулевое положе" ие.Измерительный узел 1 при помощи аращиваемых штанг 2 опускается е скеаину до сОприкосноеения с днОм котлоф" 5 17828Параллельно винтовому валу 25 рас"положен реостат 27 по обмоте которого,может свободно перемещаться конецползуна 26. К центру ползуна 26 жест"ко крепится щуп 28 представляющийсобой трубку с вмонтированным на про"тивоположном ее конце прерывателем29 работы двигателя. 21.На противоположном электродвигате" 10лю 21 конце коромысла 5 расположенэлектродвигатель 22, связанный пос"редством шестерен 30, 31 с винтовымвалом 32, который входит в винтовоеотверстие гайки 33, являющейся ползуном. Параллельно валу 32 расположенреостат 34, по обмотке которого мо"жет свободно перемещаться конец пол"зуна 33. К центру ползуна 33 в проти"воположном напфавлении по:отношению к 20щупу 28 жестко крепится щуп 35,представляющий собой трубку с вмонти"рованным на конце прерывателя 36 рабо"ты электродвигателя 22.Прерыватели 2 С,36 работы электро" 25двигателей 21, 22 являющиеся одновре"менно прерывателями движения щупов28,35 идентичны. Прерыватель движениящупов состоит из стержня с головкой37, пружины 38, электромагнита 39 и 30кОнтактОв 0 и 11 оНаращиваемая штанга состоит из тру"бы 42 с пропущенным сквозь нее многожильным кабелем 43 с выведенными кторцам трубы штепсельными разъемнымисоединениями, которые располагаютсятаким образом чтобы на одном концештанги находились гнезда 44, а на дру"гом соответствующие им штепсели 45.Соединение штанг производится с помощью замка, который содержит втулку46 с четырехгранным сквозным отверсти"ем 47, расположенным вдоль оси втул"ки, цетырехгранного сердечника 48,свободно входящего в отверстие 47, 4причем концы цетырехгранного сердечника выполнены в виде цилиндрицескихосей 49,50. На конце 49 сердечника48 перпендикулярно его оси жесткокрепится штиФт 51. 50На втулке 46 жестко крепятся зах"ваты 52,53, представляющие собой плас" етины Г"образной Формы. Захваты 52,53находятся в прорезях 54,55 и могут от" уклоняться .от вертикального направлениЯ 5 Апри повороте сердецника 48 и втул" нки 46.Гердецник 48 вставлен своими ци. нлиндрическими осями 49,50 во втулки ж7 17782848 вой полости. При этом происходит замы"кание контактов 20.фиксатора погруже"ния 17, и на пульте управления загора"ется контрольная лампа Л"3. Переклю"чателем П"3 производится включениеэлектродвигателя 10; связанные с нимшестерни 11, 12 приводят во вращениевинтовой вал 13, при этом ползун 14приходит в движение, двигаясь вниз па 10раллельно оси измерительного узла 1.Шатун 9 одним концом шарнирно соеди"ненный с осью 15, а другим с коленомприходит. в движение отклоняет коро"1мцсло 5 на заданный угол. Ползун 14 15с расположенным на его конце контак" .том 70, двигаясь по обмотке реостата16, изменяет силу тока в соответству"ющей электрической цепи, что фиксируется миллиамперметром А"3. Увеличение 20или уменьшение угла поворота коромыс"ла 5 осуществляется с помощью переклю"чателя каналов П"3. В электроцепиэлектродвигателя 10 предусмотрены бло-кирующие устройства Б, Б"41 служащие25для отключения электродвигателя прикрайних точках ползуна 14,",Для приведения в действие щупа 28включается электрическая цепь, связанная с электродвигателем 21. Включение З 0электродвигателя 21 происходит с пред"варительнцм приведением прерывателядвижения 29 щупа.28 в рабочее положе"ние. Это осуществляется с помощью пе"реключателя каналов П"1. При включении 85переключателя П"1 в положение.чвперед" происходит предварительное замы,кание цепи прерывателя движения 29 щу"па 28, электромагнит 39 приводит висходное положение сердечник 37 прерывателя 29, происходит замыкание кон"тактов 40 и 41, при этом загораетсялампа Лна пульте управления 3 пос"ле чего происходит замыкание цепиэлектродвигателя 21 которцй посред"ством шестерен 23,21 приводит во вра"щательное движение винтовой вал 25,ползун 26 пвремещается по валу 25. уп28 жестко свяэаннции с,полэуном,вцдви. гается из коромысла 5, Конец йолзуна26 с контактом 71 перемещается по об"мотке реостата 27. В цепи реостата27 происходит измерение силы тока ко"торое Фиксируется миллиамперметром А"1на пульте управления 3. Соединение наращиваемцх штанг про изводится с помощью замка, Штыри 60,61 одной оУбйги вводятся в сост"ветствующие прорези 54,55, при этомконцц штырей 60,61 давят на нижниеконцы Г-образных захватов 52, 53, от"клоняя их от первоначального положе"нияВтулка 46 жестко связанная.сзахватами 52,53 поворачивается вокруг своей оси; вместе с втулкой пово"рачивается вставленный в отверстие 50 47 четырехгранный сердечник 48, Вмомент вхождения верхних концов Г-об"разных захватов 52,53 в соответствую",щие отверстия 62,63, штырей 60,61,сердечник 48 под дейсгвием пружины 59сдвигается вдоль своей оси по направ"ление к втулке 57 и штиФт 51 входит ввыемку 58. Происходит фиксация замка,одновременно с этим штепсели 45 одной При соприкосновении прерывателядвижения щупа 29 со стенкой полости,происходит размыкание контактов 40,41 прерцвателя, цепь электродвигателя21 разрывается и происходит его оста"новка, при этом миллиамперметр А"1фиксирует длину выдвижения щупа 28,При включении переключателя каналовП"1 в положение "назад" ротор электро"двигателя 24 начинает вращаться в об"ратном направлении, щуп 28 вдвигаетсяв коромысло 5. В цепи электродвигате"ля 21 имеется блокирующее устройствоБ"1, которое прерывает работу электродвигателя в исходном положении щупа 28.Идентично приводится в действиесистема связанная с щупом 35, элект"родвигателем 22 и реостатом 34, Управление движением щупа 35 этой системы производится с помощью переклю"чателя каналовП, замеры с помощьюмиллиамперметра А"2, контроль Лам".пц Л. Остановка движения щупа 35при соприкосновении со стенкой полости производится с помощью прерывателядвижения щупа 36, при приведении щупав исходное положение остановка егопроизводится с помощью блокирующегоустройства Б,Системысвязанные с выдвижениемщупов 28,35 работают совершенно авто"номно, что йозволяет производить за"меры практически любых .точек поверх"ности котловой полости.По мере опускания измерительногоузла 1 в скважину производится последовательное соединение наращиваемыхштанг 2,17782штанги входят в соответствующее гнез"до 44 другой.Произведя замер щупы 28,35 приво"дятся в исходное положение, измери"тельный узелповорачивают на определенный угол вокруг оси, при этомизменяют угол поворота коромысла 5 иприводят следующий замер. После произ"водства замеров котловой полости изме"10рительный узел 1 приводят в исходноеположение и извлекают из скважины,Эффективность предлагаемого изме"рителя заключается в значительном рас"ширении диапазона и повышения точ", 15ности измерения профиля котловых по лостей, в возможности применения его для котловых полостей сложной конфи"гурации, в повышении производительнос"ти эа счет одноразового опусканияизмерителя при замере как верхних,так и нижних частей полости, а такжеэкономии времени в процессе замера.Незначительные поперечные размерыизмерителя позволяют измерять котло"вые и иные полости через скважинынебольшого. диаметра, а также произво" дить замеры в скважинах, расположенных под углом и параллельно земнойповерхности, ; , 30 ф о р м у л а и 3 о б 1 р е т е н и я1. Измеритель профиля котловых полостей, содержащий измерительный 84 10узел, набор наращиваемых штанг ипульт управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью определенияконфигурации котловой полости и повы"шения точности замера ее параметров,измерительный узел выполнен в виде .корпуса со сквозной прорезью, в кото"ром размещен первый электродвигательи коромысло с автономными выдвижнымищупами, размещенного на оси, закреп"ленной на корпусе с возможностью вра"щения так, чтобы коромысло свободновходило в прорезь корпуса, причемпервый электродвигатель связан посредством шестерен с первой винтовойпа 1 той, а к гайке винтовой пары, сле"жащей ползуном, шарнирно прикрепленшатун, соединенный с коленом, жесткозакрепленный с осью12. Измеритель по и, .1, о т л и "ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюавтономного выдвижения щупов, на .обоих концах коромысла размещены вто"рой и третий электродвигатели и свя"эанные с ними посредством шестеренвторая и третья винтовые пары, причемгайкивинтовых пар одновременно яв"ляются:ползунами, на которых жесткозакреплены выдвижные щупы.