Управляемый центратор для скважинных приборов

СОЮЗ СОВ ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) (11(А 1 4 Е 21 В 47/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 54 ) УПРАВЛЯ ЕМЫЙ ЖИННЫХ ПРИБОРОВ7) Изобретение е геофизических жин и поваппает э ежность центрат СКВА ЕНТРА(5 тносится к тех исследовании сквасплуатацианную нара (Ц), Для этого ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 30. 11.86, Бюл. Р 44 (71) Краснодарский филиал Научноисследовательского института морской геофизики Всесоюзного морского научно в производственно геолого- геофизического объединения по разведке нефти и газа 1 Союзморгео" (72) В.А. Бойчевский(53) 550.832.002 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 283133, кл. Е 21 В 47/08, 1969.Авторское свидетельство СССР Ф 457790, кл. Е 21 В 47/08, 1973.Патент США Ф 3087552, кл, 340- 18, 1958. механизм раскрытия (ИР) выполнен ввиде подпружиненного кронштейна,закрепленной на нем шарнирно собачки12 и сдвоенного зубчатого колеса(К) 9. Одна часть К 9 контактируетс собачкой 12 и толкателем 3. Другая часть К 9, участок длины 1 окружности которой не имеет зубьев,входит в зацепление с зубчатой рейкой 11. При этом 1 = ЙЙ.) /Т в,где д - диаметр начальной окружности зубчатой части К 9, м, . - величина перемещения рейки да полногораскрытия упругих элементов Ц, м;в - модуль зубчатого К 9. Сердечник электромагнитного привода Ц прикаждом включении его в цепь черезтолкатель 13 проворачивает на адинзубец К 9 собачку 12. Одновременнадругая часть К 9 проталкивает вперец рейку 11. Рейка 11, связаннаяс подвижной муфтой Ц, передает ейперемещенИе. После нескольких срабатываний МР устанавливается в рабо1273517 чее положение. Возвращение Ц в исходное положение обеспечивается дополнительным включением электромагнитного привода в цепь. После этого рейка 11 выходит из зацепления с Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и может быть использовано для центрирования приборов в скважинах малого диаметра.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого центратора; на фиг.2 - механизм раскрытия.Устройство состоит из корпуса 1, на котором жестко закреплены кольца 2, служащие для закрепления концов ленточных пружинящих элементов 3 центратора. Другие концы пружинящих упругих элементов закреплены в подвижных муфтах 4, связанных через управляемые тяги 5 с сердечниками 6 электромагнитов 7, Механизм 8 раскрытия, обеспечивающий много- кратность действия выполнен в виде подпружиненного кронштейна и состоит йз сдвоенного зубчатого колеса 9, установленного на валу 10,зубчатой рейки 11, собачки 12 и толкателя 13, Подпружинивание системы осуществляется с помощью цилиндрической пружины 14, установленной в корпусе 15. Прижим собачки осуществляется с помощью пружины 16. Зубчатая рейка 11 связана с тягой 5, а толкатель 13 - с сердечником 6. Зубчатое колесо, контактирующее с рейкой 11, имеет зубья только на 3/4 длины окружности, другая часть длины окружности колеса выполнена без зубьев, Необходимо выбрать такую часть, чтобы в момент подхода ее к рейке 11 последняя свободно скользила по колесу. Устройство работает следующим образом.При достижении глубины исследования на электромагнит подается назубьями К 9. 11 од действием упругихсил центрирующие упругие элементы Цв виде тонких плоских пружин складываются. При этом Ц возвращаетсяв исходное положение, 2 ил,пряжение, Сердечник 6 электромагнита 7 выталкивается и перемещаеттолкатель 13, который проворачиваетсдвоенную зубчатку на один зубец,Одновременно собачка 12 также переходит на следующий зубец колеса.Вторая половина сдвоенной зубчатки перемещает на один зубец зубчатуюрейку, связанную с подвижной муфтой4. Муфта соответственно раздвигаетпружины центратора. При снятии напряжения с электромагнита собачка 12удерживает систему в неподвижномсостоянии до подачи следующего импульса напряжения на электромагнит,когда механизм отработает вновьи переместит подвижную муфту нафиксированное расстояние. Для установления центратора в рабочее 20 состояние на электромагнит подается напряжение нужное числораз, которое для определенногоразмера труб величина постоянная. Величину раскрытия определяют: 25 длина зубчатой рейки 11, количествозубьев на контактирующей с нею зубчатом колесе 9 и количество импульсов, поданных на электромагнит 7.Следовательно мощность электромагни- ЗО та 7 может быть небольшой (достаточ,ной для перемещения рейки 11), такак ход сердечника 6 должен быть раен только шагу зубчатого колеса 9,а не полному раскрытию центрирующихпружинящих. элементов 3. Соответственно уменьшаются габаритные размерывсего центратора. Для возвращения центратора в исходное состояние с целью извлечения Ю прибора из скважины осуществляется несколько дополнительных срабатываний системы до выхода второй половины зубчатки из зацепления с зубьями рейки. Для этого на второй половине зубчатого колеса часть зубьев уда з 1273лена. Г 1 од действием упругих сил пружинящих элементов центраторов онивозвращаются в исходное положение.Для проведения исследований наследующем интервале или для выполнения повторной записи прибор нет необходимости поднимать на поверхностьи устанавливать сдвоенную зубчаткув исходное положение, так как устройство с раскрытыми центрирующимиэлементами предназначено для работыв колонне после прохода НКТ. В сложенном состоянии устройство проходит НКТ, а в обсадной колонне (большего диаметра) устройство работает 15с центрирующими элементами, устанавливаемыми в рабочее состояние.По окончании исследований в обсадной трубе устройство складывается для свободного входа в НКТ и 20продвижения в них,В случае заклинивания колец илимуфт устройство можно извлечь изскважины без затруднений. Бентрирующие элементы представляют собой 25эластичные тонкие плоские пружины,которые в месте соединения с кольцами имеют площадь сечения, вдвоеменьшую площади сечения остальнойчасти пружины. При заклинивании коль-З 0ца или муфты устройство входит через воронку в НКТ, а при движениипо НКТ пружины в месте крепленияпружины с кольцами могут обломитьсятолько в том случае, если заклинивание колец произошло при установкекольца в верхнем крайнем положении.В этом случае при извлечении центрирующего элемента из скважины необходимо обломившиеся пружины заменить на новые. Обломившаяся частьпружины остается закрепленной в кольце и скважину не засоряет. То жесамое происходит с центрирующими элементами при заклинивании муфт, Та-.ким образом, конструкцией пружиныпредусмотрено предотвращение аварийпри заклинивании колец и муфт. Приисследовании труб система раскрытияжестко фиксирована благодаря собачке 12, но не исключено, что в отдельных местах трубы диаметр ее может резко уменьшиться, тогда на элементы оказывается большое усилие,которое может вызвать разрушение этихэлементов. Во избежание этого крон 517штейн, на котором закреплена собачка 12 и зубчатое колесо 9, подпружинен пружиной 14, являющейся компенсатором. Упругое усилие пружины 14 больше, чем упругое усилие элементов 3, и рассчитывается так, чтобы при раскрытии элементов 3 пружина 14 не сжималась, При усилии меньшем, чем усилие разрушения элементов 3, пружина 14 срабатывает, позволяя муфте 4 переместиться на некоторое расстояние, в результате чего снижается нагрузка на элемент 3.Формула изобретенияУправляемый центратор для скважинных приборов, содержащий корпус, упругие элементы центратора, одни концы которых жестко соединены с корпусом, а другие - с подвижной муфтой, кинематически связанной с механизмом раскрытия, имеющего электромагнитный привод, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, он снабжен зубчатой рейкой, а механизм раскрытия выполнен в виде подпружиненного кронштейна, шарнирно закрепленной на нем собачки и сдвоенного зубчатого колеса, одна часть которого контактирует с собачкой и толкателем электромагнитного привода, а другая часть, участок длины окружности которой не имеет зубьев, входит в зацепление с зубчатой рейкой, связанной с подвижной муфтой, причем длина участка окружности, на которой нет зубьев, определяется по формуле:ь7 й - ь т где 1. - длина участка окружности зубчатой части, на котором нет зубьев, м;с 1 - диаметр начальной окружности зубчатой части колеса, м;Ь - величина перемещения рейки до полного раскрытияупругих элементов центратора, м;ш - модуль зубчатого колеса.1273517 о 7 7 ставитель Н. Кривкохред И.Попович Корректор Л. Пилипенк Редактор Л, Пчелинска аказ 6400/26 Тираж 548 Подписное ИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д.