Скважинное фиксирующее устройство

 

1. СКВАЖИННОЕ ФИКСИРУЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее внешний и внутренний корпуса, кабель-трос, привод и связанный с ним тяговый механизм с конусными направляющими, кулачки, взаимодействующие с уступами внешнего корпуса и тягой, распорный элемент, связанный с подпружиненным кольцом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства при повышенных давлениях и температурах, оно снабжено упругим элементом, размещенным между корпусами, стопорной вилкой и подпружиненными сухарями, взаимодействующими с ней, а внешний корпус снабжен цилиндрической направляющей, на которой размещено кольцо, при этом направляющая выполнена с пазом и размещенным в нем штифтом, причем тяговый механизм выполнен в виде тяги, подпружиненной относительно внутреннего корпуса и связанной с одной стороны с вилкой, а с другой - со штифтом, а сам привод размещен во внутреннем корпусе со стороны вилки и выполнен в виде электромаг (Л нитной катушки с подпружиненным якорем. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что распорный элемент снабжен шарнирно соединенным с ним прижимным рычагом, другой конец которого шарнирно связан с внесшим корпусом. 00 СД ю о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСНУБЛИН

3(Я) Е 21 В 47/00 вй, :Р

f ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ (21) 3390094/22-03 (22) 25. 01. 82 (46 ) 15. 08. 83. Бюл. Р 30 (72) В.С. Кулагин, Е.П. Кузнеченков, В. И. Таборов и A.A. Мигалкин (71) Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (53) 550.832.07:622.241(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 791913, кл. Е 21 В 47/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 409000, кл. E 21 В 47/00, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 885546, кл. E. 21 B 47/00, 1980 (прототип). (54)(57) 1. СКВАЖИННОЕ ФИКСИРУЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее внешний и внутренний корпуса, кабель-трос, привод и связанный с ним тяговый механизм с конусными направляющими; кулачки, взаимодействующие с уступами внешнего корпуса и тягой, распорный элемент, связанный с подпружиненным кольцом, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повыше„„SU„„1035208 ния надежности устройства при повышенных давлениях и температурах, оно снабжено упругим элементом, размещенным между корпусами, стопорной вилкой и подпружиненными сухарями, взаимодействующими с ней, а внешний корпус снабжен цилиндрической направляющей, на которой размещено кольцо, при этом направляющая выполнена с пазом и размещенным в нем штифтом, причем тяговый механизм выполнен в виде тяги, подпружиненной относительно внутреннего корпуса и связанной с одной стороны свилкой,,а с другой — co штифтом, а сам привод размещен во внутреннем корпусе со стороны вилки и выполнен в виде электромагнитной катушки с подпружиненным якорем.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что распорный элемент снабжен шарнирно соединенным с ним прижимным рычагом, другой конец которого шарнирно связан с внешним корпусом.

1035208

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть применено в глубинных геофизических или иных приборах, требующих прижатия к стенке скважины, 1

Известно распорное устройство в виде анкерного блочка, состоящее из корпуса, плашек, ролика с тросом, штока с возвратной пружиной и подпружиненных тяг P1 ).

Недостаток этого устройства невозможность многократного исполь-. зования его блока извлечения из скважины.

Известно устройство для временного жесткого закрепления глубинного прибора в скважине, состоящее из корпуса, подпружиненных тормозящих элементов, дополнительного груза, тяги, упора и кабеля для подвески устройства (2 ). 20

Недостаток известного устройствапостоянный контакт тормозящих эле- ментов со стенкой скважины, что может явиться причиной их самопроизвольной остановки. 25

Известно также устройство, содержащее внешний и внутренний корпуса, кабель-трос, винтовую пару, шток, электромеханический. привод и связанный с ним тяговый механизм с конусными направляющими, кулачками, взаимодействующие с уступами внешнего корпуса и тягой, распорный элемент 3).

Наличие в устройстве электромеханического. привода накладывает необходимость создания сложного ,оборудования, что приводит к ограничениям работы устройства при больших давлениях и больших температурах. 40

Целью изобретения является повышение надежности устройства при повышенных давлениях и температурах.

Поставленная цель достигается тем, что скважинное фиксирующее устройство, содержащее внешний и внутренний корпуса, кабель-трос, привод и связанный с ним тяговый механизм с конусными направляющими, кулачки, взаимодействующие с уступами внешнего корпуса и тягой, распорный элемент,: связанный с подпружиненным-кольцом, снабжено .упругим элементом, размещенным между корпусами, стопорной балкой и подпружиненными сухарями, взаимодействующими с ней, а внешний корпус снабжен цилиндрической направляющей, на которой размещено коль-,, цо, при этом направляющая выполне- 60 на с пазом и размещенным в нем штифтом, причем тяговый механизм вы« полнен в виде тяги, подпружиненной относительно внутрейнего корпуса H связанной с одной стороны с вилкой, а с другой — со сштифтом, а сам привод размещен во внутреннем корпусе со стороны вилки и выполнен в виде электромагнитной катушки с подпружиненным якорем.

Кроме того,-распорный элемент снабжен шарнирно соединенным с ним прижимным рычагом, другой конец которого шарнирно связан с внешним корпусом.

На фиг. 1 изображено устройство во время спуска в скважину, на фиг. 2 — то же, во время прижатия его к стенке скважины, на фиг. 3 то же, во время подъема из скважины. устройство состоит из внешнего корпуса 1 и внутреннего корпуса 2, имеющих воэможность ограниченного перемещения относительно друг друга. Внешний корпус 1 состоит иэ трубчатого или иного элемента с жестко закрепленной в нем полой цилиндрической или иной направляющей

3, имеющей пазы 4, в которых может перемещаться штифт 5, с закрепленной на нем подвижной втулкой 6, имею, щей возможность двигаться по направ ляющей 3 вместе со штифтом 5. Между упором 7, имеющим возможность регулируемого стопорения на направляющей 3, и подвижной втулкой 6 помещен упругий элемент, например пружина 8. Штифт 5 связан с тягой 9, которая через сочленение 10 соединена с тягой 11, при этом в месте сочленения тяги 9 и 11 могут ограниченно перемещаться относительно друг друга. На штифте 5, как и на оси, закреплен распорный элемент 12, подвижно соединенный с прижимным рычагом 13, который через ось 14 подвижно связан с наружным корпусом 1. Внутренний корпус 2 состоит из трубчатого или иного элемента и жестко через бобышку 15 соединен с кабелем-тросом 16. Ввод жилы 17 кабеля-троса 16 через уплотнительный элемент 18 соединен с электромагнитной катушкой 19, и вывод 20 с нее соединен с внутренним корпусом 2, причем электромагнитная катушка 19 помещена в герметичный отсек 21, являющийся частью ! внутреннего корпуса 2. Якорь 22

4 электромагнита имеет конус 23 с родолжением 24 и подпружинен пружинами 25, .расположен вне герметич ного отсека 21 и может йеремещаться под действием электромагнитных сил.

В теле внутреннего корпуса 2 в специальных отверстиях 26 помещены сухари 27, которые подпружинены пружиной 28 и имеют конические части 29. Коническими частями 29 сухари 27 могут взаимодействовать с конусом 23 якоря 22 и при полном выдвижении должны упираться

1035208 в продолжение 24 ° Между упором 30, имеющим возможность регулируемого стопорения на гильзе 31, жестко закрепленной Во внутреннем корпусе 2, и упором 32 на тяге 11 помещен упругий элемент, например, 5 пружина 33, мощность которой больше мощности пружины.8, причем упор ,32 на тяге 11 при сжатой пружине 33 может упираться в гильзу 31. Тяга

11 имеет стопорную вилку 34, кото- IO рая, взаимодействуя с сухарями 27,. может удерживать в сжатом состоянии через тягу 11 и упор 32 пружину 33. Стопорная вилка 34 имеет конус 35, который, взаимодействуя с плоскими пружинами 36, может упpyro через них прижимать кулачки 37 к внутренним .стенкам наружного кор пуса 1, причем кулаки 37 расположены в пазах 38 внутреннего корпуса 2 и помещены между плоскими пружинами Зб и 39, при этом плоские пружины 36 закреплены на кулачках

37, а плоские пружины 39 — на внутреннем корпусе 2. Плоские пружины

39 способны поворачивать кулачки

37, которые могут смещаться сквозными пазами 40 по осям 41 до упора в выступы 42 пазов 38 внутреннего корпуса 2.

Наружный корпус 1 имеет упор 43, 30 в который может упираться внутренний корпус 2, проточки 44, с которыми могут взаимодействовать кулачки 37, и отверстие 45, через которое с зазором может проходить 35 кабель-трос 16. Между внутренним корпусом 2 и наружным корпусом 1 помещен дополнительный упругий элемент, например, пружина 46, которая способна при определенном сме- 4О щении внутреннего корпуса 2 относительно наружного корпуса 1 сжаться и при снятии воздействия с внут- . реннего корпуса 2 вернуть его в положение, при котором кулачки 37 войдут во взаимодействие с проточками 44 на внутренней поверхности наружного корпуса 1.

Устройство работает следующим образом. 50

Во время спуска устройства в ! скважину все элементы занимают положение, показанное на фиг. 1. При достижении необходимой глубины по жиле 17 кабеля-троса 16 подается электрический ток, поступающий на электромагнитную катушку 19.

Под действием электромагнитных сил якорь "22, смещаясь, воздействует; -, конусом 23 на сухари 27, сдвигая их. При достижении коническими час- 60 тями 29 сухарей 27 краев стопорной вилки 34 последняя под действием пружины 33 скользит краями по коническим частям 29 сухарей 27, сдвигая их и через них нагружая g5 пружину 28 и при дальнейшем продвижении утапливает сухари 27 в отверстиях 26 внутреннего корпуса 2 и стопорит их.

Корпус 35 стопорной вилки 34 освобождает плоские пружины 36 на кулачках 37, при этом плоские пружины 39 поворачивают кулачки 37 на осях 41, утапливая их в пазах 38 внутреннего корпуса 2, Тяга 11, смещаясь, воздействует через сочленение 10 на тягу 9, которая через штифт 5 и подвижную втулку 6 сжимает пружину 8 и одновременно через штифт 5 и распорный элемент 12 открывает прижимной рычаг 13, упруго прижимая его к стенке скважины.

Устройство занимает положение, показанное на фиг.2.

При нагружении кабеля-троса 16 он он через бобышку 15 смещает внутренний корпус 2 относительно наружного корпуса 1 и, поскольку сопротивление силам трения в кинематических связях намного меньше, чем сопротивление силам трения упруго прижатого прижимного рычага 13 и

,наружного корпуса 1 о стенки сквакины, то через регулируемый упор

30 на гильзе 31 внутренний корпус

2 нагружает пружину 33, которая че, рез упор 32, тягу 11, сочленение 10, тягу 9 штифт 5 и распорный элемент 12 расклинивает прижимной рычаг 13, при этом штифт 5 скользит по пазам 4 направляющей 3. Одновременно через штифт 5 и подвижную втулку 6 может сжиматься пружина 8. г

При определенном смещении внутреннего корпуса 2 относительно наружного корпуса 1 сжимается пружина

46, одновременно сухари 27, двига--ясь совместно с внутренним корпусом

2 относительно стопорной вилки 34, 1под действием пружины 28 при достижении краев стопорной вилки 34 выходят из отверстия 26 и упираются в продолжение 24.конуса 23.

Конус 35 стопорной вилки 34 воздействует на плоские пружины .36, а через них - на кулачки 37, выводит их иэ пазов 38 внутреннего корпуса 2 и упруго прижимает к внутренним стенкам наружного корпуса 1, при этом плоские пружины 39 сжимаются.

При дальнейшем смещении внутреннего корпуса 2 упор 32 тяги 11 упирается в гильзу 31 внутреннего корпуса 2, тем самым препятствуя дальнейшему нагружению пружины 33, а конус

35 стопорной вилки 34 упруго с постоянным усилием прижимает кулачки 37 к внутренним стенкам наружного корпуса 1 через аружины Зб. Устройство занимет положение, показанное на фиг. 3 °

1035208

При ослаблении кабеля-троса 16 стопорная вилка 34 упирается в суха-. ри 27, через тягу 11 и упор 32 стопорит сжатую пружину 33. Сжатая пружина 4.6 смещает внутренний корпус

2 относительно наружного корпуса 1, при этом упруго прижатые кулачки

37 скользят по внутренним стенкам наружного корпуса 1 и, встречая проточки 44, контактируют с ними, одновременно пружина 8 через подвижную втулку 6, штифт 5 и распорный элемент 12 складывает прижимной рычаг 13 и через тягу 9, сочленение 10, тягу 11 может возвращать внутренний корпус 2 в исходное положение до упора 43 наружного корпуса 1.

При невозможности мощностью пружины 8 отделить прижимной рычаг

13 ат стенки скважины тяга 11 смещается в сочленение 10. При неподвижной тяге 9 и при последующем нагружении кабеля-троса 16 внутренний корпус 2 и наружный корпус

1 перемещаются как одно целое за счет сцепления кулачков 37 с проточками 44 наружного корпуса 1, при этом кулачки 37, сдвигаясь сквозными пазами 40 по осям 41, расклиниваются между проточками 44 наружного корпуса 1 и выступами 42 внутреннего корпуса 2, тем самым заставляя прижимной рычаг 13 отделиться от стенки скважины, поворачиваясь на оси

14, и далее под действием пружины 8 через подвижную втулку 6, штифт 5, распорный элемент 12 вернуться в исходное положение, при этом тяга

9 смещается в сочленение 10, одновременно внутренний корпус 2 сдвигается до упора 43 наружного корпуса 1. Устройство занимает исходное

10 положение,, показанное на фиг. 1, и может быть поднято на поверхность или перемещено в любую точку скважины.

Наличие прижимного элемента, нагруженного через кинематические связи разностью упругих элементов, позволяет упруго прижимать устройство к стенке скважины и складывать прижимной элемент, при этом отсутствие электромеханического привода, воздействующего на прижимной элемент, позволяет уменьшить габаритные размеры, увеличить диапазон работы устройства как по давлению так и по температуре.

Отсутствие в устройстве элементов, работа которых зависит от давления и температуры, позволяет расширить диапазон работы зондов и другой скважинной аппаратуры, обо30 рудованной,скважинным фиксирующим устройством.

1035208

2У

2S

4 ,77

Я

Ж

41

Я2

В б

27

28

Я9 ,77

39

Лб

И

Состави тель Г. Алексеева

Редактор Л. Повхан Техред N.Êoøòóðà Корректор N. Демчик

Закаэ .5780/30 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4