Компенсированный охранный кожух скважинного прибора

 

Q0)O3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 39084 10/22-03 (22) 05.06.85 (46) 15.01.87. Бюп. ¹ 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) А.Ф.Девятов, А.A.Øèðÿåâ и А.H ° Дмитриев (53) 622.241.6 (088.8) (56) Зельцман П.А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований скважин. М.: Недра, 1968.

Авторское свидетельство СССР

¹- 646038, кл . E 21 В 47/00, 1977. (5)) 4 Е 21 В .47/00 (54) КОМПЕНСИРОВАННЬЙ ОХРАННЬП1 КОЖУХ

СКВЮКИННОГО ПРИБОРА (57) Изобретение касается геофизических исследований скважин. Цель изобретения — повышение надежности работы и уменьшение габаритов. Для этого тонкостенная оболочка выполнена в виде протяженного вдоль оси кожуха многогранника (МГ) 4. Грани МГ

4 образуют чередую деся острые и тупые углы. Тупые углы больше 180 . Тоо рец NI 4 соединен с пробкой 2 и выполнен в виде гладкого цилиндра (ГЦ)

13. Сопряжение граней МГ 4 выполнено по крнволинейным поверхностям — радиусным. Дпя компенсации длины тонкостенной оболочки при изменении ее

1 объема имеются кольцевые поперечные гофры 14, расположенные на ГЦ 13.

Г1од действием избыточного давления скважинной среды MI 4 изменяет поперечную форму и уменьшает объем. Благодаря этому давление в рабочей полости кожуха равно давлению скважин283363 ной среды, что обеспечивает надежную работу узлов, расположенных в полости. Изменение формы и объема МГ 4 влечет незначительное изменение его длины. Это обеспечивает неподвижность проводов 9, их сохранность и надежность в работе. 2 з.п. ф-лы. 9 ил.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин.

Цель изобретения — повышение надежности в работе и уменьшение габаритов °

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый охранный кожух с непроходным компенсатором дав ления на нижней пробке; на фиг, 2— сечение А-А на фиг. 1 (тонкими линиями показана форма компенсатора при отсутствии заполнения рабочей жидкостью); на фиг. 3-5 другие формы компенсаторов для размещения на одной из пробок кожуха; на фиг. 6 — охранный кожух с выводом проводов и подвижного штока через компенсатор на нижней пробке; на фиг. 7 — то же, с компенсатором давления в пределах рабочей полости; на фиг. 8 — компенсатор давления.в виде оболочки изменяющегося диаметра;на фиг.9 — сечение Б-Б на фиг.8.

Компенсированный охранный кожух содержит корпус в виде трубы 1,верхнюю (не показана) и нижнюю 2 пробки, соединенные с трубой 1 на резьбе.

Посадочные поверхности пробки загерметизированы с помощью резиновых колец 3. В ограниченной пробками и трубой рабочей полости размещены механизмы, блоки и узлы скважинного прибора, нормальная работа которых обеспечивается в электроизоляционной жидкости при давлении, равном давлению в окружающей скважинной среде. На нижней пробке 2 размещена тонкостенная оболочка 4. Колпак 5 защищает ее от механических повреждений при работе и транспортировке.

Оболочка 4 выполнена в виде протяженного вдоль оси кожуха многогранника. Форма многогранников может быть очень многообразной, удовлетворяющей одному условию: грани их образуют чередующиеся острые оС„ и тупые al> внутренние углы, причем тупые углы всегда больше 180 (с 2>

) 180 ). Сопряжение граней многогранников для исключения резких перегибов и концентрации напряжений может быть выполнено по криволинейным поверхностям, например, радиусным.

Один торцевой участок оболочки 4 выполнен в вИде гладкого открытого цилиндра и герметично закреплен на горловине нижней пробки 2 посредством резиновых 6 и металлических 7 втулок. Другой ее конец выполнен глухим, причем дно 8 оформлено из

2О того же тонкостенного материала, из которого изготовлена оболочка в целом, и имеет складки, обеспечивающие изменение формы оболочки от самого дна. При выполнении дна 8 тол25 стостенным через расположенную на нижней пробке 2 оболочку 4 из рабочей полости могут быть выведены электрические провода 9 и подвижный шток 10, герметизация которых в ото верстиях дна 8 выполнена с помощью резиновых втулок 11 и кольца 12.

При выполнении оболочки 4 в виде протяженного вдоль оси кожуха многогранника в форме цилиндра ее можно разместить в пределах рабочей полости компенсированного кожуха. В этом случае торцевые участки оболочки выполнены в виде гладких цилиндров

13 и с помощью резиновых втулок 6 и

40 распорных втулок 7 герметично закреплены в расточках трубы 1. Поперечные гофры 14, расположенные на гладких цилиндрах 13, компенсируют некоторое изменение длины оболочки

3 12833

4 в процессе работы. Отверстия 15 обеспечивают свободный доступ скважинной среды к наружной поверхности оболочки 4 . Последняя может быть изготовлена как из эластичного материала (например, резины), допускающего изменение ее объема за счет растяжения, так и неэластичного материала (фторопласта, металла, армированных стеклотканью или металли- fp ческой сеткой термостойких пластиков и др.), допускающего изменение объема лишь за счет изменения формы, Устройство работает следующим 15 образом.

Заполнение рабочей полости кожуха электроизоляционной жидкостью осуществляется при некотором избыточном давлении. При этом расширение Zp оболочки 4 ограничивается установкой поверх нее контрольного шаблона или обеспечивается контроль объема закачиваемой жидкости. Размер контрольного шаблона рассчитан так, что из- 25 менение объема оболочки от контролируемого положения при максимальном расширении и максимальном сжатии обеспечивается одинаковым.

При работе в скважине изменение 30 объема жидкости в рабочей полости происходит под действием двух факторов: сжатия под давлением скважинной среды и расширения при увеличении температуры с глубиной. Действие указанных факторов вызывает неодинаковое изменение:объема в различных скважинных условиях.

Преобладание температурного фактора ведет к увеличению первоначаль- 4р ного объема жидкости в рабочей полости, Под действием возникающего при этом перепада избыточного давления внутри оболочки 4 она изменяет .вою поперечную форму за счет увели- 45 ения углов - и уменьшения углов с(2 ежду гранями многогранника и формы ..раней. В пределе оболочка представляет собой многогранник с выпуклыми гранями, ребра которого находятся 5р на внутренней поверхности кожуха (фиг. 2), а ее объем близок к объему цилиндра.. В зависимости от количества граней многогранника и соотношения их размеров, объем оболочки составляет 75-923 объема цилиндра равной длины.

В низкотемпературных скваллнах, когда рост давления существенно one63 режа ет рост температуры, происходит уменьшение первоначального объема жидкости в рабочей полости кожуха.

Под действием избыточного давления на оболочку 4 со стороны скважинкой среды она изменяет свою поперечную форму за счет уменьшения углов сС, и увеличения углов oL> между гранями многогранника и уменьшает объем. Благодаря этому давление в рабочей полости поддерживается всегда равным давлению скважинной среды (если пренебречь силами упругости оболочки), что обеспечивает надежную работу размещенных в рабочей полости кожуха механизмов, блоков и узлов скважинного прибора.

Изменение формы и объема оболочки

4 сопровождается незначительным изменением ее длины. Это позволяет оставаться практически неподвижными выведенными из рабочей полости через дно 8 проводам 9 и обеспечивает их сохранность и надежность в работе (фиг.б). При неподвижной заделке обоих концов оболочки 4 (фиг.7) изменение ее длины с изменением обьема компенсируется деформацией в кольцевых поперечных гофрах 14 (фиг.8)

Формула из обр ет ения

1. Компенсированный охранныи кожух скважинного прибора, содержащий корпус с установленными в нем верхней и нижней пробками, ограничивающими .рабочую полость, и соединенный с ней компенсатор давления в виде тонкостенной оболочки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы и уменьшения габаритов, тонкостенная оболочка выполнена в виде протяженного вдоль оси кожуха многогранника, грани которого образуют чередующиеся острые и тупые углы, причем тупые углы больше 180, а торцевой участок облочки, соединенный с пробкой, выполнен в виде гладкого цилиндра.

2. Кожух по п.1, отличаюшийся тем, что сопряжение граней многогранника выполнено по криволинейным поверхностям.

3. Кожу по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью компенсации длины тонкостенной оболочки

5 1283363 6 при изменении ее объема, тонкостен-, перечными гофрами, расположенными на ная оболочка снабжена кольцевыми по- гладких цилиндрах.

Фиг. Х

12833б3

1283363

Составитель Н.Кривко

Техред Н.Глущенко Корректор О,Луговая

Редактор С.Лисина

Заказ 7394/27 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðaä, ул.Проектная,4