Прижимное устройство скважинного прибора

 

Изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин и позволяет повысить надежность работы устройства и уменьшить массу маховика 8. Устройство содержит герметичный корпус (К) 1 с электродвигателем (ЭД) 4, между валом 9 и К 1 которого установлена фрикционная муфта 14. Маховик 8 устройства размещен между ЭД 4 и планетарным редуктором (ПР) 5, а его ось связана с валом ЭД 4 через понижающую кинематическую пару. Предохранительная муфта 15 установлена между выходным валом 16 ПР 5 и винтовой парой, а пружина 18 - между винтовой парой rf силовым штоком 3, связанным с прижимным рычагом 2. Муфта 15 защищает ПР 5 и пружину 18 от перегрузок и обеспечивает расклинивание К I в аварийной ситуации. Пружина 18 обеспечивает плавность работы прижимного устройства. При включении ЭД 4 начинается движение гайки 7 и разгон маховика 8. Далее приводится в движение шток 3. При упоре рычага 2 в стенку скважины шток 3 останавливается , а усилие на нем возрастает, При разжатии К 1 муфта 14 выключается и ЭД 4 реверсируется в той же последовательности , что и при прижатии. 1 3.п. ф-лы, I ил. сл 101112 8 3 1В17 J5. //////// / / //. / /V/59 201в-192 22 / / / / / fjf о. сл / / IJ Т 6 1 .4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5!)4 Е 2) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3973505/22-03 (22) 05.11.85 (46) 23.08.87. Бюл. Ф 31 (75) М.Н.Исаенко и А.А.Белинский (53) 550. 839:622 .241(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 418600, кл. Е 21 В 47/00, 1974.

Авторское свидетельство. СССР

Ф 654796, кл. E 21 В 47/00, 1979. (54) ПРИЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО СКВАЖИННО ГО ПРИБОРА (57) Изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин и позволяет повысить надежность работы устройства и уменьшить массу маховика 8. Устройство содержит герметичный корпус (К) 1 с электродвигателем (ЭД) 4, между валом 9 и К l которого установлена фрикционная муфта 14. Маховик 8 устройства размещен между ЭД 4 и планетарным редуктором (ПР) 5, а его ось связана с валом ЭД 4 через понижающую кинематическую пару. Предохранительная муфта 15 установлена между выходным валом 16 ПР 5 и винтовой парой, а пружина 18 — между винтовой парой

И силовым штоком 3, связанным с прижимным рычагом 2. Муфта 15 защищает

ПР 5 и пружину 18 от перегрузок и обеспечивает расклинивание К 1 в аварийной ситуации. Пружина 18 обеспечивает плавность работы прижимного устройства. При включении ЭД 4 начинается движение гайки 7 и разгон маховика 8, Далее приводится в движение шток 3. При упоре рычага 2 в стенку скважины шток 3 останавливается, а усилие на нем возрастает,. При разжатии К 1 муфта 14 выключается и

ЭД 4 реверсируется в той же последовательности, что и при прижатии.

1 з.п. ф-лы, ил.!

Изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин и может быть использовано в прижимных системах скважинных геофизи() ческих приборов.

Цель изобретения — повькпение. надежности в работе.

На чертеже изображена структурная схема устройства. 10

Устройство содержит герметичный корпус 1 с прижимным рычагом 2. В корпусе расположены силовой шток 3, электродвигатель 4, планетарньФ редуктор 5, винтовая пара, включающая винт 6 и гайку 7, маховик 8 размещен между электродвигателем и редуктором

5 еоосно с валом 9 электроцвигателя

4. Маховик 8 связан с валом 9 через планетарный редуктор 5,, который сос- 2о тоит из ведущего колеса 10 на валу 9, сателлитов 11 на корпусе 1, ведомого колеса 12, закрепленного на полом валу маховика 8 гайкой l3. Электромагнитная фрикционная муфта 14 разме- ?б щена между валом 9 и корпусом электродвигателя 4. Предохранительная муфта 15 расположена между выходным валом 16 редуктора 5 и винтом б на направляющих 17. Винтовая пара гай- ЗО кой 7 связана с силовым штоком 3 через пружину 18, размещенную на ступени 19 меньшего диаметра штока 3 с упором 20, и в полости 21, образованной расточкой в гайке 7 и упором 22 на ней. Зазор между винтовой парой и силовым штоком 3 образован путем удлинения расточки в гайке 7 на величину, несколько большую суммарной толщины пружины 18 в свободном сос- 4р тоянии, и упорных шайб 23 и 24. Пружина 18 выполнена,, например, в виде блока тарельчатых пружин.

Устройство работает следующим обра.э ом. 45

При подаче питания с поверхностного пульта (не показан) через жилы кабеля (не показан ) срабатывает муфта

14, которая расцепляет колесо 10 на валу 9 с корпусом 1, и включается электродвигатель 4, который через вал 9, редуктор 5,, муфту 15 и винт 6 приводит в поступательное движение гайку 7 на направляющих 17. Одновременно с этим начинается разгон маховика 8 через шестерни 1О-!2, P.àçãîí маховика 8 продолжается до выбора за-. зора й1 либо заканчивается раньше.

Величина зазора (il, который предот5 2 вращает недобор оборотов маховика 8 при малом диаметре скважины, пропорциональна максимальному для конкретной конструкции устройства углу поворота маховика 8 и передаточному числу редуктор 5 — винтовая пара 6 и 7.

После выбора зазора 41 гайка 7 через упор 22, шайбу 23, пружину 18, шайбу 24 и упор 20 приводит в движение шток 3, в полости которого размещено короткое плечо рычага 2. Холостой (предварительный) ход длится до касания длинным плечом рычага 2 и корпусом 1 стенок скважины. Энергия в этом режиме затрачивается на преодоление сил трения в кинематической цепи электродвигатель 4 — редуктор

5 — винтовая пара 6 и 7 — уплотнение силового штока 3 — шарнир рычага 2, гидродинамических сил сопротивления скважинной жидкости при движении рычага 2 либо корпуса 1 и на преодоление составляющей силы тяжести скважинного прибора, вызванной наклоном оси скважины. При упоре корпуса 1 рычагом 2 к стенке скважины (не показано) шток 3 останавливается. В связи с тем, что жесткость рычага 2, вызванная значительным прижимным усилием, значительная, а деформация пружины 18 незначительная, через короткий промежуток времени усилие на штоке 3 значительно возрастает за счет возрастающего момента двигателя 4 и динамического момента маховика 8, величина которого приложена к валу 9 через шестерни 12, !1 и 10 и зависит от накопленной к моменту прижима кинетической энергии его массы, величины рабочей деформации и жесткости пружины !8.

Разжатие корпуса l осуществляется путем выключения (срабатывания) муфты 14, реверсирования электродвигателя 4 в такой же последовательности, как и прижатие. При этом после разгона маховика 8 и выработки холостого хода длинное плечо рычага 2 прижимается к корпусу ., гайкой 7 через уступ, образованный в ней разницей диаметров, шайбу 24, пружину 18, шайбу 23 и шток 3. !

<аждый раз при включении электродвигателя 4 в обратное вращение после сжатия :.вЂ,:ружины 18 сокращается время разгона маховика 8 за счет того, что приведенный момент к валу 9 от усилия разжимающейся пружины 18 сов:3

l 33,2 падает по знаку с вращающим моментом электродвигателя 4.

Электродвигатель 4 питается от источника в наземном пульте (не покаб зан) через активное сопротивление питающих жил кабеля (около 100 см), которое значительно превышает его внутреннее сопротивление. Это приводит к тому, что с увеличением нагруз- lp ки на валу 9 одновременно с увеличением величины тока увеличивается падение напряжения на активном сопротивлении, т.е. при постоянном значении напряжения на входе кабеля двига- тель 4 теряет мощность. Поэтому управление временем разгона маховика 8 путем кратковременного форсирования напряжения источника, усилием на рычаге 2 посредством задания номинальных оборотов к концу разгона и поддержания этих оборотов в режиме хо.лостого хода за счет регулирования напряжения источника, а также режимом выключения двигателя 4 и включе- 25 ния муфты 14 осуществляется автоматически через компьютер в наземном пульте путем задания программы и измерения текущих значений величины тока и напряжения на входе кабеля.

Муфта 15, вызванная значительной жесткостью рычага 2 за счет дополнительного динамического момента маховика 8, который по крайней мере эквивалентен ступени планетарного редуктора, защищает редуктор 5 и пружину

18 от перегрузок, а также надежно обеспечивает расклинивание корпуса 1 в аварийной ситуации за счет ее установки внутри корпуса 1 между валом 4р

16 редуктора 5 и винтовой парой 6 и

7. При этом во время подъема сква— жинного прибора корпус 1 перемещается в скважине за кабелем, а при встрече неровностей в стенке скважи- 4> ны длинное плечо рычага 2 перемещается в сторону корпуса 1 и коротким плечом через шток.3, упор 20, шайбу

24, пружину 18, шайбу 23 и упор 22 создает усилие на гайке 7, посредством которого создается вращающий момент на винте 6 для срабатывания муфты fs. Размещение муфты 15 между выходным валом редуктора и винтовой

Д парой обеспечивает высокую чувствительность ее срабатывания. Например, если принять шаг резьбы винтовой пары равным 6, то при перемещении длинного плеча рычага 2 с соотношением плеч 10:! Hà 1 мм полумуфта муфты 15 поворачивается на 6, что достаточно для срабатывания предохранительной муфты, например, кулачковой.

Муфта 14 предотвращает противовращение электропривода за счет момента, накопленного сжатой пружиной 18, и обеспечивает момент срабатывания муфты 15.

Пружина 18 обеспечивает также плавность работы прижимного устройства, что повышает его надежность.

Предлагаемое устройство обеспечивает выигрыш в величине усилия в 4 раза при выигрыше во времени готовности в среднем в 2,5 раза.

Размещение маховика 8 на входе редуктора 5 дает возможность использовать в полости соосн го винтового механизма винтовую пару с высоким

КПД и высокой нагрузочной способностью.

Формулаидобретения

1. Прижимное устройство скважинного прибора, содержащее герметичный корпус с электродвигателем, планетарным редуктором, винтовой парой, пружиной, силовым штоком, связанным с прижимным рычагом, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено маховиком, предохранительной муфтой и электромагнитной фрикционной муфтой, установленной между валом и о корпусом электродвигателя, при этом маховик установлен между электродвигателем и редуктором, предохранительная муфта — между выходным валом редуктора и винтовой парой, а пружина установлена между винтовой парой и силовым штоком с зазором.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения массы маховика, его ось связана с валом электродвигателя через понижающую кинематическую пару.

ВНИИПИ Заказ 3779/29 Тираж 532 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4