Устройство для центрирования скважинного прибора акустического каротажа

Устройство для центрирования скважинного прибора акустического каротажа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i)71I 7685 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

G 01 V 1/40//

Е 21 В 47/00 (22) Заявлено 23.08.76 (21) 2400636/18-25 с присоединением заявки ¹

ВвударетвеваМ квинтет

OCCAM ю аеяаы азобретенн» н етерытвв (23) П риорнтет—

Опубликовано 25.02.80 Бюллетень № 7 (53) УДК

550.83 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.80

М. X. Гофман, В. С. Петренко и П. Д. Резник (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Опйтно-конструкторское бюро геофизического приборостроения треста "Укргеофизразведка" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ СКВАЖИННОГО ПРИБОРА

АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований скважин и мо- жет быть использовано преимущественно в случаях, когда акустические преобразователи скважинного прибора имеют круговую диа5 грамму направленности в горизонтальной плоскости, и для уменьшения искажения информационных сигналов скважинный прибор

- удерживается на траектории, проходящей через ось скважины.

Известно устройство для центрирования скважинного прибора, содержащее блок рессор, укрепленных с помощью шарниров на направляющих втулках (1).

Йзвестно также устройство для центрирова1 15 ния скважинного прибора, содержащее бочка- i образный блок центрируюших рессор и направляющие втулки с шарнирами (21.

В этих устройствах по периметру поперечного сечения направляющих втулок, одетых на цилиндрическую часть конструкции скважинного прибора, расположены шарниры, пара кото рых (один на верхней втулке, а второй — на нижней) крепят одну центрируюшую рессору.

На каждой втулке, имеющей небольшой по сравнению со скважиной диаметр, с учетом необходимой прочности и возможности сбор. ки-разборки помещается несколько однотипных шарниров, расположенных одним ярусом, т.е. в одной плоскости, перпендикулярной оси скважинного прибора. Укрепленные. на шарнирах рессоры, образуют рессорный . блок, состоящий из нескольких рессор, распо- ложенных равномерно по окружности и с помощью шарниров, связанных с направляющими втулками. При работе благодаря упрутос. ти рессор скважинный прибор удаляется на равные расстояния от стенок скважины, т,е. занимает положение, близкое к ее оси. При изменении диаметра скважины, связанном, например, с каверзностью, изменяется радиус изгиба рессор, а скважинный прибор сохраняет свое центральное положение в сечении скважины. Жесткость рессорного блока определя ется условием качественного центрирования при наклоне скважины, когда составляющая веса прибора, направленная по нормали к. стенке скважины, имеет максимальное значение.

717685

4О

Существенным недостатком известных устройств является высокий уровень шума, воз никающий при трении и ударах рессор о стенки скважины. Поскольку необходимая жесткость рессорного блока обеспечивается в 5 раиной степени всеми рессорами блока, коли- * чество которых в связи с одноярусным. размещением шарниров небольшое, то величина давления, создаваемого одной рессорой при весе скважинного прибора до 100 кг, составит

15 — 20 кг. Сила трения пропорциональна норMBJlbHoM) давлению и коэффициенту трения, поэтому в скважинах, стенки которых зачастую образованы твердыми абразивными породами, она значительна. Соответственно высок 5 и уровень шума, связанный с трением и ударами при движении скважинного прибора в процессе каротажа. другим недостатком известных устройств является их недостаточная универсальность. 20

Рессорный блок, обеспечивающий качествен ное центрирование в верхней части диапазона диаметров исследуемых скважин, не может удовлетворительно работать в скважинах небольшого диаметра, поскольку черезмерная деформация жестких рессор вызывает не только еще больший уровень шума, но и создает затруднения при спуско-подъемных операциях, а также возможность поломки рессор.

Цель предлагаемого изобретения — снижение уровня шума, создаваемого устройством, и повышение его универсальности при работе в широком диапазоне диаметров скважин.

Для этого в известное устройство для центрирования скважинного прибора акустического каротажа, включающее бочкообразный блок центрирующих рессор и направляющие втулки с шарнирами, содержит дополнительный блок рессор, размещенных, между рессорами основного блока и укрепленных с помощью шарниров, расположенных вторым ярусом иа направляющих втулках основного блока, причем шарниры второго яруса смещены на каждой втулке вверх или вниз на рав-4 ные расстояния относительно шарниров, крепящих рессоры основного блока. Использование менее Жестких рессор, достигаемое в такой конструкции, уменьшает силу трения от оказываемого рессорой давления, что уменьшает уровень акустического шума при движении прибора в скважине. Возможность маневрирования числом рессор основного и дополнительного блоков без нарушения условий качественного центрирования позволяет производить каротаж в скважинах различного диаметра, т.е. повышает универсальность устройства.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.

Цснтрирующее устройство содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 направляющие втулки, блок рессор 3 и дополнительный блок рессор

4. На направляющих втулках 1 и 2 расположены в два яруса шарниры, С помощью шарип. ров 5 первого яруса соединены с направляющими втулками рессоры основного блока, а с помощью шарниров 6 второго яруса, расположенных выше NapHHpos первого яруса, соединены с направляющими втулками рессоры дополнительного блока. Угловой сдвиг шарниров в каждом ярусе составляет 60, а между шарнирами разных ярусов 30 .

На каждой втулке шарниры второго яруса смещены на равные расстояния в осевом направлении относительно шарниров первого яруса„. обеспечивая равные межцентровые расстояния для совершенно идентичных рессор обоих блоков.

Каждая рессора представляет собой пластинчатую пружину из легированной стали, в свободном состоянии изогнутую в виде дуги. На окончаниях рессор имеются отверстия для осей шарнирного соединения.

В собранном виде блоки центрирующих рес сор имеют бочкообразный профиль. Благодаря, угловому сдвигу между шарнирами первого и второго ярусов рессоры дополнительного блока размещаются в промежутках ь4ежду рессорами основного блока.

При подготовке к работе в проточки на внутреннем диаметре втулок вставляются прокладки из фторопласта и устройство надевается втулками на цилиндрическую часть конструкции скважинного прибора. Поскольку иаружный диаметр рессорных блоков в исходном состоянии больше диаметра скважины, то при нахождении в скважине рессоры пружинят и, отталкиваясь от стенок скважины, обеспечивают центральное положение скважйниого прибора. При прохождении кавернозного участка скважины, где имеются места с увеличенным циаме ром, радиус изгиба рессор умЪньшается. При этом втулки, скользя по цилиндрической части конструкции скважинного прибора, сближаются,, а скважинный прибор, под д:рживаемый рессорами, сохраняет положение, близкое к центру скважины. Необходимое усилие, обеспечивающее центрирование скважииного прибора, создается в равной степени рессорами основного и дополнительного блока, что существенно разгружает каждую as pecсор и позволяет применять рессоры с пониженной жесткостью с давлением до 5 -10 кг каждая. Соответственно уменьшается. сила трения скольжения о стенки скважины и уровень шума.

При работе в скважине меньшего диаметра, когда деформация и давление каждой рессор д

717685 возрастает, часть рессор снимается, а оставЬцяся часть, распределенная равномерно по окружности, обеспечивает качественное центрирование при хорошей проходимости и удовлетворительном уровне шума. При шести рессорах в основном и шести рессорах в допол.нительном блоке при необходимости может быть использовано 12, 6, 4 или 3 равномерно распределенные по окружности рессоры.

Использование предлагаемого устройства О позволит без увеличения общего габарита существенно снизить уровень акустического шума, искажающего и в ряде случаев исключающего получение достоверной информации об окружающих скважину горных породах, а также позволит использовать устройство в шйроком диапазоне диаметров исследуемых сква- жин.

Сравнительные испытания в скважине, проведенные на макете устройства, показали, что уровень акустических шумов по сравнению с. уровнем шумов известного устройства снижает- ея по крайней мере в. 1,5 — 2 раза. !

Формула изобретения

Устройство для центрирования скважинного прибора акустического каротажа, включающее бочкообразный блок центрирующих рессор и направляющие втулки с шарнирами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения уровня шума при движении скважинного прибора и повышения универсальности, устройство содержит дополнительный блок рессор, расположенных между рессорамн основного блока и укрепленных с помощью шарниров, расположенных вторым ярусом на направляющих втулках основного блока, причем шарниры второго яруса смещены на каждой втулке вверх или вниз на равные расстояйи» отйосительно шарниров, крепящих рессбры основного блока.

Источники информыщи, принятые во внимание при эксйртизе

1. Авторское свидетельство СССР У 176214, кл. Е 21 В 47/00, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР Й 426216, кл. G 01 V 1/40, 1972.

Ш1ИИПИ Заказ 9834/62 Тираж 649 Подписное

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