SU1102911A1

SU1102911A1 - Electric and mechanical drive of clamping devices of well tools

Info

Publication number: SU1102911A1
Application number: SU833566031A
Authority: SU
Inventors: Валентин Владимирович Гуров; Василий Григорьевич Михальцов; Борис Петрович Скиба; Анатолий Павлович Скалевский
Original assignee: Войсковая часть 51105
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1983-03-21
Publication date: 1984-07-15

Abstract

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ПРИЖИМНЫХ УСТРОЙСТВ СКВАЖИННЫХ ПРИБО РОВ, содержащий корпус, реверсивный электродвигатель, редуктор с черв чным колесом, вьпсодной вал, жестко св занный с винтовой.парой, выполнен ной в виде винта и силового штока, фиг.1 концевые выключатели, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности прижима прибора к стенке скважины за счет самовключени электродвигател при уменьшении силы взаимодействи между корпусом и стенкой скважины, он снабжен подпружиненным седлом с выступом дл взаимодействи с концевым выключателем , причем вьтсодной вал имеет гладкую цилиндрическую часть, пропущенную через редуктор и образует поступательную пару с неподвижным относительно продольной оси вала черв чным колесом, а на свободном конце вал имеет выступ дл взаимодействи с седлом.ELECTROMECHANICAL DRIVE OF PRESSURE DEVICES OF THE WELLS SUBSTITUTE ROV, comprising a housing, a reversing electric motor, a gear with a worm gear, a pinion shaft, rigidly connected with a screw pair made in the form of a screw and a power stem, Fig. 1, limit switches, different , in order to increase the reliability of the clamping of the device to the borehole wall by self-switching on the electric motor while reducing the interaction force between the casing and the borehole wall, it is equipped with a spring-loaded seat with a protrusion for interacting with the end th switch, wherein vtsodnoy shaft has a smooth cylindrical portion and passed through the reducer forms a prismatic pair with the fixed shaft about the longitudinal axis of the worm wheel, and at the free end of the shaft has a projection for engagement with the valve seat.

Description

Изобретение относитс к технике геофизических исследований в скважине и может быть применено в приборах которые в процессе измерений необходимо прижать к стенке скважины, в , частности, дл поджати устройств внедрени датчика в стенку скважины при проведении экспериментальных исследований в измерительных скважиндх . ,The invention relates to a technique of geophysical research in a well, and can be used in devices that must be pressed against the borehole wall during the measurement process, in particular, to press the sensor insertion devices into the borehole wall when conducting experimental studies in measuring boreholes. ,

ИзвесГтно прижимное устройство скважинного прибора, содержащее корпус с размещенным в нем приводом с ходовым винтом, шток, прижимной элемент в виде рычага, гидроцилиндр, ступенчатый и силовой поршень, гидросистему . Крут щий момент, развиваёмьй приводом, через ходовой винт преобразуетс в поступательное движение штока и ступенчатого поршн . Сту пенчатый поршень управл ет движением силового поршн , который под действием давлени жидкости в гидросистеме перемещает и раскрьшает рычаг. При достижении рычагом стенки скважины и предварительном прижиме прибора силовой поршень останавливаетс , а ступенчатый, продолжа движение, высокое давление на силовой поршень. Далее силовой поршень давит на одно из плеч Г-образного рычага.The clamping device of the downhole tool is known, comprising a housing with an actuator with a spindle placed in it, a stem, a clamping element in the form of a lever, a hydraulic cylinder, a stepped and a power piston, and a hydraulic system. The torque developed by the drive, through the spindle, is converted into linear movement of the rod and the stepped piston. The foam piston controls the movement of the power piston, which, under the action of fluid pressure in the hydraulic system, moves and clears the lever. When the lever reaches the borehole wall and presses the device, the power piston stops and the stepped, continuing to move, high pressure on the power piston. Next, the power piston presses on one of the shoulders of the L-shaped lever.

Другое плечо рычага выдвигаетс The other lever arm extends

до упора в стенку скважины, отклон up to the stop in the borehole wall

прибор к противоположной стенке Cl3.device to the opposite wall of Cl3.

Недостатком данного устройства в л етс то, что при нахождении прибора в скважине длительное врем , наличии вод ных линз происходит ослабление прижима прибора к стенке и его смещение вдоль продольной оси скважины . Б результате неплотного поджати прибора при проведении исследований внос тс дополнительные погрешности измерений. При использовании этой конструкции дл поджати устройств внедрени датчиков в стенку скважины в процессе внедрени происходит ослабление прижима устройства и смещение его как по направлению относительно сторон горизонта, так и по глубине скважины. Кроме того, высокое давление на силовом при эксплуатации Г-образного рычагу в качестве прижимного элемента не может быть использовано полностью (усилие поджати действует под углом к стенке скважины), вследствие чего прижимное усилие обеспечиваетс сложной и громоздкой конструкцией приво- да. При ослаблении прижима к стенке скважины необходимо прибор или устройство установить в исходное положение и прижать к стенке скважины, что трудоемко и требует много времени .The disadvantage of this device is that when the instrument is in the well for a long time, the presence of water lenses weakens the clamping of the instrument to the wall and its displacement along the longitudinal axis of the well. As a result of the loose clamping of the device during the research, additional measurement errors are introduced. When using this design to press the devices for inserting sensors into the well wall during the implementation process, the device is loosened and shifted both in the direction relative to the horizon sides and in the depth of the well. In addition, high pressure on the power during operation of the L-shaped lever as a clamping element cannot be used completely (the pressing force acts at an angle to the borehole wall), as a result of which the clamping force is provided by a complex and cumbersome drive design. When loosening the clamp to the wall of the well, it is necessary to install the device or device to its original position and press it against the wall of the well, which is laborious and time consuming.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс электромеханический привод, который содержит корпус, электродвигатель, редуктор, винтовую пару с силовым штокой, концевые выключатели, поворотную гильзу , поводки. При включении электродвигател вращение его вала преобразуетс в постзшательнсе движение силового штока. При движении штока внутрь корпуса один из пазов, выполненный на выступе Штока, входит в зацепление с верхним поводком, которьй поворачивает гильзу. Гильза кромкой своего окна нажимает на выключатель , при этом силовой шток останавливаетс в крайнем положении. Дл выдвижени штока из корпуса реверсируют вращение вела. При вьздвижении штока из корпуса второй паз на выступе штока входит в зацепление с нижни поводком, при этом гильза вращаетс в направлении, противоположном первому , до тех пор, пока кромкой окна не нажмет на другой выключатель. Што останавливаетс в другом крайнем положении 2.Closest to the proposed technical essence and the achieved result is an electromechanical actuator, which includes a housing, an electric motor, a gearbox, a screw pair with a power rod, limit switches, a rotary sleeve, and leashes. When the motor is turned on, the rotation of its shaft transforms into a post-movement movement of the power shaft. When the rod moves into the body, one of the grooves, made on the protrusion of the rod, engages with the upper leash, which turns the sleeve. The sleeve presses the switch with the edge of its window, and the power rod stops in its extreme position. For the extension of the rod from the housing reverse rotation led. When the stem moves out of the housing, the second groove on the stem protrusion engages with the lower driver, while the sleeve rotates in the opposite direction to the first until the window edge presses the other switch. The stock stops at another extreme position 2.

Недостаток известного устройства заключаетс в том, что шток вьщвига ,етс на величину хода, определ емую (положением поводков, окна на гильзе и выключателей. Ход штока посто нный а изменение его можно провести перестановкой поводка. Поэтому при уменьшении силы сцеплени между стенкой и прибором поджатие этим устройством осуществить невозможно. Кроме того, перенастройка хода штока в сторону его увеличени или уменьшени затруднительна , трудоемка и занимает много времени. При длительном нахождении прибора в скважине усилие поджати ослабевает, возможно смещение относительно горизонта, на котором проводитс исследование.The disadvantage of the known device lies in the fact that the rod is turned on by the stroke size determined by the position of the leads, the window on the sleeve and the switches. The rod stroke is constant and its change can be made by rearranging the driver. Therefore, when the grip between the wall and the device decreases This device cannot be implemented. In addition, reconfiguring the stroke of the rod in the direction of its increase or decrease is difficult, time-consuming and takes a long time. When the device is in the well for a long time, the force It is possible that the shift is relative to the horizon on which the study is being conducted.

Цель изобретени - повьш1ение надежности прижима прибора к стенке скважины за счет самовключени электродвигател при уменьшении силыThe purpose of the invention is to increase the reliability of the clamping of the device to the borehole wall due to self-switching of the electric motor while reducing the force

взаимодействи между корпусом и стенкой скважины.interactions between the casing and the borehole wall.

Указанна цель достигаетс тем, что электромеханический привод, содержащий корпус, реверсивный электродвигатель , редуктор с черв чным колесом , выходной вал, жестко сй занный с винтовой парой, выполненной в виде винта и силового штока, концевые выключатели, снабжен подпружиненным седлом с выступом дл взаимодействи с концевым выключателем, причем выходной вал имеет гладкую цилиндрическую часть, пропущенную через редзгктор и образует поступательную пару с неподвижным относительно продольной оси вала черв чным колесом , а на свободном конце вал имеет выступ дл взаимодействи с седлом . На фиг. 1 изображен привод, общий ВИД; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Электромеханический привод прижим ных устройств скважинных приборов содержит электродвигатель 1, редуктор 2, винтовую пару 3 с подвижным силовым штоком 4, корпус 5. Дл выхода силового штока из корпуса в нем выполнено окно 6. Вал 7 соединен с колесом 8 при помощи шпоночного соединени и содержит выступ 9, в который упираетс седло 10, с размещенной на нем пружиной 11. Седло с концом вала пропущено в направл ющее отверстие 12 стенки 13 ограничительного кронштейна 14. В седле выполнен упор 15, расположенный соосно с выключателем 16. Шток 4 снабжен фланцем со скосом 17, который давит на выключатель 18. Устройство работает следую1цим образом. После спуска устройства на задан ный горизонт включают электродвигатель 1. Электродвигатель через редук тор 2 и винтовую пару 3 начинает поступательно двигать силовой шток 4 . пропуска его через окно 6 корпуса 5 При достижении опорной поверхностью 1 силового штока стенки скважины прои ходит сдавливание грунта, при этомThis goal is achieved by the fact that the electromechanical drive, comprising a housing, a reversing electric motor, a gearbox with a worm gear, an output shaft rigidly connected with a screw pair made in the form of a screw and a power rod, limit switches, is equipped with a spring-loaded saddle with a protrusion for interacting with limit switch, the output shaft has a smooth cylindrical part, passed through a red motor and forms a translational pair with a worm wheel stationary relative to the longitudinal axis of the shaft, and at the bottom end, the shaft has a projection for engaging with the saddle. FIG. 1 shows the drive, the overall appearance; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1. The electromechanical drive of the clamping devices of downhole devices includes an electric motor 1, a gearbox 2, a screw pair 3 with a movable power rod 4, case 5. A window 6 is made in it to exit the force rod from the case 6. The shaft 7 is connected to the wheel 8 by means of a key joint and contains a protrusion 9 in which the seat 10 rests, with a spring 11 placed on it. The seat with the shaft end is passed into the guide hole 12 of the wall 13 of the limiting bracket 14. The seat 15 has a stop 15 located coaxially with the switch 16. The stem 4 is provided with a flag tsem bevel 17 which presses against the switch 18. The device operates sleduyu1tsim manner. After the device is lowered to the specified horizon, the electric motor 1 is switched on. The electric motor through the gearbox 2 and the screw pair 3 begins to progressively move the power rod 4. passing it through the window 6 of the housing 5. When the bearing surface 1 reaches the power shaft of the well wall, the soil is compressed, while

корпус перемещаетс в направлении обратном движению силового штока. При достижении заданного усили поджати силовой шток останавливаетс , а вал 7 поступательно перемещаетс относительно черв чного колеса 8 редуктора. Вал, перемеща сь, выступом 9 давит на седло 10. Седло,вместе с валом, сжима пружину 11, проходит в направл ющее отверстие 12 стенки 13 ограничительного кронштейна 14, при этом упор 15 нажимает на выключатель 16. Двигатель выключаетс , а вал прекращает вращательное и поступательное движение. При уменьшении усили поджати между корпусом прибора и стенкой скважины пружина разжимдгетс и подает вал и седло с упором в направлении , совпадающем с направлением движени штока при поджатии прибора, при этом упор седла освобождает выключатель , двигатель включаетс и последовательность работы привода повтор етс . Дл извлечени прибора из скважины измен ют направление вращени вала электродвигател . Вал, передава движение винтовой паре, возвращает шток и седпо с пружиной в исходное положение. Фланец со скосом 17 нажимает выключатель 18, двигатель выключаетс , вад прекращает движение. Предложенное устройство по сравнению с прототипом обе спечивает над жный прижим прибора к стенке скважины независимо от диаметра скважины, состо ни стенок ее, а также при ослаблении прижима при нахождении прибора в скважине длительное врем , кроме того, при ослаблении прижима исключает извлечение устройства из скважины дл перенастройки хода штока , а также повторную установку устройства в исходное положение. Вследствие этого возможна установка и надежное крепление приборов и устройства на заданном горизонте и в заданном направлении, что позвол ет повысить точность определений физических параметров за счет надежного контакта.the housing moves in the opposite direction to the movement of the power rod. When the preset force is reached, the force rod is stopped, and the shaft 7 progressively moves relative to the worm gear 8 of the gearbox. The shaft, moving by the protrusion 9, presses on the saddle 10. The saddle, together with the shaft, compresses the spring 11, passes into the guide hole 12 of the wall 13 of the limiting bracket 14, while the stop 15 presses the switch 16. The engine turns off and the shaft stops rotating and forward movement. When reducing the force between the instrument body and the borehole wall, the spring expands and feeds the shaft and seat with an emphasis in the direction coinciding with the direction of the rod movement when the instrument is pressed, the seat stop releases the switch, the engine turns on and the drive sequence repeats. To remove the instrument from the well, the direction of rotation of the motor shaft is changed. The shaft, transmitting the movement to the screw pair, returns the rod and the sedpo with the spring to the initial position. The bevel flange 17 presses the switch 18, the engine is turned off, the engine stops moving. The proposed device, in comparison with the prototype, both presses the device against the borehole wall regardless of the borehole diameter, the state of its walls, and also when the clamp is loosened when the instrument is in the well for a long time, and when the clamp is weakened, the device is not removed from the well for reconfiguration of the stroke, as well as reinstalling the device to its original position. As a result, it is possible to install and reliably fasten instruments and devices on a given horizon and in a given direction, which makes it possible to improve the accuracy of the determination of physical parameters due to reliable contact.

Claims

ELECTROMECHANICAL DRIVE OF CLIPPING DEVICES FOR WELL DEVICES, comprising a housing, a reversible electric motor, a gearbox with a worm wheel, an output shaft rigidly connected to a screw pair made in the form of a screw and power rod, limit switches, characterized in that, in order to increase the reliability of clamping the device to the borehole wall due to self-switching of the electric motor with a decrease in the interaction force between the body and the borehole wall, it is equipped with a spring-loaded saddle with a protrusion for interaction with the end switch Telem, wherein ^ the output shaft has a smooth cylindrical portion and passed through the reducer forms a prismatic pair with fixed relative to the longitudinal axis of the worm wheel shaft and the free end of the shaft has a protrusion for interacting with the valve seat.

SU t. 1102911

I