RU2107930C1 - Скважинный сейсмический вибратор - Google Patents
Скважинный сейсмический вибратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2107930C1 RU2107930C1 RU96118581A RU96118581A RU2107930C1 RU 2107930 C1 RU2107930 C1 RU 2107930C1 RU 96118581 A RU96118581 A RU 96118581A RU 96118581 A RU96118581 A RU 96118581A RU 2107930 C1 RU2107930 C1 RU 2107930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrator
- rod
- collet
- housing
- lead screw
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Использование: для геофизических исследований. Сущность изобретения: в вибраторе, содержащем корпус, дебалансный вибровозбудитель, цанговый прижим и привод с ходовым винтом, сопряжение с винтом выполнено посредством штока, герметизированного кольцевыми уплотнениями по цилиндрической поверхности контакта с корпусом, с внутренним отверстием и резьбой, сочлененной с ходовым винтом. На середине штока выполнены опоры, выходящие через продольные пазы корпуса, и на опорах укреплены лепестки цанги, соединенные с зажимными клиньями. Для нормирования прижимного усилия соотношение длины и поперечного сечения лепестков цанги выбирается по критерию продольной устойчивости. Дебаланс вибратора выполнен в виде сектора цилиндра с полостью, заполненной тяжелой жидкостью, например ртутью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для вибросейсмических исследований в скважинах.
Известны скважинные сейсмических источники с электродинамическими (патент США N 4751688, кл.G 01 V или 4715470), гидравлическими (патент Франции N 9100218, кл. B 06 ) и дебалансными [1, 2]. В источниках используются различные типы управляемых поршневых, рычажных и клиновых механизмов прижима к стенкам скважины. Для эффективной передачи колебаний от корпуса вибратора в горные породы рационален более жесткий, чем рычажный и поршневой, симметрированный прижим к стенкам скважины. В этом плане определенные преимущества имеет устройство с клиновым (цанговым) прижимом [2].
Рычажные прижимы, управляемые через аксиальный шток посредством вращения ходового винта, хорошо отработаны и преобладают в современных конструкциях аппаратурных скважинных снарядов. Центральная часть нажимного штока сообщается с областью высоких давлений скважинной жидкости, но его поверхность с помощью уплотнений надежно герметизирует полость корпуса. Силы от внешнего давления здесь также уравновешены.
Недостатком прототипа являются неудовлетворительная защита и уплотнение ходового винта и гайки цангового прижима от скважинной жидкости, находящейся под высоким давлением. Не устранив этот недостаток, мы вынуждены работать с гидронаполненным корпусом, что приводит к повышению потерь энергии от трения ротора двигателя и дебаланса, вращающихся в жидкости. Поскольку мощность, поставляемая вибратору через каротажный кабель, ограничена, то технические характеристики (частота, амплитуда силы) устройства за счет внутренних потерь снижаются. Более гарантированная герметизация элементов привода прижима и объема вибратора повысит ресурс и надежность работы в условиях скважин.
Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение надежности работы вибратора в условиях высоких давлений в скважинах.
Результат достигается тем, что сопряжение цангового прижима с ходовым винтом выполнено посредством штока, герметизированного кольцевыми уплотнениями по цилиндрической поверхности контакта с корпусом, с внутренним отверстием и резьбой, сочлененной с ходовым винтом, при этом на середине штока выполнены опоры, выходящие через продольные пазы корпуса, и на опорах укреплены лепестки цанги, соединенные с зажимными клиньями.
Соотношение длины и поперечного сечения лепестков цанги выбирается по критерию продольной устойчивости.
Дебаланс вибратора выполнен в виде сектора цилиндра с полостью, заполненной тяжелой жидкостью, например, ртутью.
На чертеже изображен общий вид скважинного сейсмического вибратора.
Вибратор состоит из двигателя 1, соединенного валом с дебалансным вибровозбудителем 2, который через муфту 3 сочленяется с редуктором 4, выходом которого служит ходовой винт 5, приводящий в действие цанговый прижим. В корпусе 6 установлен с возможностью аксиального перемещения шток 7 с кольцевыми уплотнениями 8 по наружной поверхности и внутренним отверстием 9 с резьбой, сочлененной с ходовым винтом. На середине штока выполнены опоры 10, выходящие через продольные пазы 11 корпуса. На опорах нажимного штока укреплены лепестки 12 цанги, зажимные клинья 13 жестко скреплены с другой стороной лепестковых пластин. Электропитание и управление осуществляется через каротажный кабель 14.
Скважинный вибратор опускают в скважину на кабеле. При остановках на заданных глубинах источник прижимается к стенкам скважины и, плавно увеличивая частоту в течение 10-100 с, передает колебания, создаваемые дебалансным возбудителем в горные породы. В скважинах, заполненных жидкостью, давление велико. Работа в скважинах требует повторения многих десятков операций "прижим - зондирование - отжим" и поэтому, для повышения надежности, желательно герметизировать функционально важные узлы, к числу которых относятся и элементы привода цангового прижима.
В транспортном положении шток 7 находится в нижней части корпуса и клинья 13 спущены вниз по направляющим и утоплены в проходном габарите снаряда. Прижим производится посредством двигателя 1 на малой частоте вращения, когда включена муфта сцепления 3. За счет редуктора 4 момент вращения увеличивается и передается на ходовой винт 5, смещая сопряженный с ним нажимной шток 7 вверх. Размещенные на середине штока опоры 10, перемещаясь в пазах 11 корпуса 6, через пластины 12 цанги надвигают клинья 13 и прижимают снаряд к стенкам скважины.
В сравнении с прототипом, где в корпусе уплотнялся вращающийся вал, предложенное решение с уплотнением при аксиальном смешении штока принято считать более надежным. В данном решении гидростатическое давление на привод прижима уравновешено, в то время как в вибраторе по [1] имела место неуравновешенная сила от внешнего давления на выход винта. Винтопара, работавшая в скважинном растворе, здесь также защищена. Отверстие 9 исключает защемление воздуха под штоком и его торможение.
Продольное усилие Pп, вдавливающее снизу клинья 13 враспор со стенками скважины, следует нормировать (ограничить), иначе возникает риск не вернуть их назад силами привода. Необходимо также сохранить это усилие для поджима в сеансе зондирования при возможных небольших просадках поверхности скважины под клиньями. Такое условие удается выполнить при определенном соотношении длины l и поперечного сечения лепестков 12 цанги, выражаемому критерием продольной устойчивости по Эйлеру. Продольное усилие затяжки клина
Pп= 4π2EJ/l2, ,
где
E - модуль упругости материала.
Pп= 4π2EJ/l2, ,
где
E - модуль упругости материала.
Для лепестков прямоугольного сечения толщиной d и шириной b момент инерции J = b•d3/12.
По окончании операции прижима муфта 3 расцепляется и двигатель, плавно увеличивая частоту, вращает только дебалансный вибратор 2. Достигнув максимальной частоты зондирования, управляемый через кабель 14 двигатель останавливают и реверсируют на малую частоту. Муфта 3 при этом вновь включается и через редуктор и ходовой винт шток 7 вытягивает за лепестки вниз зажимные клинья 13. Снаряд освобождается и подъемником перемещается на иную глубину, где операции: "прижим - зондирование - отжим" повторяются.
Ограниченный диаметр скважины диктует необходимость компактного размещения вибрационного оборудования в снаряде. Объем и радиальный размер возбудителя колебаний возможно уменьшить, если хотя бы часть объема дебаланса, выполнить из более тяжелого, чем сталь материала. Преимущество имеет, например ртуть, плотность которой почти вдвое выше стали. Поэтому, с целью ограничения габаритов корпуса, дебаланс вибратора выполнен в виде сектора цилиндра с полостью, заполненной тяжелой жидкостью (ртутью). Дозированной заправкой возможно создать требуемый уровень вибрационной силы. Полость дебаланса герметично закрывается, корпус снаряда также герметизирован. Все это исключает риск попадания токсичной ртути в окружающую среду.
Возможны и другие варианты реализации скважинного вибратора, которые не выходят за рамки изобретения.
Claims (3)
1. Скважинный сейсмический вибратор, содержащий корпус, дебалансный вибродвигатель, цанговый прижим и привод с ходовым винтом, отличающийся тем, что сопряжение цангового прижима с ходовым винтом выполнено посредством штока, герметизированного кольцевыми уплотнениями по цилиндрической поверхности контакта с корпусом, с внутренним отверстием и резьбой, сочлененной с ходовым винтом, при этом на середине штока выполнены опоры, выходящие через продольные пазы корпуса, и на опорах укреплены лепестки цанги, соединенные с зажимными клиньями.
2. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что соотношение длины и поперечного сечения лепестков цанги выбирается по уровню продольной устойчивости.
3. Вибратор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дебаланс вибратора выполнен в виде сектора цилиндра с полостью, заполненной тяжелой жидкостью, например ртутью.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96118581A RU2107930C1 (ru) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | Скважинный сейсмический вибратор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96118581A RU2107930C1 (ru) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | Скважинный сейсмический вибратор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2107930C1 true RU2107930C1 (ru) | 1998-03-27 |
RU96118581A RU96118581A (ru) | 1998-11-20 |
Family
ID=20185535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96118581A RU2107930C1 (ru) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | Скважинный сейсмический вибратор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2107930C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449108C1 (ru) * | 2010-11-11 | 2012-04-27 | Николай Васильевич Макарюк | Способ сейсмоволнового разупрочнения угольных массивов и скважинный сейсмовибратор |
RU2456641C2 (ru) * | 2009-12-28 | 2012-07-20 | Николай Викторович Беляков | Скважинный имплозивный источник сейсмических колебаний |
RU169384U1 (ru) * | 2016-12-28 | 2017-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ЭНЕРГИЯ" | Скважинный электромеханический вибратор |
RU2659576C1 (ru) * | 2017-09-11 | 2018-07-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Скважинный сейсмоисточник |
-
1996
- 1996-09-17 RU RU96118581A patent/RU2107930C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456641C2 (ru) * | 2009-12-28 | 2012-07-20 | Николай Викторович Беляков | Скважинный имплозивный источник сейсмических колебаний |
RU2449108C1 (ru) * | 2010-11-11 | 2012-04-27 | Николай Васильевич Макарюк | Способ сейсмоволнового разупрочнения угольных массивов и скважинный сейсмовибратор |
RU169384U1 (ru) * | 2016-12-28 | 2017-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ЭНЕРГИЯ" | Скважинный электромеханический вибратор |
RU2659576C1 (ru) * | 2017-09-11 | 2018-07-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Скважинный сейсмоисточник |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2552904C (en) | Seismic source and method of generating a seismic wave in a formation | |
CN110186709B (zh) | 一种月基保真取芯多级大深度钻进系统及方法 | |
JP5509095B2 (ja) | 脈動発生装置及びかかる装置を備えた削岩装置 | |
KR101299274B1 (ko) | 진동장치 | |
WO2020119671A1 (zh) | 定向钻孔装置 | |
US4429743A (en) | Well servicing system employing sonic energy transmitted down the pipe string | |
US3155163A (en) | Method and apparatus for soinc jarring with reciprocating masss oscillator | |
CA2216498A1 (en) | Floating cushion sub | |
RU2107930C1 (ru) | Скважинный сейсмический вибратор | |
US3283833A (en) | Sonic conduit driving system | |
US3371726A (en) | Acoustic apparatus | |
US5456325A (en) | Method and apparatus for driving a probe into the earth | |
US3842917A (en) | Pumped evacuated tube water hammer pile driver | |
EP1545839A1 (en) | Sonic drill | |
EP1454034B1 (en) | Method of freeing stuck drill pipe | |
US20220325825A1 (en) | System and method for extracting a buried pipe | |
CA1338305C (en) | Method for densification of particulate masses | |
SU1728817A1 (ru) | Скважинный источник вибрационных колебаний | |
SU1702334A1 (ru) | Прижимное устройство дл скважинного сейсмического прибора | |
US20020000325A1 (en) | Hand-held hammer drill | |
RU2736429C1 (ru) | Способ цементирования скважины | |
RU2103471C1 (ru) | Вращатель-буровой станок с усилителем крутящего момента | |
US3377902A (en) | Boring apparatus and method | |
RU2210091C1 (ru) | Устройство для фиксации акустического преобразователя в скважинном приборе | |
SU968225A1 (ru) | Устройство дл образовани скважин в грунте |