RU2788237C1 - Downhole tool clamping device - Google Patents
Downhole tool clamping device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788237C1 RU2788237C1 RU2022121479A RU2022121479A RU2788237C1 RU 2788237 C1 RU2788237 C1 RU 2788237C1 RU 2022121479 A RU2022121479 A RU 2022121479A RU 2022121479 A RU2022121479 A RU 2022121479A RU 2788237 C1 RU2788237 C1 RU 2788237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- rod
- sleeve
- trapezoidal
- bushing
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001131 transforming Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 3
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 3
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области геофизических исследований нефтегазовых скважин, предназначено для прижима выносных элементов скважинных приборов к стенке скважины и может быть использовано для фиксации скважинных сейсмических приборов.SUBSTANCE: invention relates to the field of geophysical research of oil and gas wells, is intended for pressing remote elements of downhole instruments against the borehole wall and can be used for fixing downhole seismic instruments.
Известно прижимное устройство скважинного прибора, снабженного прижимным рычагом с осью вращения на корпусе прибора, содержащее герметичный корпус и размещенные в нем электромеханический привод, ходовой винт и шток, силовой шток связан с прижимным рычагом через промежуточную опору, которая закреплена в сквозном вырезе на штоке, причем в указанной опоре выполнен паз, где установлен элемент для взаимодействия с прижимным рычагом, а в корпусе прибора выполнены направляющие пазы, образующие усиливающую перегородку с отверстием, через которое пропущена ось вращения прижимного рычага. При этом крепление промежуточной опоры в сквозном вырезе на штоке может быть выполнено в виде ласточкина хвоста (Пат. РФ №2232886, Е21В 47/00).A clamping device of a downhole tool is known, equipped with a clamping lever with an axis of rotation on the tool housing, containing a sealed housing and placed in it an electromechanical drive, a lead screw and a rod, the power rod is connected to the clamping lever through an intermediate support, which is fixed in a through cutout on the rod, and a groove is made in said support, where an element is installed for interacting with the clamping lever, and guide grooves are made in the device body, forming a reinforcing partition with a hole through which the axis of rotation of the clamping lever is passed. In this case, the fastening of the intermediate support in the through cutout on the rod can be made in the form of a dovetail (Pat. RF No. 2232886, E21B 47/00).
Недостаток известного прибора заключается в том. что конструкция не обеспечивает дополнительного усилия поджатия прижимного рычага при упоре его в стенку скважины, что снижает надежность фиксации прижимного устройства к стенке скважины.The disadvantage of the known device is that. that the design does not provide additional force for pressing the clamping lever when it rests against the borehole wall, which reduces the reliability of fixing the clamping device to the borehole wall.
Известно прижимное устройство скважинного прибора, содержащее герметичный корпус и размещенные в нем электромеханический привод, ходовой винт и шток, прижимной элемент и гидроцилиндр, а также: подпружиненный, силовой и ступенчатый поршни, причем силовой поршень связан посредством тяги со ступенчатым поршнем, установленным на расстоянии максимального хода силового поршня от торца гидроцилиндра.Known clamping device of the downhole tool, containing a sealed housing and placed in it an electromechanical drive, a lead screw and a rod, a clamping element and a hydraulic cylinder, as well as: spring-loaded, power and stepped pistons, and the power piston is connected by means of traction with a stepped piston installed at a distance of maximum stroke of the power piston from the end face of the hydraulic cylinder.
Силовой поршень выполнен двухступенчатым (Авт.Свид. №474603, Е21В 47/022).The power piston is made two-stage (Ed. Certificate No. 474603, E21B 47/022).
Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции гидравлической части силового привода по созданию усилия для раскрытия прижимного элемента, кроме того, конструкция не обеспечивает достаточного гидравлического давления для обеспечения дополнительного усилия прижатия прижимного рычага при достижении упора его в стенку скважины.The disadvantage of the known device lies in the complexity of the design of the hydraulic part of the power drive to create a force to open the clamping element, in addition, the design does not provide sufficient hydraulic pressure to provide additional pressing force of the clamping lever when it stops against the borehole wall.
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в повышении эффективности срабатывания силового гидромеханического привода за счет создания достаточного давления в гидросистеме для обеспечения надежной фиксации прижимного рычага к стенке скважины, а также в упрощении конструкции гидравлической части силового привода.The technical problem solved by the claimed invention is to increase the efficiency of the actuation of the power hydromechanical drive by creating sufficient pressure in the hydraulic system to ensure reliable fixation of the clamping lever to the borehole wall, as well as to simplify the design of the hydraulic part of the power drive.
Указанная задача решается тем, что в прижимном устройстве скважинного прибора, снабженном прижимным рычагом с осью вращения на корпусе прибора, содержащем герметичный корпус, в котором размещены элементы механического привода, включающего мотор-редуктор, силовой винт, и элементы гидромеханического привода, включающего гидроцилиндр, силовой шток, в отличие от известного, для преобразования крутящего момента от мотор-редуктора в поступательное движение силового винта, связанного с силовым штоком, в кинематической схеме такого преобразования мотор-редуктор передает крутящий момент втулке передаточной, с которой связаны втулка храповая и втулка силовая, связанная с штоком силовым, при этом втулка храповая поджата к втулке трапецеидальной, которая взаимодействует с зафиксированной от проворота гайкой трапецеидальной, взаимодействующей с винтом силовым, находящимся в контакте с зафиксированным от проворота, штоком силовым, расположенным в поршне кольцевом, внизу которого находится гидравлическая камера, воздействующая на подпружиненный шток, в пазу которого расположен штифт, жестко соединенный с дополнительным рычагом, шарнирно соединенным с прижимным рычагом, кроме того, в силовом винте и втулке силовой применена резьба с мелким шагом, а трапецеидальная резьба втулки трапецеидальной и гайки трапецеидальной выполнена однозаходовой, при чем площадь штока силового кратно меньше площади подпружиненного штока.This problem is solved by the fact that in the clamping device of the downhole tool, equipped with a clamping lever with an axis of rotation on the body of the tool, containing a sealed housing, which houses the elements of a mechanical drive, including a motor-reducer, a power screw, and elements of a hydromechanical drive, including a hydraulic cylinder, a power the rod, unlike the known one, to convert the torque from the gear motor into the translational movement of the power screw connected to the power rod, in the kinematic scheme of such a transformation, the gear motor transmits the torque to the gear sleeve, with which the ratchet sleeve and the power sleeve are connected with a power rod, while the ratchet sleeve is pressed against the trapezoidal sleeve, which interacts with the trapezoidal nut fixed from rotation, interacting with the power screw, which is in contact with the power rod fixed from rotation, located in the annular piston, at the bottom of which there is a hydraulic a sprung chamber acting on a spring-loaded rod, in the groove of which there is a pin rigidly connected to an additional lever pivotally connected to the clamping lever; single-thread, and the area of the power rod is a multiple of the area of the spring-loaded rod.
Втулка передаточная связана с втулкой храповой и с втулкой силовой при помощи шпонки между ними.The transfer sleeve is connected to the ratchet sleeve and to the power sleeve by means of a key between them.
Втулка храповая поджата к втулке трапецеидальной пружиной и втулкой поджима, расположенной во втулке направляющей.The ratchet bushing is pressed against the bushing by a trapezoidal spring and a pressing bushing located in the guide bushing.
Гайка трапецеидальная зафиксирована от проворота шпонкой, расположенной в пазу втулки направляющей.The trapezoidal nut is secured against rotation by a key located in the groove of the guide bushing.
Винт силовой зафиксирован от проворота шпонкой в пазу гайки трапецеидальной.The power screw is fixed from turning with a key in the groove of the trapezoidal nut.
Между штоком силовым, поршнем кольцевым и корпусом установлены уплотнения.Seals are installed between the power rod, the annular piston and the housing.
На фиг. 1 показан общий вид прижимного устройства, которое содержит корпус 1, снабженный прижимным рычагом 2 с осью вращения 3 на корпусе 1 прибора. В корпусе 1 размещены механическая часть привода и гидромеханическая часть. Механическая часть привода включает: мотор-редуктор 4, передающий крутящий момент втулке передаточной 5, связанной при помощи шпонки 6 с втулкой храповой 7 и с втулкой силовой 8. Втулка храповая 7 поджата пружиной 9 и втулкой поджима 10, расположенной во втулке направляющей 11, к втулке трапецеидальной 12, которая связана с гайкой трапецеидальной 13, зафиксированной от проворота шпонкой 14, расположенной в пазу втулки направляющей 11. Втулка трапецеидальная 12 связана с винтом силовым 15, который зафиксирован от проворота шпонкой 16 в пазу гайки трапецеидальной 13, и находится в контакте с штоком силовым 17, расположенным в поршне кольцевом 18, внизу которого находится гидравлическая камера 19.In FIG. 1 shows a general view of the clamping device, which includes a
Таким образом, в состав гидромеханической части входят: шток силовой 17, находящийся в поршне кольцевом 18, камера 19, заполненная гидравлической жидкостью (кремнийорганическая жидкость или трансформаторное масло), под которой расположен шток 20 и пружина 21 для его возврата. В пазу штока 20 находится штифт 22, жестко закрепленный в дополнительном рычаге 23, который через шарнирное соединение 24 соединен с прижимным рычагом 2 (фиг. 2).Thus, the composition of the hydromechanical part includes: a
На фиг. 3 показано расположение во втулке направляющей 11 втулки трапецеидальной 12, связанной резьбой 25 с гайкой трапецеидальной 13, зафиксированной от проворота шпонкой 14, расположенной в пазу втулки направляющей 11. Втулка силовая 8 мелкой резьбой 26 связана с винтом силовым 15, который зафиксирован от проворота шпонкой 16.In FIG. 3 shows the location in the guide bushing 11 of the
В силовом винте и 15 и втулке силовой 8 применена резьба 26 с мелким шагом, а трапецеидальная резьба 25 втулки трапецеидальной 12 и гайки трапецеидальной 13 выполнена однозаходовой.In the power screw and 15 and the power bushing 8,
Площадь штока силового 17 кратно меньше площади штока 20, вследствие чего создается кратное усиление давления в камере 19, исходя из формул: F1=PS1 и F2=PS2 где: S1 (площадь торца штока 20) > S2 (площади торца штока силового 17) в 3 раза, F1 - сила, воздействующая на шток 20. F2 - сила, воздействующая на шток 17. Р-давление - постоянно.The area of the
На фиг. 1 показаны уплотнения 27 между штоком силовым 17 и поршнем кольцевым 18, и уплотнения 28 между поршнем кольцевым 18 и корпусом 1.In FIG. 1 shows the
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Крутящий момент от мотор-редуктора 4, передается втулке передаточной 5, связанной при помощи шпонки 6 с втулкой храповой 7 и с втулкой силовой 8. При этом втулка храповая поджата пружиной 9 втулкой поджима 10 и входит в храповое зацепление с втулкой трапецеидальной 12, тем самым осуществляется синхронное вращение втулки силовой 8 с втулкой трапецеидальной 12. Втулка трапецеидальная 12, связана с гайкой трапецеидальной 13, (зафиксированной от проворота шпонкой 14), которая перемещаясь, передает поступательное перемещение винту силовому 15, который зафиксирован от проворота шпонкой 16. Винт силовой 15, находясь в контакте с штоком силовым 17, при перемещении воздействует на жидкость в гидравлической камере 19, которая воздействует на шток 20, площадь которого кратно больше площади штока силового 17 и поршня кольцевого 18, что увеличивает скорость его перемещения. Шток 20 при перемещении воздействует на штифт 22, жестко закрепленный в дополнительном рычаге 23, (соединенный через шарнирное соединение 24 с прижимным рычагом 2), который отводит прижимной рычаг 2 до упора в стенку скважины.The torque from the motor-
Уплотнения 27 и 28 между штоком силовым 17 и поршнем кольцевым 18 и корпусом 1 препятствуют попадание гидравлической жидкости внутрь корпуса.Seals 27 and 28 between the
При возрастании до расчетной нагрузки поршень кольцевой 18 останавливается, срабатывает втулка храповая 7 и прокручивается, винт силовой 15, продолжая линейное перемещение, воздействует на шток силовой 17, площадь которого кратно меньше площади штока 20 и создает в гидравлической камере 19 достаточное давление для обеспечения дополнительного усилия прижатия прижимного рычага 2.When increasing to the calculated load, the
При включении реверсивного вращения приводной механизм возвращается в исходное положение, прижимная система складывается за счет усилия пружины 21.When the reverse rotation is turned on, the drive mechanism returns to its original position, the clamping system is folded due to the force of the
Предложенное конструкторское решение позволяет увеличить скорость раскрытия и усилие прижатия прижимного рычага 2 за счет применения винтовых пар с разным шагом резьбы и применения силовых штоков с разной торцовой площадью, автономно воздействующих на гидравлическую жидкость, которая действует на торец штока 20.The proposed design solution makes it possible to increase the opening speed and pressing force of the
На фиг. 3 показано, что в силовом винте 15 применена резьба 26 с мелким шагом, а трапецеидальная резьба 25 втулки трапецеидальной 12 и гайки трапецеидальной 13 выполнена однозаходовой. Такое выполнение позволяет исключить возвратный откат в трапецеидальной резьбе 25 при увеличении усилия прижатия.In FIG. 3 shows that the
Площадь штока силового 17 кратно меньше площади штока 20, вследствие чего создается кратное усиление давления в камере 19, исходя из формул: F1=PS1 и F2=PS2 где S1 (площадь торца штока 19) > S2 (площади торца штока силового 16) в 3 раза.The area of the
Указанные конструктивные решения позволяют повысить эффективность срабатывания силового гидромеханического привода и упростить изготовление гидравлической части, представленной в А.С. 474503., которая включает нескольких пар поршней и цилиндров, которые должны быть изготовлены с высоким допуском соосности между собой.These design solutions make it possible to increase the efficiency of actuation of the power hydromechanical drive and simplify the manufacture of the hydraulic part presented in A.S. 474503., which includes several pairs of pistons and cylinders, which must be manufactured with a high alignment tolerance between themselves.
Применение дополнительного рычага 23 увеличивает плечо воздействия на рычаг прижимной 2, что также создает увеличение усилия прижатия, что является другим отличительным признаком от А.С. 474503.The use of an
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788237C1 true RU2788237C1 (en) | 2023-01-17 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3555689A (en) * | 1968-12-19 | 1971-01-19 | Schlumberger Technology Corp | Centralizing and well-calipering apparatus for well tools |
| SU604978A1 (en) * | 1976-03-03 | 1978-04-30 | Кавказское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Нефтепромысловой Геофизики | Geophysical transmitter clamping device |
| SU699163A1 (en) * | 1977-03-11 | 1979-11-25 | Malyuga Anatolij G | Down-hole instrument hold-down device actuator |
| SU1067207A1 (en) * | 1982-04-19 | 1984-01-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Lever-type measuring device |
| SU1382932A1 (en) * | 1986-07-23 | 1988-03-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Hold-down device for downhole instrument |
| RU2232886C1 (en) * | 2002-12-10 | 2004-07-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Pressing device of well device |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3555689A (en) * | 1968-12-19 | 1971-01-19 | Schlumberger Technology Corp | Centralizing and well-calipering apparatus for well tools |
| SU604978A1 (en) * | 1976-03-03 | 1978-04-30 | Кавказское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Нефтепромысловой Геофизики | Geophysical transmitter clamping device |
| SU699163A1 (en) * | 1977-03-11 | 1979-11-25 | Malyuga Anatolij G | Down-hole instrument hold-down device actuator |
| SU1067207A1 (en) * | 1982-04-19 | 1984-01-15 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Lever-type measuring device |
| SU1382932A1 (en) * | 1986-07-23 | 1988-03-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Hold-down device for downhole instrument |
| RU2232886C1 (en) * | 2002-12-10 | 2004-07-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Pressing device of well device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 8724-81, Основные нормы взаимозаменяемости, Резьба метрическая, Диаметры и шаги, срок введения 01.01.1982. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7510001B2 (en) | Downhole actuation tools | |
| US6505684B2 (en) | Hydraulic actuator | |
| EP1029147B1 (en) | Reciprocating running tool | |
| CA2734285C (en) | Rotation tool | |
| RU2788237C1 (en) | Downhole tool clamping device | |
| NO341070B1 (en) | Electromechanical power actuator | |
| NO310208B1 (en) | Hydraulic percussion device and amplifier unit for coil tubes | |
| NO300702B1 (en) | Orientation device, especially for drilling tools or well tools | |
| RU2232886C1 (en) | Pressing device of well device | |
| US7343977B2 (en) | Translating downhole tool | |
| RU178979U1 (en) | Mechanical anchor for installing a whipstock on the bottom of the well | |
| CN102278095A (en) | Automatic reversing mechanism for rodless oil pumping unit | |
| CN102116138B (en) | Tapered release type tubing plug | |
| SU1452925A1 (en) | Automatic device for making-up and breaking pumping and drill pipes | |
| RU2223382C1 (en) | Anchor | |
| CN202194627U (en) | Automatic reversing mechanism of rodless oil pumping unit | |
| CN113356760A (en) | Remote control reducing stabilizer controlled by clutch | |
| RU2232885C1 (en) | Well seismic device | |
| RU2139407C1 (en) | Device for unscrewing pipes in well | |
| CN201802329U (en) | Underground hydraulic back-off no-load starting expansion piece | |
| CN212615702U (en) | Oil-gas cylinder with valve switching device | |
| CN109723858B (en) | Ball valve | |
| SU1430594A1 (en) | Deep-well piston pump | |
| RU2014419C1 (en) | Drilling rig | |
| SU1349991A2 (en) | Impact-pulse mechanism |