SU717685A1

SU717685A1 - Device for centering acoustic well-logging instrument

Info

Publication number: SU717685A1
Application number: SU762400636A
Authority: SU
Inventors: Марк Хаимович Гофман; Владимир Семенович Петренко; Петр Давидович Резник
Original assignee: Опытно-Конструкторское Бюро Геофизического Приборостроения Треста "Укргеофизразведка"
Priority date: 1976-08-23
Filing date: 1976-08-23
Publication date: 1980-02-25

Description

Изобретение относитс к области промыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано преимущественно в случа х, когда акустические преобразователи скважинного прибора имеют круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости , и дл уменьшени искажени информационных сигналов скважинный прибор удерживаетс на траектории, проход щей через ось скважины. Известно устройство дл центрировани скважинного прибора, содержащее блок рессор укрепленных с помощью шарниров на гешравл ющих втулках 1 . Известно также устройство дл центрировани скважинного прибора, содержащее бочкеобразный блок центрирующих рессор и направл ющие втулки с щарнирами 2. В этих устройствах по периметру поперечного сечени направл ющих втулок, одетых на щшиндрическую часть конструйшш скважин ного прибора, расположены шарниры, пара кот рых (один на верхней втулке, а второй - на нижней) креп т одну центрирующую рессору. На каждой втулке, имеющей небольщой по сравнению со скважиной диаметр, с учетом необходимой прочности и возможности сборки-разборки помещаетс несколько однотипных шарниров, расположенных одним русом , т.е. в одной плоскости, перпендикул рной оси скважинного прибора. Укрепленные на шарнирах рессоры, образуют рессорный . блок, состо щий из нескольких рессор, расположенных равномерно по окружности и с помощью шарниров, св занных с направл ющими втулками. При работе благодар упругости рессор скважиннь1Й прибор удал етс на равные рассто ни от стенок скважины, т.е. занимает положение, близкое к ее оси. При изменении диаметра скважины, св занном, например , с каверзностью, измен етс радиус изгиба рессор, а скважинный прибор сохран ет свое центральное положение в сечении скважины . Жесткость рессорного блока определ етс условием качественного центрировани при наклоне скважины, когда составл юща веса прибора, налравленна по нормали к стенке скважины, имеет максимальное значение.The invention relates to the field of geophysical well surveys and can be used mainly in cases where the acoustic transducers of a downhole tool have a circular pattern in the horizontal plane, and to reduce the distortion of information signals, the downhole tool is kept on a trajectory passing through the axis of the well. A device for centering a downhole tool is known, which comprises a unit of springs reinforced with hinges on the hex bushings 1. It is also known a device for centering a downhole tool, comprising a barrel-shaped block of centering springs and guide bushings with bows 2. In these devices, hinges are placed around the perimeter of the cross-section of the guide part of the well head upper bushing, and the second - on the bottom) is attached to one centering spring. On each sleeve, which has a small diameter compared to the borehole, taking into account the necessary strength and the possibility of assembling and disassembling, several similar joints are placed, arranged in a single brown, i.e. in the same plane perpendicular to the axis of the downhole tool. The springs fastened on hinges, form spring. a unit consisting of several springs evenly spaced around the circumference and with the help of hinges connected with guide sleeves. In operation, due to the elasticity of the spring of the well, the device is removed at equal distances from the walls of the well, i.e. occupies a position close to its axis. When the borehole diameter is changed, connected, for example, with tickiness, the bending radius of the springs changes, and the downhole tool retains its central position in the cross section of the well. The stiffness of the spring block is determined by the condition of good centering when the well is tilted, when the component of the weight of the instrument, normalized to the wall of the well, has a maximum value.

СущёстбеннЫм недостатком иэйестных устройств вл етс высокий уровень шума, воз никающий при трении и ударах рессор о стенки скважины. Поскольку необходимэ жесткость рессорного блока обеспечиваетс в равной степени всеми рессорами блока, количество которых в св зи с одно русным размещением шарниров небольшое, то величина давлени , создаваемого одной рессорой при весе cквaжи raoгo прибора до 100 кг, составит 15-20 кг. Сила трени про|(орциональна нормальному давлению и коэффициенту трени , поэтому в скважинах, стенки которых зачастую образованы твердыми абразивными поредами , она значительна. Соответственно высок и уровень шума, св занный с трением и ударами при движении скважинного прибора в процессе каротаЖа.A serious disadvantage of iaest devices is a high noise level arising from friction and blows of springs on the borehole walls. Since the spring block is equally rigid with all the springs of the block, the number of which in connection with the single-row hinge placement is small, the pressure generated by one spring with a weight of the ravo device up to 100 kg will be 15-20 kg. The friction force is pro | (normal to normal pressure and friction coefficient, therefore, in wells, the walls of which are often formed by hard abrasive thinning, it is significant. The noise level associated with friction and blows during downhole tool movement is also high).

Другим недостатком известных устройств вл етс их недостаточна универсальность.Another disadvantage of the known devices is their lack of versatility.

Рессорный блок, обеспечивающий качественное центрирование в верхней части диапазона диаметров исследуеМых скважин, не может удовлетворительно работать в скважинах небольшого диаметра, поскольку чрезмерна деформаци жестких рессор вызьшает не только еще больший уровень шуМа, но и создает затфуднени при спуско-подъемных операци х, а также возможность поломки рессор.The spring block, which provides high-quality centering in the upper part of the diameter range of the test wells, cannot work satisfactorily in small diameter wells, since excessive deformation of rigid springs causes not only an even higher level of noise, but also creates flooding during tripping and lifting, as well as breakage springs.

Цель предлагаемого изобретени - снижение уровн шума, создаваемого устройством, и повышение его универсальности при работе в широком диапазоне диаметров скважин.The purpose of the present invention is to reduce the level of noise generated by the device, and increase its versatility when working in a wide range of well diameters.

Дл этого в известное устройство дл центрировани скважинного прибора акустического каротажа, включающее бочкообразный блок центрир ующих рессор и направл ющие втулки с шарнирами, содержит дополнительный блок рессор, размещенных между рессорами основного блока и укрепленных с помощью шарниров, расположенных вторым русом на направл ющих втулках основного блока, причем шарниры второго руса смещены на каждой втулке вверх или вниз на ра ные рассто ни относительно шарниров, креп шлх рессоры основного блока. Использование менее Жестких рессор, достигаемое в такой конструкции, з меньшает силу трени от оказьгеаемого рессорой давлени , что уменьшает уровень акустического шума при движении прибора в скважине. Возможность маневрировани числом рессор основного и дополнительного блоков без нарушени условий качественHbtd центрировани позвол ет производить ка{ютаж в скважинах различного диаметра, т.е. повьииает универсальность устройства.For this, in a known device for centering a downhole acoustic logging device, including a barrel-shaped block of centering springs and guide bushings with hinges, contains an additional block of springs located between the springs of the main block and fortified with hinges located by the second beam on the guide bushings of the main block , with the hinges of the second russa being displaced up or down on each hub by equal distances relative to the hinges, the spring block of the main unit. The use of less stiff springs, achieved in such a construction, reduces the frictional force from the pressure exerted by the spring, which reduces the level of acoustic noise when the instrument is moving in the well. The possibility of maneuvering the number of springs of the main and additional blocks without violating the conditions of high quality centering allows you to perform katu in wells of different diameters, i.e. The versatility of the device increases.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.The drawing shows a General view of the proposed device.

Центрирующее устройство содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 направл ющие втулки, блок рессор З и дополнительный блок рессор 4. На направл ющих втулках I и 2 расположены в два руса шарниры. С помощью шарниров 5 первого руса соединены с направл ющими втулками рессоры основного блока, а с помощью шарниров 6 второго руса, расположенных в|ыше шарниров первого руса, соединены с направл ющими втулками рессоры дополнительного блока. Угловой сдвиг шарниров в каждом русе составл ет 60°, а между шарШ1рами разных русов 30°.The centering device contains the upper 1 and lower 2 guide bushings, the spring block 3 and the additional spring block 4. On the guide bushings I and 2 there are hinges in two arms. With the help of the hinges 5 of the first tusk, they are connected to the guide bushings of the spring of the main unit, and with the help of the hinges 6 of the second tusk, located above the hinges of the first tusk, they are connected to the guide sleeves of the spring of the additional unit. The angular shift of the hinges in each rue is 60 °, and between the balls of the different rusas is 30 °.

На каждой втулке шарниры второго руса смещены на равные рассто ни в осевом направлении относительно шарниров первого руса,;. обеспечива равные межцентровые рассто ни дл совершенно идентичных рессор обоих блоков. Кажда рессора представл ет собой пластинчатую пружину из легированной стали, в свободном состо нии изогнзтую в виде душ. На оконча{ш х рессор имеютс отверсти дл осей шарнирного соединени .On each hub, the hinges of the second tier are offset by equal distances in the axial direction relative to the hinges of the first tier,;. providing equal center-to-center distances for perfectly identical springs of both blocks. Each spring is a plate spring of alloy steel, in a free state, is izognty in the form of a shower. At the end of the (w x springs) there are holes for the pivot points.

В собранном виде блоки центрирующих рес сор имеют бочкообразный профиль. Благодар угловому сдйигу между шарнирами первого и второго русов рессоры дополнительного блока размещаютс в промежутках рессорами основного блока.The assembled blocks of the centering resors have a barrel-shaped profile. Due to the angular displacement between the hinges of the first and second Rus, the springs of the auxiliary unit are placed in between the springs of the main unit.

При подготовке к работе в проточки на внутреннем диаметре втулок вставл ютс прокладки из фторопласта и устройство надеваетс втулками на цилиндрическую часть конструкции скважинного прибора. Поскольку наружный диаметр рессорных блоков в исходном состо нии больше диаметра скважины, то при нахождении в скважине рессорь пр ужйн т и, отталкива сь от стенок скважины, обеспечивают центральное положение скважинного прибора . При прохождении кавернозного участка скважины, где имеютс места с увеличенньйй диаметром, радиус изгаба рессор ум ньшаетс . При этом ътупкк, скольз по щогандрической части конструк1щи скважинного прибора , сближаютс ,, а скважинный прибор, под ): ржива1 мь1й рессорами, сохран ет положение, близкое к центру скважины. Необходимое усилие , обеспечивающее центрироваше скважинного прибора, создаетс в равной степени рессорами основного и дополнительного блока, что существенно разгружает каждую из рессор и позвол ет примен ть рессоры с пониженной жесткостью с давлением до 5 -10 кг кажда . Соответственно уменьшаетс сипа треки скольжени о стенки скважиш и уровень шума.In preparation for work, fluoroplastic gaskets are inserted into grooves on the inside diameter of the sleeves and the device is put on sleeves on the cylindrical part of the downhole tool design. Since the outer diameter of the spring blocks in the initial state is larger than the diameter of the well, then when the spring is in the borehole, the springs are pressed and, pushing away from the borehole walls, provide the central position of the downhole tool. With the passage of the cavernous section of the well, where there are places with larger diameters, the radius of the creeper of the springs decreases. At the same time, the slip along the schigandric part of the design of the downhole tool approaches each other, and the downhole tool, under): the spring and spring, retains a position close to the center of the well. The necessary force that ensures the centering of the downhole tool is created equally by the springs of the main and additional units, which substantially relieves each of the springs and allows the use of springs with reduced rigidity with pressures of up to 5-10 kg each. Accordingly, the vag tracks slip against the borehole walls and the noise level is reduced.

При работе в скважине меньшего диаметра, когда деформаци и давление каждой peccoj i iWhen working in a well of smaller diameter, when the deformation and pressure of each peccoj i i

Claims

A device for centering a borehole acoustic logging tool, comprising a 5 'barrel-shaped block of centering springs and guide bushings with hinges, which, in order to reduce the' noise level during the movement of the borehole tool and increase versatility, the device contains an additional block of springs located between the springs of the main unit and reinforced with hinges located by the second tier on the guide bushings of the main block, the hinges of the second tier are shifted upward on each sleeve or down at equal distances relative to the hinges securing the springs of the main unit.