устройство для измерения длины, скорости перемещения и натяжения кабеля

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ, СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И НАТЯЖЕНИЯ КАБЕЛЯ, содержащее корпус из двух параллельно расположенных пластин, установленный между ними мерный ролик, кинематически связанные с ним датчики и расположенные симметрично относительно мерного ролика направляющие ролики, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет прижима кабеля к мерному ролику при слабом его натяжении, оно снабжено подпружиненными к мерному ролику прижимными элементами, выполненными в виде тел качения, расположенных оппозитно относительно вертикальной оси мерного ролика с возможностью контактирования с кабелем в точках схода его с мерного ролика выше нижней точки окружности последнего.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к глубинным исследованиям скважин и может быть использовано в устройствах для спуска и подъема скважинных приборов.

Известно устройство для измерения длины, скорости перемещения и натяжения кабеля, содержащее корпус, в котором установлены направляющие ролики и кинематически связанный с датчиками мерный ролик. Однако имеет место искажение информации при исследовании скважин.

Известно также устройство для измерения длины, скорости перемещения и натяжения кабеля [1] содержащее корпус, в котором установлены кинематически связанный с датчиками мерный ролик и асимметрично мерному ролику направляющие ролики.

При движении кабеля происходит вращение направляющих и мерного роликов. Вращательное движение мерного ролика передается датчику, регистрирующему длину и скорость перемещения кабеля. Одновременно мерный ролик через упор действует на датчик, регистрирующий силу натяжения кабеля. Однако при слабом натяжении кабеля может не происходить вращательное движение мерного ролика. Соответственно не будет работать датчик, регистрирующий длину и скорость перемещения кабеля, что приводит к искажению информации при глубинных исследованиях скважин. Это и является основным недостатком данного устройства.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности предлагаемому техническому решению является устройство для измерения длины, скорости перемещения и натяжения кабеля [2] содержащее корпус, выполненный в виде двух параллельно расположенных пластин, между которыми установлены мерный ролик, кинематически связанный с датчиками, и асимметрично мерному ролику направляющие ролики.

Устройство работает следующим образом.

В процессе движения кабеля происходит вращение направляющих роликов и мерного ролика. Вращательное движение мерного ролика передается датчику, регистрирующему длину и скорость перемещения кабеля. Одновременно с этим мерный ролик действует на датчик, регистрирующий силу натяжения кабеля. Однако в случае слабого натяжения кабеля, последний может перемещаться, не контактируя с мерным роликом. При этом ролик не будет вращаться и, следовательно, не будет работать датчик, регистрирующий длину и скорость перемещения кабеля. При проведении глубинных исследований скважин этот недостаток может привести к искажению информации, полученной при исследованиях. Механизма, прижимающего кабель к мерному ролику при слабом его натяжении в данном устройстве нет. Это и является основным недостатком данного устройства, снижающим точность измерения.

Цель изобретения повышение точности измерения за счет прижима кабеля к мерному ролику при слабом его натяжении.

Это достигается тем, что устройство для измерения длины, скорости перемещения и натяжения кабеля, содержащее корпус из двух параллельно расположенных пластин, установленный между ними мерный ролик, кинематически связанные с ним датчики и расположенные симметрично относительно мерного ролика направляющие ролики, снабжено подпружиненными к мерному ролику прижимными элементами, выполненными в виде тел качения, оппозитно расположенными относительно вертикальной оси мерного ролика с возможностью контактирования с кабелем в точках схода его с мерного ролика выше нижней точки окружности последнего.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1 в увеличенном масштабе.

Устройство состоит из пластин 1 и 2, соединенных крепежными элементами 3. Между пластинами 1 и 2 в подшипниковых узлах 4, 5 и 6 расположены соответственно в средней части мерный ролик 7, а по краям симметрично вертикальной оси 8 мерного ролика 7 направляющие ролики 9 и 10. Мерный ролик 7 жестко закреплен на оси, которая кинематически связана с датчиком измерения 11 глубины спуска и скорости перемещения кабеля 12. Направляющие ролики 9 и 10 установлены на своих подшипниковых узлах 5 и 6 с возможностью свободного их вращения. В верхней части пластин 1 и 2 установлен датчик натяжения 13 кабеля 12, а в торцовой части пластин 1 и 2 датчик магнитных меток 14. Подшипниковый узел 4 мерного ролика 7 установлен в пластинах 1 и 2 с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси 8 и через упор 15 взаимодействует с датчиком натяжения 13. Кроме того, устройство снабжено прижимными элементами 16, выполненными в виде тел качения и установленными в кронштейнах 17, которые в свою очередь шарнирно связаны с пластинами 1 и 2 и подпружинены пружинами 18, связанными с пластинами 1 и 2, в сторону взаимодействия прижимных элементов 16 с кабелем 12 в точках схода 19 и 20 с мерного ролика 7 выше нижней точки окружности последнего. Прижимные элементы 16 оппозитно расположены относительно вертикальной оси 8 мерного ролика 7.

Устройство содержит траверсу 21, соединенную одним концом через основную буксу 22 и палец 23 с пластинами 1 и 2, а противоположным концом посредством пальца 24 с серьгами 25. Серьги 25 в свою очередь жестко связаны с корпусом 26 дополнительной буксы 27. В корпусе 26 установлены на оси 28 подшипники 29. Ось 28 дополнительной буксы 27 жестко связана с основанием 30. С корпусом 26 жестко связана пластина 31, в отверстии которой установлен стержень 32 с пружиной 33. Каждый кронштейн 17 (см. фиг.2) установлен в пластинах 1 и 2 на оси 34 и закреплен шайбой 35 и шплинтом 36. В пазу 37 каждого кронштейна 17 на оси 38 установлен прижимной элемент 16 и закреплен шайбой 39 и шплинтом 40. Кабель 12 расположен в желобе 41 мерного ролика 7 и прижимается к ролику 7 желобом 42 прижимного элемента 16. Каждый прижимной элемент 16 соориентирован вдоль оси 43 втулками 44 и 45, установленными на оси 32.

В данной конструкции прижимные элементы 16 контактируют с кабелем 12 именно в точках схода 19 и 20 с мерного ролика выше нижней точки окружности последнего с той целью, чтобы максимально увеличить сектор охвата кабелем 12 мерного ролика 7, что за счет длины сектора улучшает трение кабеля 12 о ролик 7 и исключает его проскальзывание.

Устройство работает следующим образом.

Кабель предварительно пропускает через направляющий ролик 9, через мерный ролик 7, преодолевая усилие пружины 18, поворачивают каждый кронштейн 17 с прижимным элементом относительно оси 34, установленной в соединенных крепежными элементами 3 пластинах 1 и 2 и закрепленной шайбой 35 и шплинтом 36. Так как втулки 44 и 45 установлены так, что прижимные элементы расположены по оси 43, то желоба 42 прижимных элементов 16 прижмут кабель 12 в точках схода 19 и 20 к желобу 41 мерного ролика выше нижней точки окружности последнего. Далее кабель 12 пропускают через направляющий ролик 10.

В процессе движения кабеля 12 происходит вращение направляющих роликов 9 и 10 и мерного ролика 7, установленных соответственно в подшипниковых узлах 5, 6 и 4. Вращательное движение мерного ролика 7 передается датчику 11 измерения глубины спуска и скорости перемещения кабеля 12. В случае, если на кабель нанесены магнитные метки, то их считывание производится датчиком 14 магнитных меток. Одновременно с этим мерный ролик 7 через упор 15 действует вдоль вертикальной оси 8 на датчик 13, регистрирующий силу натяжения кабеля 12.

При работе устройства могут возникнуть ситуации, когда кабель 12 будет прослаблен. Но даже при такой ситуации прижимные элементы 16 желобами 42 в точках схода 19 и 20 кабеля 12 с мерного ролика 7 будут прижимать кабель 12 к желобу 41 ролика 7. Таким образом будет постоянный контакт кабеля 12 с желобом 41 между точками схода 19 и 20. Это обеспечивает постоянное вращение мерного ролика 7 и постоянную работу датчика 11. В результате обеспечивается отсчет длины кабеля 12 даже в тех случаях, когда кабель 12 будет прослаблен.

При перемещении кабеля 12 в вертикальной плоскости посредством шарнирной связи пластин 1 и 2 пальцем 23 с основной буксой 22 и шарнирной связи траверсы 21 пальцем 24 с сеpьгами 25, жестко связанными с корпусом 26 дополнительной буксы 27, перемещаются и ролики 7, 9 и 10, связанные с пластинами 1 и 2. Эти шарнирные связи позволяют самоустанавливаться пластинам 1 и 2 совместно с роликами 7, 9 и 10 в вертикальной плоскости, при этом пружина 33 через стержень 32, закрепленный на пластине 31 дополнительной буксы 27, компенсирует часть веса, передаваемого через траверсу 21. При перемещении кабеля 12 в горизонтальной плоскости вместе с кабелем 12 перемещаются пластины 1 и 2 вместе с роликами 7, 9 и 10, при этом основная букса 22 обеспечивает их поворот вокруг своей вертикальной оси. Одновременно дополнительная букса 27 обеспечивает поворот корпуса 26 в подшипниках 29 на оси 28, жестко связанной с основанием 30. Поворот траверсы 21 вокруг вертикальной геометрической оси, а также поворот сборного узла, включающего пластины 1 и 2 с роликами 7, 9 и 10 вокруг вертикальной геометрической оси основной буксы 22 обеспечивают беспрепятственное перемещение сборного узла, включающего пластины 1 и 2 с роликами 7, 9 и 10. Беспрепятственное перемещение этого сборного узла позволяет ему автоматически самоустанавливаться по линии кабеля 12.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что снабжение устройства для измерения длины, скорости перемещения и натяжения кабеля 12 подпружиненными к мерному ролику 7 прижимными элементами 16, выполненными в виде тел качения, оппозитно расположенными относительно вертикальной оси 8 мерного ролика 7 и контактирующими с кабелем 12 в точках 19 и 20 схода его с мерного ролика 7 выше нижней точки окружности последнего, позволяет осуществлять прижим кабеля 12 к мерному ролику 7 при слабом его натяжении.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет прижима кабеля к мерному ролику при слабом его натяжении.