173850. lajstromszámú szabadalom • Vezérelt lyukfalhoz szorítású karotázs szonda
5 173850 6 A 2. ábrán látható 2 hidraulikus működtető szerkezetben 18 munkahenger helyezkedik el, amely a 3 dugattyút is magában foglalja. A 18 munkahengernek 19 munkatere és 20 kiegyenlítő tere van. A 19 munkatér 21 hidraulikus vezetéken át 22 visszacsapó szelephez, 23 hidraulikus vezetéken át pedig 24 leeresztő szelephez csatlakozik. A 22 visszacsapó szelep 25 hidraulikus vezetéken át 26 puffertartályban elhelyezett 27 vibrációs szivattyúvá, a 24 leeresztő szelep pedig 28 hidraulikus vezetéken át a 26 puffertartály 29 olajteréhez csatlakozik. A 20 kiegyenlítő tér 30 hidraulikus vezetéken keresztül a 29 olajtérrel össze van kötve. A 26 puffertartály 29 olajterét 31 membrán választja el a külső tértől. A 24 leeresztő szelepet, illetve a 27 vibrációs szivattyút 32 illetve 33 mágnestekercsek működtetik. Az ábrákon szemléltetett karotázs szonda működését az áábbiakban ismertetjük. A működés az áábbi 4 fázisból áll: 1. A szonda leeresztése a fúrólyukba. Ekkor a 3 dugattyú A1 helyzetben, a 4 rugó tányér B1 helyzetben, a 6 kulissza Cl helyzetben, a 14 mérőszonda SÍ helyzetben van. 2. Mérésre való felkészülés. A 33 mágnestekercs elektromos impulzusokat kap, amelyek hatására a 27 vibrációs szivattyú a 26 puffertartályban levő olajat a 25 hidraulikus vezetéken, a 22 visszacsapó szelepen és a 21 hidraulikus vezetéken keresztül a 18 munkahenger 19 munkaterébe nyomja. Ekkor a 3 dugattyú elmozdul az A1 helyzetből az A2 helyzetbe és a 18 munkahenger 20 kiegyenlítő teréből az olajat a 30 hidraulikus csővezetéken keresztül visszajuttatja a 26 puffertartályba. A 3 dugattyú elmozdulásakor az 5 szorítórugót B1 helyzetből a B2 helyzetbe nyomja össze. Az 5 szorítórugó pedig a benne létrehozott erőt a 6 kulissza, a 7 tolórúd, a 9 szorítókar és a 17 görgő közvetítésével a 14 mérőszondának adja át. A 14 mérőszonda a ráható erő hatására az 1 anyaszondából kinyomódik, és a fúrólyuk fáához szorítódik. A 26 puffertartályban levő olaj térfogatváltozását a 31 membrán egyenlíti ki. 3 Mérés. Az 1 anyaszonda a fúrólyukban felfelé mozog. A lyukátmérő változása folytán a 14 mérőszondának az 1 anyaszondától való eltávolodása is változik, de maximálisan S2 helyzetig. Ekkor ugyanis a 6 kulissza C2 helyzetében a 12 tuskónak ütközik és a tolórúd, a 9 szorítókar, valamint a 16 tengelyen levő 17 görgő közvetítésével a 14 mérőszonda véghelyzetét is meghatározza. A 14 mérőszonda S2 helyzete határozza meg azt a D maximális lyukátmérőt, amelyben a falhozszorítás még létrejöhet. A 13 fúggesztőkar és a 9 szorítókar a 14 mérószondát flexibilisen kapcsolják az 1 anyaszondához, tehát a 14 mérőszonda a lyukfal hullámosságát követni tudja. A 9 szorítókar olyan kialakítású, hogy a 6 kulissza elmozdulásakor létrejövő rugóerőváltozással fordított arányban változtatja karáttételi viszonyát, így a 14 mérőszonda a lyukátmérőtől függetlenül közel állandó erővel szorítódik a lyukfalhoz. 4. A mérés befejezése. A mérés végeztével a 24 leeresztő szelep 32 mágnestekercse elektromos gerjesztést kap. Ekkor a 3 dugattyú a 10 visszaállító rugó és az 5 szorító rugó erejének hatására A2 helyzetéből visszatér az A1 helyzetébe, és az olaj a 18 munkahenger 19 munkateréből visszaáramlik a 20 kiegyenlítő térbe a 23 hidraulikus vezetéken, a 24 leeresztő szelepen, a 28 hidraulikus vezetéken, a 26 puffertartályon és a 30 hidraulikus vezetéken át. Ennek következtében a 14 mérőszonda visszatér SÍ alaphelyzetébe. Azonos a működés minden olyan esetben is, amikor a szondát más okból, pl. elakadás miatt kell zárni. Abban az esetben viszont, ha az 5 szorítórugó, vagy az ahhoz kapcsolódó más szerkezeti elemek meghibásodása, törése következik be, a 10 visszaállító rugó azonnal zárja a 14 mérőszondát. Az egyetlen mérőszondát tartalmazó találmány szerinti karotázs szonda nem várt előnye abban van, hogy a lyukfalhoz szorított mérőszonda ellenoldalról történő kitámasztását ez esetben az anyaszonda adja. Mivel az anyaszonda a mérőszondánál lényegesen nagyobb geometriai méretű, így a legnagyobb nyomás a mérés szempontjából kívánatos helyen, a mérőszonda és a lyukfal között lép fel, szemben az ismert szondatípusokkal, amelyeknél egyetlen mérőszonda esetén is, ellenoldali kitámasztó egységet alkalmaznak. Az ismert ellenoldali kitámasztó egységek a mérőszondához hasonló, szintén karos szerkezeten elhelyezkedő, a lyukfalon csúszó, és a mérőszondánál kisebb méretű papucsok. Az a körülmény, amely szerint a kitámasztó papucsok mérete a mérőszondánál kisebb, azt eredményezi, hogy a legnagyobb lyukfalnyomás nem a mérőszondán alakul ki, ahol pedig kívánatos volna, hanem a papucson. így olyan nyomásérték esetén, amelynél a lyukfa] és a mérőszonda közül az iszap kiszorul, a panucson fellépő nyomás meghaladhatja a lyukfal terhelhetőségét, ami nemcsak a lyukfal károsodásához, hanem a papucsok idő előtti elhasználódásához és az elakadási veszély növekedéséhez vezet. Az ismert megoldásoknál a papucs méretének növelése csak a mérőszonda méret rovására lehetséges, mivel az anyaszondák átmérője adott, ebbe az átmérőbe kell beférnie a mérőszondának és a kitámasztó szerkezetnek együttesen. A technikai haladás pedig az anyaszondák méretcsökkenése irányába mutat, ugyanakkor, amikor a mérés szempontjából hasznos térfogatot a mérőszonda jelenti. Ily módon nyilvánvaló, hogy az ismert megoldások szempontjából ellentétes követelmény az anyaszondához lehetőleg közelálló mérőszonda átmérő mellett a legnagyobb lyukfalnyomást a mérőszondán biztosítani, ami viszont a találmány szerinti karotázs szondánál eleve teljesül. További nem várt előny jelentkezik ugyancsak a fenti egyszerű egykaros kiviteli példa szerinti karotázs szondánál az esetben, ha a kavernák mélységirányú mérete az anyaszondánál kisebb. Ez esetben ugyanis az anyaszonda ezeket áthidalja, így a szükséges mérőszonda-elmozdulás, ezen keresztül a falhozszorító erő változása kisebb lesz, mint az ismert támasztószerkezetes papucsos megoldásoknál, ahol a falhozszorító erő változása szempontjából a 5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 65 3
