一种井下爬行器的动力及推靠系统的制作方法

本实用新型属于井下测井仪技术领域，更具体的说，是涉及一种井下爬行器的动力及推靠系统。

背景技术：

在大斜度井及水平井油套管井测井领域中，采用测井电缆作业及井下电动爬行器辅助输送模式是最简单快捷的作业方式，比钻杆或油管输送方式以及连续油管输送方式占用资源少，操作简便，与传统电缆测井作业工艺相近，连贯性好，获取的测井资料质量高。近些年，国内一些公司相继引进了Sondex公司54mm水平井电动爬行器，在实际应用中也取得了不少成绩，但也存在成本高，成功率低，推力不足等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种井下爬行器的动力及推靠系统，电路短节实现井下与地面之间的命令及数据双向传输；液压控制短节为驱动短节液压缸提供驱动液压，操作驱动臂打开或收臂；驱动短节的动力电机通过三套机械传动装置带动装在六个驱动臂上的六个驱动轮沿着套管行走，从而将仪器输送到指定位置。仪器动力可以组合，最大三只驱动短节，可分级控制以达到变径管柱越障目的，具有应用广泛、可靠性高、维修保养方便、拖拽爬行力大特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种井下爬行器的动力及推靠系统，包括电路短节、液压控制短节和驱动短节，所述液压控制短节安装于电路短节和驱动短节之间；

所述液压控制短节包括由左至右依次连接的液压上接头、外壳和液压下接头，所述外壳内由左至右依次设置有柱塞泵驱动电机、柱塞泵、蓄能器和控制阀组，所述蓄能器设置有蓄能器位移传感器，所述控制阀组上设置有压力传感器；

所述驱动短节包括由左至右依次连接的液压缸外壳、驱动主体和电机外壳；所述液压缸外壳内由左至右依次设置有驱动上接头、开关阀、液压缸、调整弹簧和推杆，所述推杆上设置有复位弹簧和推靠臂位移传感器；所述驱动主体包括由左至右依次连接的推靠臂、支撑臂和驱动臂，所述驱动臂设置有驱动齿轮，所述推靠臂与推杆连接；所述电机外壳内由左至右依次设置有减速器、驱动电机和驱动下接头，所述减速器与驱动臂连接。

所述柱塞泵驱动电机和柱塞泵之间通过联轴器连接，所述蓄能器和控制阀组之间通过半月型连接片连接。

所述驱动臂与驱动齿轮通过横轴进行配合连接，用左旋螺帽进行固定；所述驱动臂与支撑臂用销钉进行连接。

所述驱动电机与减速器之间通过联轴器连接。

所述驱动短节设置为三个，三个驱动短节完全相同，彼此呈正交排列方式。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本实用新型中液压控制短节主要功能是在电路短节的控制下，控制柱塞泵驱动电机旋转带动柱塞泵进行加压，为驱动短节液压缸提供驱动液压，操作驱动短节的三组驱动臂打开或收臂。

(2)本实用新型中驱动短节是爬行器推力及拉力的执行装置，为了获得足够大的牵引力，应在驱动轮与套管内壁间产生足够大的摩擦力。

(3)本实用新型中驱动短节采用三只相同的驱动短节构成，可以互换，以正交排列方式的方式将载荷均匀分配。每节驱动短节上的驱动臂可以通过地面控制开臂、收臂，以及每节臂张合的大小都可以调整、控制，相互不收影响。工作过程中，仪器动力可以组合，最大三只驱动短节，可分级控制以达到变径管柱越障目的。

(4)本实用新型中液压缸活塞与驱动臂之间增加调整弹簧，液压缸推开驱动臂后，运行过程中套管变形，通过调整弹簧实现驱动臂的调整，采用调整弹簧可以补偿不规则的井径对滑套运动的影响，保证三对驱动臂上的驱动轮完全贴紧井壁。

(5)本实用新型通过短节内骨架的两侧过线深孔进行走贯通线及油路过线，贯通线连接到底部接头装置，底部接头装置实现驱动短节与被输送仪器的电路连接，并保证过线与外部环境的高压密闭性及绝缘性。

附图说明

图1是本实用新型井下爬行器的动力及推靠系统的结构示意图。

图2是本实用新型中液压控制短节示意图。

图3是本实用新型中驱动短节示意图。

附图标记:1电路短节；2液压控制短节；3驱动短节；201柱塞泵驱动电机；202柱塞泵；203联轴器；204蓄能器位移传感器；205蓄能器；206压力传感器；207控制阀组；208液压下接头；209外壳；210液压上接头；301驱动电机；302减速器；303驱动臂；304驱动齿轮；305支撑臂；306推靠臂；307推杆；308推靠臂位移传感器；309复位弹簧；310调整弹簧；311液压缸；312开关阀；313驱动上接头；314驱动下接头；315电机外壳；316液压缸外壳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的井下爬行器的动力及推靠系统，如图1所示，包括电路短节1、液压控制短节2和驱动短节3，所述液压控制短节2安装于电路短节1和驱动短节3之间。仪器动力可以组合，所述驱动短节3最多可设置为三个，三个驱动短节3完全相同，彼此连接呈正交排列方式，可以互换，可分级控制以达到变径管柱越障目的。

电路短节1用于与爬行器控制面板的通讯，实现井下与地面之间的命令及数据双向传输，完成爬行器各短节间的运行与控制。液压控制短节2主要功能是在电路短节1的控制下，控制柱塞泵驱动电机旋转带动柱塞泵进行加压，为驱动短节液压缸提供驱动液压，操作驱动短节3的三组驱动臂打开或收臂。驱动短节3是爬行器推力及拉力的执行装置，为了获得足够大的牵引力，应在驱动齿轮与套管内壁间产生足够大的摩擦力。由于摩擦系数是固定的，需要提高驱动齿轮与管壁之间的正压力。

如图2所示，所述液压控制短节2包括由左至右依次连接的液压上接头210、外壳209和液压下接头208，所述外壳9内由左至右依次设置有柱塞泵驱动电机201、柱塞泵202、蓄能器205和控制阀组207。所述柱塞泵驱动电机201和柱塞泵202之间通过联轴器203连接，用四个内六方螺钉进行紧固。蓄能器位移传感器204通过螺纹拧紧固定在蓄能器205上，蓄能器205与控制阀组207之间通过半月型连接片连接，用六个沉头螺钉进行固定。控制阀组207与下接头208之间用四个内六方螺钉进行固定，压力传感器206通过螺纹拧紧在控制阀组207上。液压上接头210和液压下接头208均通过螺纹与外壳209连接，并起到承压的作用。

柱塞泵驱动电机201驱动柱塞泵202产生驱动液压，到蓄能器205进行储能，压力传感器206监测系统液压，蓄能器位移传感器204监测蓄能器205工作状态，通过控制阀组207控制液压回路，进行开臂或收臂操作。在爬行器行走时，通过蓄能器205提供足够的压力，能够给驱动臂303补充压力，使驱动齿轮304与套管壁之间有足够的摩擦力。在爬行的过程中仪器出现故障，电路短节1意外断电时，电磁阀复位，蓄能器205释放能量，将推靠臂306收回，避免仪器遇卡造成工程事故。

如图3所示，所述驱动短节3包括由左至右依次连接的液压缸外壳316、驱动主体和电机外壳315，液压缸外壳316、电机外壳315与驱动主体用螺纹进行连接。所述液压缸外壳316内由左至右依次设置有驱动上接头313、开关阀312、液压缸311、调整弹簧310和推杆307。开关阀312与驱动上接头313之间通过螺纹密封连接，驱动上接头313通过半月型的连接片连接，用六个沉头螺钉进行固定。所述推杆307上设置有复位弹簧309和推靠臂位移传感器308，推靠臂位移传感器308通过螺纹拧紧固定在推杆307上，调整弹簧310与推杆307左端贴靠在一起，复位弹簧309套在推杆307上。所述驱动主体包括由左至右依次连接的推靠臂306、支撑臂305和驱动臂303，所述推靠臂306与推杆307通过螺钉连接，支撑臂305与驱动臂303用销钉进行连接。所述驱动臂303设置有驱动齿轮304，驱动臂303与驱动齿轮304通过横轴进行配合连接，用左旋螺帽进行固定。所述电机外壳315内由左至右依次设置有减速器302、驱动电机301和驱动下接头314，所述减速器302与驱动臂303通过螺钉连接，所述驱动电机301与减速器302之间通过联轴器连接，用四个内六方螺钉进行紧固；驱动下接头314通过四个小支撑杆用八个沉头螺钉进行固定。其中，驱动电机301采用无刷直流电机。

液压控制短节2的驱动液压通过液压缸311向右推动推杆307促使驱动臂303打开直至驱动齿轮304接触到套管内壁，接着调整弹簧310开始被压缩并将其弹性力传递给驱动臂303，使驱动齿轮304对井壁保持合理的压力，使爬行器能适应一定范围内的管径变化。

驱动电机301通过减速器302将动力耦合到驱动臂303上，再由驱动臂303耦合到驱动齿轮304上，从驱动电机301到驱动齿轮304，动力转矩经过多级齿轮减速得到加强，使驱动齿轮304有足够的力量拖动爬行器、测井电缆及载荷运动。

推杆307通过双端密封来保持与外部井液的密封性能与压力平衡。当推杆307向右前进进行开臂时，复位弹簧309被压缩。在仪器出现意外断电时，电磁阀断电，此时复位弹簧309将带动推杆307使驱动臂303回到原位，自动进行保护动作。驱动臂位移传感器308实时监测液压缸311的位置，液压缸311的位置决定了驱动臂303的推靠压力。

尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。