井下牵引装置的制作方法

本实用新型涉及油气开发领域，特别涉及一种井下牵引装置。

背景技术：

自从20世纪80年代第一批水平井在欧洲投入工业应用以来，把测井仪器送到井下的新技术相继发展起来。国外水平钻井技术的出现及发展较早，井下牵引器的发展也较为成熟，已经有数家公司的井下牵引器产品投入商用生产阶段。 1993年开始，STATOIL公司决定开始研制新型的测井仪器输送装置—井下牵引机器人。最初提出研制两种类型的牵引机器人，即用于提高连续管穿透深度的水力驱动牵引机器人和靠电缆供电的电力驱动牵引机器人。

目前由驱动方式来看，主要分为轮式井下牵引器、伸缩式井下牵引器、履带式牵引器等。其中轮式井下牵引器通过可张开和收合的支撑臂将驱动轮推靠于套管壁上，靠转动的驱动轮与套管壁之间产生的摩擦力来克服电缆滑动的阻力，带动牵引器在水平井中定向移动，从而将仪器推送到水平目的段。

水平井电缆牵引器从设计逐步走向实践，并逐步发展起来，现已广泛应用于生产测井、射孔、修井、水泥胶结测井、打捞、取岩、成像和地震数据获得等方面，无论哪种应用场合，都对牵引器的动力性能提出了越来越高的要求。且由于牵引器的结构紧凑、外经尺寸小等特点，在井下的牵引、越障能力以及井眼适应能力均存在一定的不足。因此，设计和研制在井下具有较大的牵引承载能力、越障能力以及井眼适应能力的牵引器，对推动我国电缆牵引器的发展具有着重要的实际意义。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种井下牵引装置，其能够有效提高井下牵引装置的越障能力和控制灵活性。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种井下牵引装置，包括；

杆体；

设置在所述杆体上一端的第一驱动臂和第二驱动臂，所述第一驱动臂和所述第二驱动臂能绕所述杆体转动，所述第一驱动臂上设置有能发生转动的第一驱动轮，所述第二驱动臂上设置有能发生转动的第二驱动轮；

设置在所述杆体上中部的第三驱动臂和第四驱动臂，所述第三驱动臂和所述第四驱动臂能绕所述杆体转动，所述第三驱动臂上设置有能发生转动的第三驱动轮，所述第四驱动臂上设置有能发生转动的第四驱动轮；

驱动机构，所述驱动机构设置在所述杆体上，所述驱动机构与所述第一驱动臂、所述第二驱动臂、所述第三驱动臂和所述第四驱动臂相连接以调节所述第一驱动臂、所述第二驱动臂、所述第三驱动臂和所述第四驱动臂的转动的角度。

优选地，所述第一驱动臂与所述第二驱动臂相对方向设置，所述第三驱动臂与所述第四驱动臂相对方向设置。

优选地，所述第一驱动臂与所述第三驱动臂、所述第四驱动臂之间的夹角为90度，所述第二驱动臂与所述第三驱动臂、所述第四驱动臂之间的夹角为 90度。

优选地，所述第一驱动臂和所述第二驱动臂通过驱动臂支撑轴与所述杆体相连接，所述第三驱动臂和所述第四驱动臂通过驱动臂支撑轴与所述杆体相连接。

优选地，所述第一驱动臂包括驱动臂壳体、设置在所述驱动臂壳体内的驱动电机、与所述驱动电机相连接的主动锥齿轮、与所述主动锥齿轮相传动连接的从动锥齿轮、穿设在所述从动锥齿轮和所述第一驱动轮中的支撑短轴。

优选地，所述驱动机构包括：能带动所述第一驱动臂、所述第二驱动臂、所述第三驱动臂和所述第四驱动臂转动的支撑调节机构和与所述支撑调节机构相联动的动力机构。

优选地，所述动力机构包括：电机装置、与所述电机装置相连接的齿轮减速器、与所述齿轮减速器相连接的离合器、与所述离合器相连接的支撑轴承、与所述支撑轴承相连接的丝杠、与所述丝杠螺纹连接的顶杆。

优选地，所述支撑调节机构包括：第一支撑叉杆，所述第一支撑叉杆通过第一支撑臂和第二支撑臂分别与所述第一驱动臂和所述第二驱动臂相连接；第二支撑叉杆，所述第二支撑叉杆通过第三支撑臂和第四支撑臂分别与所述第三驱动臂和所述第四驱动臂相连接；与所述第一支撑叉杆相连接的第一拉杆，所述第一拉杆外套设有第一弹簧；与所述第一拉杆相连接的推杆；与所述第二支撑叉杆相连接的第二拉杆，所述第二拉杆外套设有第二弹簧；所述第二拉杆、所述推杆与所述动力机构相连接。

优选地，所述推杆与所述第一拉杆之间通过第一过渡接头相连接。

优选地，所述第一过渡接头上连接有第一滑块，所述杆体的内壁上设置有第一限位槽，所述第一滑块能在所述第一限位槽内滑动。

优选地，所述推杆与所述第二拉杆之间通过第二过渡接头相连接。

优选地，所述第二过渡接头上连接有第二滑块，所述杆体的内壁上设置有第二限位槽，所述第二滑块能在所述第二限位槽内滑动。

优选地，所述丝杠外设置有丝杠螺母，所述丝杠螺母能与所述顶杆相抵。

优选地，所述杆体具有内腔，至少部分所述驱动机构设置于所述内腔中。

优选地，所述驱动电机与所述主动锥齿轮之间设置有行星齿轮减速器。

优选地，所述从动锥齿轮、所述第一驱动轮与所述支撑短轴之间设置有滑动轴套。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

1、该井下牵引装置中第一驱动臂、第二驱动臂与第三驱动臂、第四驱动臂分布在杆体的不同位置，同时它们相互之间具有一定的角度，在驱动机构的调节控制下能够克服井下牵引装置在对井眼复杂情况适应性较差而导致其可靠性较低的问题，保证井下牵引装置在井下爬行的井眼适应性和稳定性。

2、该井下牵引装置可以通过驱动机构对第一驱动臂、第二驱动臂与第三驱动臂、第四驱动臂实现联调控制，从而在一定程度提高了井下牵引装置的牵引力、越障能力以及控制灵活性。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中井下牵引装置的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例中井下牵引装置的俯视图。

图3为本实用新型实施例中井下牵引装置的结构原理示意图。

图4为本实用新型实施例中井下牵引装置中第一驱动臂的结构示意图。

以上附图的附图标记：1、杆体；2、第一驱动臂；21、驱动臂壳体；22、驱动电机；23、主动锥齿轮；24、从动锥齿轮；25、支撑短轴；26、滑动轴套； 27、行星齿轮减速器；3、第二驱动臂；4、第三驱动臂；5、第四驱动臂；6、第一驱动轮；7、第二驱动轮；8、第三驱动轮；9、第四驱动轮；10、驱动机构； 101、电机装置；102、齿轮减速器；103、离合器；104、支撑轴承；105、丝杠； 106、顶杆；107、第一支撑叉杆；108、第二支撑叉杆；109、第一拉杆；110、第二拉杆；111、第一弹簧；112、第二弹簧；113、第一过渡接头；114、第一滑块；115、第二过渡接头；116、第二滑块；117、丝杠螺母；11、驱动臂支撑轴；12、第一支撑臂；13、第二支撑臂；14、第三支撑臂；15、第四支撑臂； 16、推杆；200、主牵引节；300、副牵引节；400、推靠节。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够有效提高井下牵引装置的越障能力和控制灵活性，在本申请中提出了一种井下牵引装置，图1为本实用新型实施例中井下牵引装置的立体结构示意图，图3为本实用新型实施例中井下牵引装置的结构原理示意图，如图1、图3所示，该井下牵引装置包括；杆体1；设置在杆体1上一端的第一驱动臂2 和第二驱动臂3，第一驱动臂2和第二驱动臂3能绕杆体1转动，第一驱动臂2 上设置有能发生转动的第一驱动轮6，第二驱动臂3上设置有能发生转动的第二驱动轮7；设置在杆体1上中部的第三驱动臂4和第四驱动臂5，第三驱动臂 4和第四驱动臂5能绕杆体1转动，第三驱动臂4上设置有能发生转动的第三驱动轮8，第四驱动臂5上设置有能发生转动的第四驱动轮9；驱动机构10，驱动机构10设置在杆体1上，驱动机构10与第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂4和第四驱动臂5相连接以调节第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂4和第四驱动臂5的转动的角度。

本实用新型中的井下牵引装置中第一驱动臂2、第二驱动臂3与第三驱动臂4、第四驱动臂5分布在杆体1的不同位置，同时它们相互之间具有一定的角度，在驱动机构10的调节控制下能够克服井下牵引装置在对井眼复杂情况适应性较差而导致其可靠性较低的问题，保证井下牵引装置在井下爬行的井眼适应性和稳定性。

为了更好的理解本申请中的井下牵引装置，下面将对其做进一步解释和说明。如图1所示，杆体1大致呈圆柱状，其在侧壁处可以安装有第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂4、第四驱动臂5和多个驱动臂支撑轴11等。杆体1可以分为多个部分，其可以包括主牵引节200、与主牵引节200相连接的副牵引节300、与副牵引节300相连接的推靠节400。主牵引节200可以用于安装第一驱动臂2和第二驱动臂3，副牵引节300用于安装第三驱动臂4和第四驱动臂5。当然的，主牵引节200和副牵引节300上均可以安装有驱动臂支撑轴11。杆体1中的主牵引节 200、副牵引节300、推靠节400等部分中具有中空的内腔，该内腔中用于安装至少部分驱动机构10。

如图1和图3所示，第一驱动臂2和第二驱动臂3设置在杆体1上的一端，其具体设置在杆体1的主牵引节200上。第一驱动臂2和第二驱动臂3铰接连接在杆体1的主牵引节200，如此，其能绕杆体1转动。同时，第一驱动臂2 上设置有能发生转动的第一驱动轮6，第二驱动臂3上设置有能发生转动的第二驱动轮7。第一驱动臂2与第二驱动臂3相对方向设置。第一驱动臂2和第二驱动臂3通过驱动臂支撑轴11与杆体1相连接，驱动臂支撑轴11的另一端用于与驱动机构10相连接，如此，通过驱动机构10带动驱动臂支撑轴11以对第一驱动臂2与第二驱动臂3的转动程度进行控制，进而能够使得第一驱动臂 2与第二驱动臂3撑开，第一驱动臂2与第二驱动臂3往井下的壁面方向靠紧，第一驱动轮6和第二驱动轮7便能与壁面相抵住，当第一驱动轮6和第二驱动轮7转动时，井下牵引装置就能在水平井中定向移动。

图4为本实用新型实施例中井下牵引装置中第一驱动臂2的结构示意图，如图4所示，第一驱动臂2可以包括驱动臂壳体21、设置在驱动臂壳体21内的驱动电机22、与驱动电机22相连接的主动锥齿轮23、与主动锥齿轮23相传动连接的从动锥齿轮24、穿设在从动锥齿轮24和第一驱动轮6中的支撑短轴 25。从动锥齿轮24、第一驱动轮6与支撑短轴25之间设置有滑动轴套26。驱动臂壳体21与杆体1相铰链连接，驱动电机22的转动轴沿驱动臂壳体21的延伸方向设置，当驱动电机22转动后，其带动主动锥齿轮23，由主动锥齿轮23 带动从动锥齿轮24发生旋转，通过上述方式将转动的方向进行转变。从动锥齿轮24再通过滑动轴套26带动第一驱动轮6发生旋转，如此将驱动电机22的动力传递至第一驱动轮6上。在驱动电机22与主动锥齿轮23之间可以设置有行星齿轮减速器10227，行星齿轮减速器10227可以降低驱动电机22传递至主动锥齿轮23的转速。主动锥齿轮23采用键连接的方式安装在行星齿轮减速器 10227的输出轴上，从动锥齿轮24和第一驱动轮6通过滑动轴套26连接，并通过支撑短轴25定位在第一驱动臂2的一端。主动锥齿轮23与从动锥齿轮24 配合起到了传动及动力换向的作用。驱动臂壳体21可以为可拆卸的上底板和下底板装配而成。第二驱动臂3的具体结构与第一驱动臂2的结构相同，在此不再赘述。

如图1和图3所示，第三驱动臂4和第四驱动臂5设置在杆体1上的中部，其具体设置在杆体1的副牵引节300上。第三驱动臂4和第四驱动臂5铰接连接在杆体1的副牵引节300，如此，其能绕杆体1转动。同时，第三驱动臂4 上设置有能发生转动的第三驱动轮8，第四驱动臂5上设置有能发生转动的第四驱动轮9。第三驱动臂4与第四驱动臂5相对方向设置。第三驱动臂4和第四驱动臂5通过驱动臂支撑轴11与杆体1相连接，驱动臂支撑轴11的另一端用于与驱动机构10相连接，如此，通过驱动机构10带动驱动臂支撑轴11以对第三驱动臂4与第四驱动臂5的转动程度进行控制，进而能够使得第三驱动臂 4与第四驱动臂5撑开，第三驱动臂4与第四驱动臂5往井下的壁面方向靠紧，第三驱动轮8和第四驱动轮9便能与壁面相抵住，当第一驱动轮6和第二驱动轮7转动时，井下牵引装置就能在水平井中定向移动。

图2为本实用新型实施例中井下牵引装置的俯视图，如图2所示，第一驱动臂2与第三驱动臂4之间的夹角为90度，第一驱动臂2与第四驱动臂5之间的夹角为90度，第二驱动臂3与第三驱动臂4之间的夹角为90度，第二驱动臂3与第四驱动臂5之间的夹角为90度。也就是说，第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂 4和第四驱动臂5之间相互垂直设置，如此，当井下牵引装置位于井内时，可以适应井眼内的复杂情况，保证井下牵引装置的井眼适应性和稳定性。

如图4所示，第三驱动臂4、第四驱动臂5的具体结构与第一驱动臂2的结构相同，在此不再赘述。

如图3所示，驱动机构10设置在杆体1上，驱动机构10与第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂4和第四驱动臂5相连接以调节第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂4和第四驱动臂5的转动的角度。驱动机构10可以包括：能带动第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂4和第四驱动臂5转动的支撑调节机构和与支撑调节机构相联动的动力机构。

如图3所示，动力机构可以包括：电机装置101、与电机装置101相连接的齿轮减速器102、与齿轮减速器102相连接的离合器103、与离合器103相连接的支撑轴承104、与支撑轴承104相连接的丝杠105、与丝杠105螺纹连接的顶杆106。丝杠105外可以设置有丝杠螺母117，所诉丝杠螺母117能与顶杆 106相抵。动力机构中大部分零件均设置在杆体1的推靠节400中。通过控制调节电机装置101旋转，经齿轮减速器102减速后由离合器103带动丝杠105 旋转，将旋转运动转换为直线滑动并推动丝杠螺母117和顶杆106沿轴向滑移，进而顶杆106能够给支撑调节机构提供动力。

如图3所示，支撑调节机构可以包括：第一支撑叉杆107，第一支撑叉杆 107通过第一支撑臂12和第二支撑臂13分别与第一驱动臂2和第二驱动臂3 相连接；第二支撑叉杆108，第二支撑叉杆108通过第三支撑臂14和第四支撑臂15分别与第三驱动臂4和第四驱动臂5相连接；与第一支撑叉杆107相连接的第一拉杆109，第一拉杆109外套设有第一弹簧111；与第一拉杆109相连接的推杆16；与第二支撑叉杆108相连接的第二拉杆110，第二拉杆110外套设有第二弹簧112；第二拉杆110、推杆16与动力机构相连接。推杆16与第一拉杆109之间通过第一过渡接头113相连接。推杆16与第二拉杆110之间通过第二过渡接头115相连接。第一过渡接头113上连接有第一滑块114，杆体1的内壁上设置有第一限位槽，第一滑块114能在第一限位槽内滑动。第二过渡接头115上连接有第二滑块116，杆体1的内壁上设置有第二限位槽，第二滑块 116能在第二限位槽内滑动。第一支撑臂12和第二支撑臂13分别与第一驱动臂2和第二驱动臂3通过铰接连接，第三支撑臂14和第四支撑臂15分别与第三驱动臂4和第四驱动臂5通过铰接连接。第一弹簧111和第二弹簧112采用圆柱螺旋弹簧，第一弹簧111固定在第一支撑叉杆107和第一过渡接头113之间，第二弹簧112固定在第二支撑叉杆108和第二过渡接头115之间。第一弹簧111内设置有第一拉杆109，第一拉杆109的一端设有外螺纹，与第一过渡接头113的内孔旋合连接。第二弹簧112内设置有第二拉杆110，第二拉杆110 的一端设有外螺纹，与第二过渡接头115的内孔旋合连接。第一弹簧111和第二弹簧112分别用以传递撑开第一驱动臂2、第二驱动臂3和第三驱动臂4、第四驱动臂5的轴向推力，同时在井径变化较小的情况自适应起缓冲调节作用。第一过渡接头113通过第一滑块114和杆体1内壁上的限位槽进行限位。主牵引节200中的第一过渡接头113与副牵引节300中的第二过渡接头115之间通过两个对称分布的细长的推杆16连接，用于传递轴向推力。通过第一弹簧111 和第二弹簧112推动第一支撑叉杆107和第二支撑叉杆108，将第一支撑臂12、第二支撑臂13、第三支撑臂14、第四支撑臂15撑开，进而控制第一驱动臂2、第二驱动臂3、第三驱动臂4和第四驱动臂5张开，以使第一驱动轮6、第二驱动轮7、第三驱动轮8压和第四驱动轮9紧于井壁。

该井下牵引装置可以通过驱动机构10对第一驱动臂2、第二驱动臂3与第三驱动臂4、第四驱动臂5实现联调控制，从而在一定程度提高了井下牵引装置的牵引力、越障能力以及控制灵活性。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。