CN105952403A - 油井线缆牵引器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油井线缆牵引器，包括：动力机构；第一传动机构，与动力机构相连；两个牵引机构，分别经由第一传动机构与动力机构相连并由动力机构驱动；开合机构，控制两个牵引机构向相反的方向张开或向中央收拢。在操作时，油井线缆牵引器置于油井的油管中，开合机构控制两个牵引机构向相反的方向张开时，两个牵引机构分别与油井的管壁的内表面接触，动力机构驱动牵引机构运动，以使油井线缆牵引器沿油井的管壁移动；工作完成后，开合机构控制牵引机构向中央收拢。本发明的油井线缆牵引器中的两个牵引机构沿相反的方向接触并挤压油井的管壁的内表面以产生足够的正压力，以提供足够的牵引力，同时，两个牵引机构由开合机构控制，结构简单可靠。

Description

油井线缆牵引器

技术领域

本发明涉及油田测井技术领域，尤其涉及一种油井线缆牵引器。

背景技术

油井线缆牵引器经过长时间的发展，已具有了可在井下进行多种作业的能力，节省了人力以及设备成本，同时也大大提高了作业效率。

油井线缆牵引器在油井内的工作环境十分恶劣：高温高压，且常有油污、砂砾、淤泥等杂物，在油井内作业时油井线缆牵引器不仅需要拖动几千米长的电缆，同时还要推动若干种工具或测井仪器一同运动，因此一方面油井线缆牵引器的驱动系统不仅要能够产生足够大的牵引力，另一方面还要求油井线缆牵引器的结构简单可靠。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种油井线缆牵引器，其能提供足够的牵引力，简化结构并提高可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种油井线缆牵引器，其包括：动力机构；第一传动机构，与动力机构相连；两个牵引机构，分别经由第一传动机构与动力机构相连并由动力机构驱动；以及开合机构，控制两个牵引机构向相反的方向张开或向中央收拢。

其中，在操作时，油井线缆牵引器置于油井的油管中，开合机构控制两个牵引机构向相反的方向张开时，两个牵引机构分别与油井的管壁的对应内表面接触，动力机构驱动两个牵引机构运动，以使油井线缆牵引器沿油井的管壁移动；工作完成后，开合机构控制牵引机构向中央收拢。

本发明的有益效果如下：

在根据本发明的油井线缆牵引器中，开合机构控制两个牵引机构向相反的方向张开，两个牵引机构沿相反的方向接触并挤压油井的管壁的对应内表面，因此两个牵引机构能够与油井的管壁产生足够的正压力，当动力机构驱动两个牵引机构运动时，所述的油井线缆牵引器能够沿着油井的管壁移动；同时，只要两个牵引机构与油井的管壁之间的正压力及动力机构的驱动力足够大，那么本发明的油井线缆牵引器也就能提供足够的牵引力。另外，本发明的牵引机构由开合机构控制，结构简单可靠。

附图说明

图1为根据本发明的油井线缆牵引器的示意图；

图2为根据本发明的油井线缆牵引器的示意图，其中壳体省略；

图3为根据本发明的油井线缆牵引器的示意图，其中壳体和一个牵引机构省略；

图4为根据本发明的油井线缆牵引器的一个牵引机构与开合杆的示意图；

图5为根据本发明的油井线缆牵引器的开合组件的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1动力机构 41电永磁吸盘

11电机 42开合组件

12驱动轴 421磁性盘

13减速器 422连接杆

2第一传动机构 423开合杆

21第一锥齿轮 43位置控制组件

22第一传动轴 431推块

23第二锥齿轮 432连杆

3牵引机构 433曲柄

31支撑臂 434第三传动机构

311固定端 4341第三锥齿轮

312自由端 4342第二传动轴

32滚轮 4343第四锥齿轮

4开合机构 5壳体

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本发明的油井线缆牵引器。

参照图1至图5，根据本发明的油井线缆牵引器包括：动力机构1；第一传动机构2，与动力机构1相连；两个牵引机构3，分别经由第一传动机构2与动力机构1相连并由动力机构1驱动；以及开合机构4，控制两个牵引机构3向相反的方向张开或向中央收拢。

其中，在操作时，油井线缆牵引器置于油井的油管中，开合机构4控制两个牵引机构3向相反的方向张开时，两个牵引机构3分别与油井的管壁的对应内表面接触，动力机构1驱动两个牵引机构3运动，以使油井线缆牵引器沿油井的管壁移动(以带动连接在油井线缆牵引器上的线缆和所需的仪器在油井内移动)；工作完成后，开合机构4控制牵引机构3向中央收拢。

在根据本发明的油井线缆牵引器中，开合机构4控制两个牵引机构3向相反的方向张开，两个牵引机构3沿相反的方向接触并挤压油井的管壁的对应内表面，因此两个牵引机构3能够与油井的管壁产生足够的正压力，当动力机构1驱动两个牵引机构3运动时，所述的油井线缆牵引器能够沿着油井的管壁移动；同时，只要两个牵引机构3与油井的管壁之间的正压力及动力机构1的驱动力足够大，那么本发明的油井线缆牵引器也就能提供足够的牵引力。另外，本发明的牵引机构3由开合机构4控制，结构简单可靠。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图1，所述油井线缆牵引器还包括：壳体5，收容并固定动力机构1、两个牵引机构3及开合机构4。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图1至图3，动力机构1包括：电机11，固定在壳体5上；以及驱动轴12，与电机11相连并由电机11驱动。电机11为潜油电机。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图1至图3，动力机构1还包括：减速器13，连接电机11和驱动轴12，且减速器13固定到壳体5上。减速器13可经由法兰盘固定到壳体5上。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图1和图2，第一传动机构2包括：第一锥齿轮21，固定在驱动轴12上；两个第一传动轴22，分别与对应的牵引机构3相连，且各第一传动轴22的一端枢转设置在壳体5上(未示出)；以及两个第二锥齿轮23，分别固定于对应的第一传动轴22的另一端，并与第一锥齿轮21配合。其中，第一锥齿轮21固定在驱动轴12上并随驱动轴12转动，第二锥齿轮23固定在对应的第一传动轴22上，第一锥齿轮21与第二锥齿轮23配合，因此驱动轴12通过第一锥齿轮21、第二锥齿轮23带动对应的第一传动轴22转动，且第一传动轴22垂直于驱动轴12(第一锥齿轮21和第二锥齿轮23的中心轴线垂直)。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图1至图4，各牵引机构3包括支撑臂31、滚轮32和第二传动机构(未示出)。支撑臂31具有：固定端311，枢转设置在对应的第一传动轴22上；以及自由端312。滚轮32，枢转设置于支撑臂31的自由端312的内部。第二传动机构，收容于支撑臂31的内部并连接滚轮32和对应的第一传动轴22，以带动滚轮32转动。所述第二传动机构可为链条，连接第一传动轴22和滚轮32。

在根据本发明的油井线缆牵引器中，电机11通过减速器13带动驱动轴12转动，驱动轴12通过第一锥齿轮21、第二锥齿轮23带动对应的第一传动轴22转动，然后第一传动轴22通过第二传动机构带动滚轮32转动。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图1、图2和图5，开合机构4包括电永磁吸盘41、开合组件42以及位置控制组件43。电永磁吸盘41固定在壳体5上。开合组件42包括：磁性盘421，一侧与电永磁吸盘41相对且在电永磁吸盘41的吸附范围外；两个连接杆422，各连接杆422的一端固定在磁性盘421的另一侧；以及两个开合杆423，各开合杆423的一端与对应的连接杆422的另一端铰接，各开合杆423的另一端与对应的支撑臂31的自由端312铰接，且所述两个开合杆423在运动时能够分别带动两个支撑臂31沿相反的方向转动。位置控制组件43能够将磁性盘421推动到电永磁吸盘41的吸附范围内。

在根据本发明的油井线缆牵引器中，首先将油井线缆牵引器置于油井的油管中(此时两个牵引机构3的支撑臂31处于收拢状态)，油井线缆牵引器启动后，位置控制组件43向靠近电永磁吸盘41的方向推动磁性盘421，在此过程中，磁性盘421带动两个连接杆422移动，两个连接杆422分别通过对应的开合杆423带动两个支撑臂31(由于支撑臂31的固定端311枢转设置在对应的第一传动轴22上，因此开合杆423能够带动支撑臂31的自由端312绕第一传动轴22转动)向相反的方向转动并张开；当位置控制组件43将磁性盘421推动到电永磁吸盘41的吸附范围时，位置控制组件43停止推动磁性盘421，且电永磁吸盘41开始吸附磁性盘421，进而电永磁吸盘41继续通过磁性盘421、两个连接杆422及两个开合杆423带动两个支撑臂31向相反的方向转动并张开，进而使枢转设置于支撑臂31的自由端312内部的滚轮32接触挤压油井的管壁，并产生正压力(当磁性盘421吸附到电永磁吸盘41上时，正压力最大)；当电机11通过减速器13、驱动轴12、第一锥齿轮21、第二锥齿轮23、第一传动轴22及第二传动机构带动对应的滚轮32转动时，本发明的油井线缆牵引器就能够沿油井的管壁运动。当油井线缆牵引器的工作完成后，对电永磁吸盘41进行退磁，电永磁吸盘41对磁性盘421的吸附力消失，磁性盘421在后述的弹簧的作用下向回移动，进而通过个连接杆422及两个开合杆423带动两个支撑臂31向中央收拢。在此补充的是，在两个支撑臂31处于收拢状态时，由于两个连接杆422设置的位置不同(一个靠近对应支撑臂31的上侧，另一个靠近对应支撑臂31的下侧)，两个开合杆423的设置方式不同(与靠近支撑臂31上侧的连接杆422相连的开合杆423与对应的一个支撑臂31的自由端312的下侧相连，与靠近支撑臂31下侧的连接杆422相连的开合杆423与对应的一个支撑臂31的自由端312的上侧相连)，因此，当磁性盘421通过两个连接杆422和两个开合杆423带动两个支撑臂31转动时，两个支撑臂31的转动方向相反。其中，所述的上下关系为附图中所示出的上下关系。

在根据本发明的油井线缆牵引器中，电永磁吸盘41利用不同永磁材料的不同特性设计成最佳磁路，通过电控系统对内部磁路进行充磁、退磁控制，进而控制电永磁吸盘41所产生的吸力。电永磁吸盘41比传统电磁铁具有更好的性价比。电永磁吸盘只是在充磁和消磁过程的1-2秒内使用电能，在工作中不需要电能，只靠永磁吸力吸住磁性盘421。它不需传统电磁铁庞大的电控系统(包括备用电瓶)，能耗只有传统吸盘的5％，从而降低了电能。因此，本发明的油井线缆牵引器利用电永磁吸盘41作为控制两个牵引机构3开合的动力，既能够在滚轮32与油井的管壁之间产生足够的正压力，以提供足够的牵引力，又简化了油井线缆牵引器的结构，同时提高了安全性和可靠性，降低能耗。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，开合机构4还包括：弹簧(未示出)，设置在电永磁吸盘41和磁性盘421之间，以便于两个牵引机构3向中央收拢。当油井线缆牵引器的工作完成后，对电永磁吸盘41进行退磁，电永磁吸盘41对磁性盘421的吸附力消失，磁性盘421在弹簧的作用下向回移动，进而通过个连接杆422及两个开合杆423带动两个支撑臂31向中央收拢。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，磁性盘421含有磁性材料，磁性材料选自纯铁、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金、钕铁硼稀土合金、铁氧体永磁材料、铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金中的一种或几种。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图1和图2，位置控制组件43包括：推块431，设置在连接杆422上且能沿连接杆422滑动；连杆432，一端铰接在推块431上；曲柄433，一端与连杆432的另一端铰接；第三传动机构434，连接驱动轴12和曲柄433的转动中心，以使曲柄433在驱动轴12的带动下转动。位置控制组件43为曲柄滑块机构，以曲柄433通过连杆432带动推块431循环移动，当推块431运动到极限位置时(远离曲柄433的转动中心的极限位置)，能够将磁性盘421推动到电永磁吸盘41的吸附范围内。另外，曲柄433的转动中心通过第三传动机构434与驱动轴12相连，即曲柄433的动力由驱动轴12提供，因此，在根据本发明的油井线缆牵引器中，无需为位置控制组件43提供额外的动力，因此简化了油井线缆牵引器的结构。另外，如图1和图2所示，曲柄433和连杆432可为两组。

在根据本发明的油井线缆牵引器的一实施例中，参照图3，第三传动机构434包括：第三锥齿轮4341，固定在驱动轴12上；第二传动轴4342，一端固定在曲柄433的转动中心；以及第四锥齿轮4343，固定在第二传动轴4342的另一端，并与第三锥齿轮4341配合。其中，第三锥齿轮4341固定在驱动轴12上并随驱动轴12转动，第四锥齿轮4343固定在对应的第二传动轴4342，第三锥齿轮4341与第四锥齿轮4343配合，因此驱动轴12通过第三锥齿轮4341、第四锥齿轮4343带动对应的第二传动轴4342转动，且第二传动轴4342垂直于驱动轴12(第三锥齿轮4341和第四锥齿轮4343的中心轴线垂直)。

在根据本发明的油井线缆牵引器中，所述油井线缆牵引器牵引的线缆包括但不限于电缆。

在根据本发明的油井线缆牵引器中，所述油井线缆牵引器工作的油井可为水平井、斜井或竖直井。

Claims (10)

1.一种油井线缆牵引器，其特征在于，包括：

动力机构(1)；

第一传动机构(2)，与动力机构(1)相连；

两个牵引机构(3)，分别经由第一传动机构(2)与动力机构(1)相连并由动力机构(1)驱动；以及

开合机构(4)，控制两个牵引机构(3)向相反的方向张开或向中央收拢；

其中，在操作时，油井线缆牵引器置于油井的油管中，开合机构(4)控制两个牵引机构(3)向相反的方向张开时，两个牵引机构(3)分别与油井的管壁的对应内表面接触，动力机构(1)驱动两个牵引机构(3)运动，以使油井线缆牵引器沿油井的管壁移动；工作完成后，开合机构(4)控制牵引机构(3)向中央收拢。

2.根据权利要求1所述的油井线缆牵引器，其特征在于，所述油井线缆牵引器还包括：

壳体(5)，收容并固定动力机构(1)、两个牵引机构(3)及开合机构(4)。

3.根据权利要求2所述的油井线缆牵引器，其特征在于，动力机构(1)包括：

电机(11)，固定在壳体(5)上；以及

驱动轴(12)，与电机(11)相连并由电机(11)驱动。

4.根据权利要求3所述的油井线缆牵引器，其特征在于，动力机构(1)还包括：减速器(13)，连接电机(11)和驱动轴(12)，且减速器(13)固定到壳体(5)上。

5.根据权利要求3所述的油井线缆牵引器，其特征在于，第一传动机构(2)包括：

第一锥齿轮(21)，固定在驱动轴(12)上；

两个第一传动轴(22)，分别与对应的牵引机构(3)相连，且各第一传动轴(22)的一端枢转设置在壳体(5)上；以及

两个第二锥齿轮(23)，分别固定于对应的第一传动轴(22)的另一端，并与第一锥齿轮(21)配合。

6.根据权利要求5所述的油井线缆牵引器，其特征在于，各牵引机构(3)包括：

支撑臂(31)，具有：

固定端(311)，枢转设置在对应的第一传动轴(22)上；以及

自由端(312)；

滚轮(32)，枢转设置于支撑臂(31)的自由端(312)的内部；以及

第二传动机构，收容于支撑臂(31)的内部并连接滚轮(32)和对应的第一传动轴(22)，以带动滚轮(32)转动。

7.根据权利要求6所述的油井线缆牵引器，其特征在于，开合机构(4)包括：

电永磁吸盘(41)，固定在壳体(5)上；

开合组件(42)，包括：

磁性盘(421)，一侧与电永磁吸盘(41)相对且在电永磁吸盘(41)的吸附范围外；

两个连接杆(422)，各连接杆(422)的一端固定在磁性盘(421)的另一侧；以及

两个开合杆(423)，各开合杆(423)的一端与对应的连接杆(422)的另一端铰接，各开合杆(423)的另一端与对应的支撑臂(31)的自由端(312)铰接，且所述两个开合杆(423)在运动时能够分别带动两个支撑臂(31)沿相反的方向转动；

位置控制组件(43)，能够将磁性盘(421)推动到电永磁吸盘(41)的吸附范围内。

8.根据权利要求7所述的油井线缆牵引器，其特征在于，开合机构(4)还包括：弹簧，设置在电永磁吸盘(41)和磁性盘(421)之间，以便于两个牵引机构(3)向中央收拢。

9.根据权利要求7所述的油井线缆牵引器，其特征在于，位置控制组件(43)包括：

推块(431)，设置在连接杆(422)上且能沿连接杆(422)滑动；

连杆(432)，一端铰接在推块(431)上；

曲柄(433)，一端与连杆(432)的另一端铰接；

第三传动机构(434)，连接驱动轴(12)和曲柄(433)的转动中心，以使曲柄(433)在驱动轴(12)的带动下转动。

10.根据权利要求9所述的油井线缆牵引器，其特征在于，第三传动机构(434)包括：

第三锥齿轮(4341)，固定在驱动轴(12)上；

第二传动轴(4342)，一端固定在曲柄(433)的转动中心；以及

第四锥齿轮(4343)，固定在第二传动轴(4342)的另一端，并与第三锥齿轮(4341)配合。