CN108204215A - 仪器牵引装置及测井系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仪器牵引装置及测井系统，该仪器牵引装置包括：外壳；设置在外壳内的基座，基座具有相对的前端和后端；设置在基座后端的电机，电机设置有传动轴，设置在基座前端的电磁铁吸合机构，其包括电磁铁和铁块；基座上设置有支撑臂，支撑臂的一端通过转动连接的方式设置在所述基座上，另一端设置有滚轮；设置在传动轴与滚轮之间的传动机构，传动机构用于将电机的输出转矩传递给滚轮；连接在铁块与支撑臂之间的拉杆；连接在铁块与基座之间的复位件。本发明提供的仪器牵引装置及测井系统，能够顺利可靠地在水平井测井时将测井仪器牵引到水平井的脚尖位置。

Description

仪器牵引装置及测井系统

技术领域

本发明涉及石油测井技术领域，特别涉及一种仪器牵引装置及测井系统。

背景技术

水平井是井斜角达到或接近90°，井身沿着水平方向钻进一定长度的井。水平井具有产量大，见效快等优势，一般的，水平井的产量通常是直井产量的3-5倍。目前，各大油田都很重视水平井的开发。

但是水平井钻井后的测井以及生产后的测试问题一贯是水平井开发的难题，其主要难点之一就是测井仪器如何能下入到水平段脚尖位置。

为了克服现有技术中的难题，有必要提供一种新型的仪器牵引装置，可以顺利可靠地在水平井测井时将测井仪器牵引到水平井的脚尖位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种仪器牵引装置及测井系统，能够克服现有技术中的缺陷，实现顺利可靠地在水平井测井时将测井仪器牵引到水平井的脚尖位置的目的。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种仪器牵引装置，其包括：

外壳；

设置在所述外壳内的基座，所述基座具有相对的前端和后端；

设置在所述基座后端的电机，所述电机设置有传动轴，

设置在所述基座前端的电磁铁吸合机构，其包括电磁铁和铁块；

所述基座上设置有支撑臂，所述支撑臂的一端通过转动连接的方式设置在所述基座上，另一端设置有滚轮；

设置在所述传动轴与所述滚轮之间的传动机构，所述传动机构用于将所述电机的输出转矩传递给所述滚轮；

连接在所述铁块与所述支撑臂之间的拉杆；

连接在所述铁块与所述基座之间的复位件；

所述电磁铁通电后，吸合所述铁块，拉伸所述复位件，同时打开所述支撑臂，使得所述支撑臂与套管内壁接触；当所述电磁铁断电后，所述复位件复位同时带动所述支撑臂收容。

在一个优选的实施方式中，还包括用于向所述电磁铁供电的电路板，所述外壳内还设置有贯通线槽，所述贯通线槽内设置有贯通线，所述贯通线用于将所述电路板与地面控制系统相连接。

在一个优选的实施方式中，所述电机与所述传动轴之间还设置有用于调节所述电机的输出转矩的减速器。

在一个优选的实施方式中，所述传动机构包括：齿轮系、链条，所述齿轮系包括第一齿轮和第二齿轮，所述传动轴的输出末端与所述第一齿轮相配合，所述滚轮与所述第二齿轮相配合，所述第一齿轮和第二齿轮之间，通过链条配合传动转动力。

在一个优选的实施方式中，所述电机为变频电机，具有正转和反转功能。

在一个优选的实施方式中，所述复位件为弹簧，其一端固定在所述铁块上，另一端固定在所述基座上。

在一个优选的实施方式中，所述支撑臂的个数为两个，对称分布在所述基座的两侧，所述拉杆的个数与所述支撑臂的个数相等。

一种测井系统，所述测井系统包括上述任一所述的仪器牵引装置。

在一个优选的实施方式中，还包括位移检测件，所述位移检测件与地面控制系统电性连接，当所述位移检测件检测到所述仪器牵引装置到达指定位置时，所述地面控制系统控制所述电机停止转动。

在一个优选的实施方式中，所述位移检测件设置在所述仪器牵引装置上。

本发明的特点和优点是：本申请所提供的仪器牵引装置设置有：外壳、基座、支撑臂、滚轮、电机、电磁铁吸合机构、传动机构、拉杆、复位件等，通过地面控制系统控制电路板，使其给电磁铁上电，产生磁力后将铁块吸合，同时带动拉杆移动将支撑臂打开与套管井壁接触，然后地面控制系统再控制电机工作，通过传动机构将动力传递到滚轮使之旋转，从而实现爬行器本身及所拖动仪器前进，顺利可靠地在水平井测井时将测井仪器牵引到水平井的脚尖位置。本申请提供的该仪器牵引装置可用于将水平生产井的测井仪器牵引到水平段的指定位置，实现水平井需要测试井段地层参数的录取。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种仪器牵引装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-外壳，2-电机，3-减速器，4-传动轴，5-滚轮，6-链条，7-支撑臂，8-拉杆，9-复位件，10-铁块；11-电磁铁，12-电路板，13-贯通线槽，14-套管，15-基座。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

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。

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。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。

本发明提供一种仪器牵引装置及测井系统，能够克服现有技术中的缺陷，实现顺利可靠地在水平井测井时，将测井仪器牵引到水平井的脚尖位置的目的。

请参阅图1，本申请实施方式中提供一种仪器牵引装置，该仪器牵引装置可以包括：外壳1；设置在所述外壳1内的基座15，所述基座15具有相对的前端和后端；设置在所述基座15后端的电机2，所述电机2设置有传动轴4，设置在所述基座15前端的电磁铁11吸合机构，其包括电磁铁11和铁块10；所述基座15上设置有支撑臂7，所述支撑臂7的一端通过转动连接的方式设置在所述基座15上，另一端设置有滚轮5；设置在所述传动轴4与所述滚轮5之间的传动机构，所述传动机构用于将所述电机2的输出转矩传递给所述滚轮5；连接在所述铁块10与所述支撑臂7之间的拉杆8；连接在所述铁块10与所述基座15之间的复位件9；所述电磁铁11通电后，吸合所述铁块10，拉伸所述复位件9，同时打开所述支撑臂7，使得所述支撑臂7与套管14内壁接触；当所述电磁铁11断电后，所述复位件9复位同时带动所述支撑臂7收容。

在本实施方式中，所述外壳1整体上设置在整个仪器牵引装置的外围，具体的该外壳1的形状和构造可以根据实际使用环境的不同而适应性调整，本申请在此并不作具体的限定。所述外壳1内设置有电机2，所述电机2用于提供一起牵引装置的驱动力。具体的，所述电机2设置有用于输出转矩的传动轴4。所述传动轴4可以通过传动机构将输出转矩传递给滚轮5，使得所述滚轮5作旋转运动，从而带动整个仪器牵引装置爬行。

具体的，所述电机2可以为变频电机2，具有正转和反转功能。当所述电机2为具有反转功能的电机2时，该电机2可以由地面控制系统控制，先执行正转功能，带动其他部件到底水平井的脚尖位置。后续再执行反转功能，倒退出水平井井筒。

在一个实施方式中，该仪器牵引装置还包括：用于向所述电磁铁11供电的电路板12，所述外壳1内还设置有贯通线槽13，所述贯通线槽13内设置有贯通线，所述贯通线用于将所述电路板12与地面控制系统相连接。地面控制系统通过贯通线向所述电路板12发送控制信号，控制电路板12向该电磁铁11通电或断电。

在一个实施方式中，所述电机2与所述传动轴4之间还可以设置有减速器3，所述减速器3用于调节电机2的输出转矩的大小。例如，可以通过减速器3设置一定的减速比，从而增大输出扭矩。

在一个实施方式中，所述传动机构可以包括：链条6和齿轮系。通过所述链条6和齿轮系配合形成的传动机构，可以将电机2传动轴4输出的转矩传递给滚轮5。

其中，所述传动轴4的输出末端可以与第一齿轮相配合，所述滚轮5可以与第二齿轮相配合，所述第一齿轮和第二齿轮之间，通过链条6配合，传动转动力。当所述电机2启动后，所述传动轴4的输出的转矩先传递给该第一齿轮。所述第一齿轮通过链条6将转矩传递给所述第二齿轮，最后由所述第二齿轮将转矩传递给所述滚轮5。

所述外壳1内还设置有基座15，所述基座15上设置有支撑臂7。具体的，所述支撑臂7的一端通过转动连接的方式设置在该基座15上。其中，该转动连接的方式可以为铰接或者套接的方式。当所述支撑臂7与基座15转动连接时，所述支撑臂7能够相对基座15转动，以便在打开和收容状态件进行切换。

该支撑臂7的个数具体可以为两个，对称分布在该基座15的两侧，从而使得整个仪器牵引装置能够在水平井筒中平稳行进。当然，该支撑臂7的个数和分布形态并不限于上述举例，本领域技术人员还可以在本申请所公开的实施方式的启示下作其他变形。

在本实施方式中，所述基座15具有相对的前端和后端，其中所述电机2位于所述基座15的后端，所述基座15的前端设置有电磁铁11吸合机构。该电磁铁11吸合机构可以包括：电磁铁11、铁块10。其中，所述电磁铁11与电路板12电性连接，当该电路板12接收到地面控制系统的动作指令后，该电路板12控制电磁铁11通电，使其产生磁场，将铁块10向前拉动吸合在一起。

其中，铁块10上固定有拉杆8。该拉杆8的一端固定在该铁块10上，另一端固定在支撑臂7上。当所述铁块10被电磁铁11吸合时，带动拉杆8移动的同时能够打开支撑臂7。具体的，所述拉杆8的个数可以支撑臂7的个数相匹配。当所述支撑臂7的个数为两个时，所述拉杆8的个数也可以为两个。

所述铁块10与所述基座15之间还设置有复位件9。当铁块10被电磁铁11吸合后，该复位件9处于拉伸状态，存储能量。当地面控制系统控制电路板12停止给电磁铁11通电时，磁场消失。此时铁块10在该复位件9的作为下复位，同时拉杆8带动支撑臂7收回，不再与套管14壁相劫持。此时，该仪器牵引装置可以在电缆的拉力被提拉出井筒。

具体的，该复位件9可以为弹簧的形式，当然，该复位件9还可以为其他能够发生弹性形变的形式，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

使用时，通过地面控制系统控制电路板12，使其给电磁铁11上电，产生磁力后将铁块10吸合，同时带动拉杆8移动将支撑臂7打开与套管14井壁接触，然后地面控制系统再控制电机2工作，通过传动机构将动力传递到滚轮5使之旋转，从而实现爬行器本身及所拖动仪器前进，顺利可靠地在水平井测井时将测井仪器牵引到水平井的脚尖位置。本申请提供的该仪器牵引装置可用于将水平生产井的测井仪器牵引到水平段的指定位置，实现水平井需要测试井段地层参数的录取。

本申请基于上述实施方式中提供的仪器牵引装置还提供了一种包含上述一起牵引装置的测井系统。具体的，该测井系统通过设置该仪器牵引装置后，能够达到该仪器牵引装置所能实现的技术效果，具体的本申请在此不再赘述。

在一个实施方式中，该测井系统还可以包括：位移检测件，所述位移检测件与地面控制系统电性连接，当所述位移检测件检测到所述仪器牵引装置到达指定位置时，所述地面控制系统控制所述电机2停止转动。具体的，所述位移检测件可以设置在所述仪器牵引装置上。当然，所述位移检测件还可以预先设置在水平井井筒中等，具体的，本申请在此并不作具体限定。

在一个具体的使用场景下，在图1中，支撑臂7的打开动作通过下述机构配合实现：地面控制系统通过贯通线槽13中的贯通线线将指令传递给电路板12，然后给电磁铁11通电使其产生磁场，将铁块10向左拉动吸合在一起，铁块10带动拉杆8，拉杆8带动支撑臂7，将支撑臂7打开与套管14接触，同时复位件9被拉伸储存能量；保持该状态不变，地面控制系统控制电机2工作，动力通过减速器3、传动轴4、传动机构、传递给滚轮5做旋转运动，从而实现爬行器前进。此外，通过地面系统控制电机2反转还可以实现爬行器后退。支撑臂7收回动作通过下述机构配合实现：地面控制系统控制电路板12停止给电磁铁11通电，磁场消失，铁块10在复位件9的作用下复位，同时支撑臂7收回，不再与套管14壁接触，这样在电缆的拉力下实现仪器出井。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

本文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。

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。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明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，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种仪器牵引装置，其特征在于，包括：

外壳；

设置在所述外壳内的基座，所述基座具有相对的前端和后端；

设置在所述基座后端的电机，所述电机设置有传动轴，

设置在所述基座前端的电磁铁吸合机构，其包括电磁铁和铁块；

所述基座上设置有支撑臂，所述支撑臂的一端通过转动连接的方式设置在所述基座上，另一端设置有滚轮；

设置在所述传动轴与所述滚轮之间的传动机构，所述传动机构用于将所述电机的输出转矩传递给所述滚轮；

连接在所述铁块与所述支撑臂之间的拉杆；

连接在所述铁块与所述基座之间的复位件；

所述电磁铁通电后，吸合所述铁块，拉伸所述复位件，同时打开所述支撑臂，使得所述支撑臂与套管内壁接触；当所述电磁铁断电后，所述复位件复位同时带动所述支撑臂收容。

2.如权利要求1所述的仪器牵引装置，其特征在于，还包括用于向所述电磁铁供电的电路板，所述外壳内还设置有贯通线槽，所述贯通线槽内设置有贯通线，所述贯通线用于将所述电路板与地面控制系统相连接。

3.如权利要求1所述的仪器牵引装置，其特征在于，所述电机与所述传动轴之间还设置有用于调节所述电机的输出转矩的减速器。

4.如权利要求1所述的仪器牵引装置，其特征在于，所述传动机构包括：齿轮系、链条，所述齿轮系包括第一齿轮和第二齿轮，所述传动轴的输出末端与所述第一齿轮相配合，所述滚轮与所述第二齿轮相配合，所述第一齿轮和第二齿轮之间，通过链条配合传动转动力。

5.如权利要求1所述的仪器牵引装置，其特征在于，所述电机为变频电机，具有正转和反转功能。

6.如权利要求1所述的仪器牵引装置，其特征在于，所述复位件为弹簧，其一端固定在所述铁块上，另一端固定在所述基座上。

7.如权利要求1所述的仪器牵引装置，其特征在于，所述支撑臂的个数为两个，对称分布在所述基座的两侧，所述拉杆的个数与所述支撑臂的个数相等。

8.一种测井系统，其特征在于，所述测井系统包括权利要求1至7中任一所述的仪器牵引装置。

9.如权利要求8所述的测井系统，其特征在于，还包括位移检测件，所述位移检测件与地面控制系统电性连接，当所述位移检测件检测到所述仪器牵引装置到达指定位置时，所述地面控制系统控制所述电机停止转动。

10.如权利要求9所述的测井系统，其特征在于，所述位移检测件设置在所述仪器牵引装置上。