CN108868749A - 一种自动前进通径规 - Google Patents

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王方祥
李祥珍
刘玉洲
王玉忠
何新伟
韩祥海
高鹏越
周承富
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/08—Measuring diameters or related dimensions at the borehole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01—Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like

Abstract

本发明公开了一种自动前进通径规，包括通径规本体、动力系统、传动系统和支撑系统，属于石油钻完井工程作业技术领域，适用于检测钻杆、套管及油管的通径尺寸。其特征在于：所述的动力系统可自动为通径规的前进提供足够的动力；所述的传动系统通过蜗轮蜗杆和齿轮组啮合实现高效、稳定的传动；所述的支撑系统可保证通径规的自动居中，平衡前进。使用本发明的自动前进通径规，一人即可在地面完成管柱的通径检测，且使用安全、可靠、简便，从而提高了工作效率，降低了安全风险以及人工成本和时间成本，促进工程作业安全、高效的进行。

Description

一种自动前进通径规
技术领域
本发明属于石油钻完井工程作业技术领域，尤其涉及一种自动前进通径规，适用于检测钻杆、套管及油管的通径尺寸。
背景技术
在钻完井工程作业的过程中，必须对每一根送入井内的管柱进行通径检测，保证井下所有管柱的孔径尺寸符合标准，内部流动通道畅通无阻，以免影响后续的施工作业。如油管传输射孔，射孔枪定位后，需在油管内投棒点火；再如，钻井取心作业，钻杆送到位后，需在钻杆内投球以打开井下工具。
通径规是用于检测下井管柱通径尺寸是否符合标准的专用薄壁筒状工具。利用通径规对管柱进行通径检测时，根据是否存在阻塞判断管柱内径是否缩减，若通径规在合适的推拉外力作用下不能通过管柱全长，则判断为通径不合格。
以油管通径检测为例，一般有两种方法：一种方法是，在通径规端部有圆环接头，将铁丝的一端拴在圆环接头上，另一端穿过油管，工人在油管的另一端抓住铁丝利用人力将通径规拉过油管的全长，如此反复进行。该方法需要四人配合进行，劳动强度大，增加了作业的人工成本和时间成本；另一种方法是，通径规的两端无圆环接头，在油管送至操作台之前将通径规投入到油管的一端，大钩通过吊卡提起油管时，在重力作用下，通径规由油管底部掉出。该方法作业的安全风险大，容易造成机械伤人事故。
所以，现有的通径规在作业过程中，存在费时费力、作业效率低、安全风险大等问题，故而亟需一种使用安全、省时、省力的通径规。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理紧凑、使用安全可靠的自动前进通径规，通过设计蜗轮蜗杆和齿轮组啮合、支撑体自动居中、微型电机驱动的自动前进装置，实现下井管柱通径检测安全、省时、省力的目的，解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动前进通径规，包括本体、动力系统、传动系统和支撑系统，动力系统自动为通径规的前进提供足够的动力；传动系统通过蜗轮蜗杆和齿轮组啮合实现稳定的传动；支撑系统保证通径规的自动居中，平衡前进；传动系统利用蜗杆蜗轮的垂直布置方式，将蜗杆水平旋转转换为蜗轮垂直旋转，通过主动轮与从动轮的啮合带动动车轮旋转而使通径规本体在管柱内壁爬行前进；支撑系统中两个拖动轮通过两幅拉力弹簧的拉力作用，紧贴在管柱内壁上，使通径规本体自动居中，并且支撑本体在管道内平衡运动。
所述动力系统包括小型电机和可充电电池，小型电机固定在圆筒状的通径规本体内壁上，由可充电电池提供电能；传动系统包括联轴器、蜗轮、蜗杆、主动轮、从动轮、长传动轴、短传动轴和动车轮，所述联轴器将小型电机的旋转传动给蜗杆，蜗杆的轴线与蜗轮的轴线垂直布置，蜗杆的旋转带动竖直布置的蜗轮的旋转，蜗轮与主动轮通过键同时固定在长传动轴上，长传动轴插入通径规本体内壁上，蜗轮与主动轮同轴转动，主动轮与从动轮啮合，构成齿轮传动，将主动轮的旋转传动给从动轮，从动轮与动车轮通过键同时固定在短传动轴上，短传动轴插入通径规本体内壁上，动车轮的一部分轮体穿出通径规本体，动车轮与从动轮同轴转动，带动整个通径规沿管柱内壁直线自动爬行前进。
所述支撑系统包括完全一样的两个拖动轮、两个连接轴和两幅拉力弹簧，两个拖动轮与动车轮呈径向均匀分布，通过两个连接轴固定在通径规本体内壁的凸台上，拉力弹簧一端固定在通径规本体内壁的凸台，另一端固定在连接轴上，两个拖动轮的一部分轮体穿出通径规本体，在弹簧拉力作用下，使得拖动轮紧贴管柱内壁，在正压力的作用下产生足够的摩擦力，并且使得通径规本体自动居中，支撑本体在管柱内平衡运动。
本发明的有益效果是：使用该自动前进通径规，一人即可在地面完成管柱的通径检测，且使用安全、可靠、简便，从而提高了工作效率，降低了安全风险以及人工成本和时间成本，促进工程作业安全、高效的进行。
附图说明
图1为本发明的通径规工作原理图。
图2为本发明的全剖视图。
图3为图1中B-B剖视图。
图4为本发明的通径规右视图。
图5为图4的C-C剖视图。
图中：1、小型电机；2、联轴器；3、蜗杆；4、蜗轮；5、主动轮；6、从动轮；7、动车轮；8、拉力弹簧；9、拖动轮；10、本体；11、长传动轴；12、短传动轴；13、管柱；14、可充电电池；15、连接轴；16、拖动轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1-5所示，本发明的自动前进通径规，包括本体、动力系统、传动系统和支撑系统，动力系统自动为通径规的前进提供足够的动力；传动系统通过蜗轮蜗杆和齿轮组啮合实现稳定的传动；支撑系统保证通径规的自动居中，平衡前进；传动系统利用蜗杆蜗轮的垂直布置方式，将蜗杆水平旋转转换为蜗轮垂直旋转，通过主动轮与从动轮的啮合带动动车轮旋转而使通径规本体在管柱内壁爬行前进；支撑系统中两个拖动轮通过两幅拉力弹簧的拉力作用，紧贴在管柱内壁上，使通径规本体自动居中，并且支撑本体在管道内平衡运动。
所述动力系统包括小型电机1和可充电电池14、小型电机1固定在圆筒状的通径规本体10内壁上，由可充电电池14提供电能；传动系统包括联轴器2、蜗轮4、蜗杆3、主动轮5、从动轮6、长传动轴11、短传动轴12和动车轮7，所述联轴器2将小型电机1的旋转传动给蜗杆3，蜗杆3的轴线与蜗轮4的轴线垂直布置，蜗杆3的旋转带动竖直布置的蜗轮4的旋转，蜗轮4与主动轮5通过键同时固定在长传动轴11上，长传动轴11插入通径规本体10内壁上，蜗轮4与主动轮5同轴转动，主动轮5与从动轮6啮合，构成齿轮传动，将主动轮5的旋转传动给从动轮6，从动轮6与动车轮7通过键同时固定在短传动轴13上，短传动轴12插入通径规本体10内壁上，动车轮7的一部分轮体穿出通径规本体10，动车轮7与从动轮6同轴转动，带动整个通径规沿管柱13内壁直线自动爬行前进。
所述支撑系统包括完全一样的两个拖动轮9、两个连接轴15和两幅拉力弹簧8，两个拖动轮9与动车轮7呈径向均匀分布，通过两个连接轴15固定在通径规本体10内壁的凸台上，拉力弹簧8一端固定在通径规本体10内壁的凸台，另一端固定在连接轴15上，两个拖动轮9的一部分轮体穿出通径规本体10，在弹簧拉力作用下，使得拖动轮9紧贴管柱13内壁，在正压力的作用下产生足够的摩擦力，并且使得通径规本体自动居中，支撑本体在管柱13内平衡运动。
具体地说，所述可充电电池可为小型电机提供足够的电能，保证小型电机长时间、大马力的工作。小型电机1输出的旋转运动通过联轴器2传递给蜗杆3，带动蜗杆3旋转。蜗杆3的轴线与蜗轮4的轴线垂直布置。蜗杆3的旋转带动与之啮合的竖直布置的蜗轮4的旋转。蜗轮4与主动轮5通过键同时固定在长传动轴11上，使得蜗轮4与主动轮5能够同轴转动。长传动轴11插入通径规本体10上，可做旋转运动。主动轮5带动与之啮合的从动轮6做旋转运动，而从动轮6与动车轮7通过键同时固定在短传动轴12上，所以，从动轮6带动动车轮7做同轴转动，从而带动整个通径规沿管柱内壁直线自动前进。与此同时，拖动轮9和拖动轮16通过固定在连接轴15上的拉力弹簧8的拉力作用，紧贴在管柱13的内壁上，在正压力的作用下产生足够的摩擦力，并且可以使得通径规本体10自动居中，支撑本体10在管道内平衡运动。通径规在管柱13内通道上的前进速度可达0.5m/s。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种自动前进通径规，包括本体、动力系统、传动系统和支撑系统，其特征在于，动力系统自动为通径规的前进提供足够的动力；传动系统通过蜗轮蜗杆和齿轮组啮合实现稳定的传动；支撑系统保证通径规的自动居中，平衡前进；传动系统利用蜗杆蜗轮的垂直布置方式，将蜗杆水平旋转转换为蜗轮垂直旋转，通过主动轮与从动轮的啮合带动动车轮旋转而使通径规本体在管柱内壁爬行前进；支撑系统中两个拖动轮通过两幅拉力弹簧的拉力作用，紧贴在管柱内壁上，使通径规本体自动居中，并且支撑本体在管道内平衡运动。
2.根据权利要求1所述自动前进通径规，其特征在于，所述动力系统包括小型电机(1)和可充电电池(14)，小型电机(1)固定在圆筒状的通径规本体(10)内壁上，由可充电电池(14)提供电能；传动系统包括联轴器(2)、蜗轮(4)、蜗杆(3)、主动轮(5)、从动轮(6)、长传动轴(11)、短传动轴(12)和动车轮(7)，所述联轴器(2)将小型电机(1)的旋转传动给蜗杆(3)，蜗杆(3)的轴线与蜗轮(4)的轴线垂直布置，蜗杆(3)的旋转带动竖直布置的蜗轮(4)的旋转，蜗轮(4)与主动轮(5)通过键同时固定在长传动轴(11)上，长传动轴(11)插入通径规本体(10)内壁上，蜗轮(4)与主动轮(5)同轴转动，主动轮(5)与从动轮(6)啮合，构成齿轮传动，将主动轮(5)的旋转传动给从动轮(6)，从动轮(6)与动车轮(7)通过键同时固定在短传动轴(13)上，短传动轴(12)插入通径规本体(10)内壁上，动车轮(7)的一部分轮体穿出通径规本体(10)，动车轮(7)与从动轮(6)同轴转动，带动整个通径规沿管柱(13)内壁直线自动爬行前进。
3.根据权利要求2所述自动前进通径规，其特征在于，所述支撑系统包括完全一样的两个拖动轮(9)、两个连接轴(15)和两幅拉力弹簧(8)，两个拖动轮(9)与动车轮(7)呈径向均匀分布，通过两个连接轴(15)固定在通径规本体(10)内壁的凸台上，拉力弹簧(8)一端固定在通径规本体(10)内壁的凸台，另一端固定在连接轴(15)上，两个拖动轮(9)的一部分轮体穿出通径规本体(10)，在弹簧拉力作用下，使得拖动轮(9)紧贴管柱(13)内壁，在正压力的作用下产生足够的摩擦力，并且使得通径规本体自动居中，支撑本体在管柱(13)内平衡运动。
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