CN113107470A - 一种油气井生产管柱管内爬行器以及多功能编组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气井生产管柱管内爬行器以及多功能编组，包括具有相对分布的前输出端和后输出端的驱动器，连接在前输出端和后输出端的前桥组件和后桥组件，前桥组件和后桥组件结构相同，均包括解耦组件，包括解耦器件以及连接在解耦器件两侧的两输出轴，解耦器件被配置成对驱动器输出的动力进行解耦并分输至两输出轴；第一驱动腿组件，包括第一传动腿和第一驱动轮；第二驱动腿组件，包括第二传动腿和第二驱动轮；张紧组件，连接在解耦组件的端部，包括驱动件和张紧臂，两张紧臂、第一、第二传动腿之间共同构成可变形四边形结构，驱动件被配置成驱动两张紧臂的第一端朝向或远离解耦器件运动，以带动可变形四边形结构的两变形点相向或背向运动。

Description

一种油气井生产管柱管内爬行器以及多功能编组

技术领域

本发明涉及一种井下作业和修井装置，特别涉及一种油气井生产管柱管内爬行器以及多功能编组，属于石油天然气工程领域。

背景技术

现有的管道检修爬行器/牵引器/机器人/管道猪往往适用于大直径的陆上管道，功能单一，无法同时实现井下温度和压力检测、油管内壁清垢和管内小型铁磁材质坠物打捞等作业场景，在实际应用中工作效率较低，使得管道检修耗时费力。

发明内容

针对上述问题，本发明的其中一个目的是提供一种油气井生产管柱管内爬行器，本发明的另一个目的是提供一种包含该爬行器的多功能编组。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种油气井生产管柱管内爬行器，包括具有相对分布的前输出端和后输出端的驱动器，同轴交错地连接在前输出端和后输出端的前桥组件和后桥组件，

所述前桥组件和后桥组件的结构相同，均包括：

解耦组件，包括解耦器件以及连接在解耦器件两侧的两输出轴，所述解耦器件传动连接前输出端或后输出端，且所述解耦器件被配置成对驱动器输出的动力进行解耦并分输至两输出轴；

第一驱动腿组件，包括第一传动腿和第一驱动轮，所述第一传动腿转动安装在所述解耦组件的一侧，所述第一传动腿的第一端连接一输出轴，所述第一传动腿的第二端上安装第一驱动轮，所述第一传动腿被配置成传递一输出轴的动力以驱动第一驱动轮转动；

第二驱动腿组件，包括第二传动腿和第二驱动轮，所述第二传动腿转动安装在解耦组件的另一侧，所述第二传动腿的第一端连接另一输出轴，所述第二传动腿的第二端上安装第二驱动轮，并且，所述第二传动腿被配置成传递另一输出轴的动力以驱动第二驱动轮与第一驱动轮反向转动；

张紧组件，连接在所述解耦组件的端部，包括驱动件和张紧臂，两所述张紧臂的第一端转动连接在驱动件的输出端的两侧，两张紧臂的第二端对应转动连接第一传动腿和第二传动腿的第二端，两张紧臂、第一传动腿和第二传动腿之间共同构成可变形四边形结构，其中，两张紧臂与第一传动腿、第二传动腿之间的连接构成可变形四边形结构的两变形点，驱动件被配置成驱动两张紧臂的第一端朝向或远离解耦器件运动，以带动可变形四边形结构的两变形点相向或背向运动。

所述的油气井生产管柱管内爬行器，优选地，所述解耦器件包括端盖、桥壳、第一壳、第二壳和解耦器；所述第一壳和第二壳共同构成解耦器的壳体，所述第二壳外圆具有螺旋锥齿特征，用于与所述驱动器的前输出端或后输出端传动配合；两所述端盖分别布置在第一壳和第二壳的外侧，解耦器的两端通过两轴承与两端盖连接，两端盖通过紧固件连接桥壳，两输出轴连接在解耦器的两端；第一传动腿和第二传动腿分别通过轴承安装在两端盖的外侧。

所述的油气井生产管柱管内爬行器，优选地，所述第一传动腿采用链传腿组件，所述链传腿组件包括第一腿、第一轴、第二轴、第三轴、链匣盖、第一链轮、第二链轮、第一盖板、第一轮毂、链环、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮；所述第一盖板通过紧固件连接所述第一腿，所述第一盖板内安装第一轴承，所述第一齿轮与第一轴承同轴并安装在所述第一腿内；所述第三齿轮通过第一轴安装在所述第一腿内，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一轴的两端通过轴承和螺钉分别连接第一腿和第一盖板；所述第二齿轮和第一链轮通过第三轴安装在所述第一腿内，所述第二齿轮与第三齿轮啮合，第三轴两端通过轴承和螺钉分别连接第一盖板和链匣盖，所述链匣盖内嵌于第一腿端面；第一链轮通过链环连接第二链轮，所述第二链轮通过第二轴连接第一轮毂，所述第二轴通过轴承连接第一腿和链匣盖；所述第一驱动轮安装在第一轮毂上；所述第一腿通过轴承安装在解耦器件的一侧，所述解耦器件上的一侧的输出轴与第一轴承的内孔以及第一齿轮上的过孔同轴连接；所述第二轴转动连接张紧组件上的一侧张紧臂的第二端。

所述的油气井生产管柱管内爬行器，优选地，所述第二传动腿采用齿传腿组件，包括第二腿、第四轴、第五轴、第六轴、第二盖板、第三盖板、第二轮毂、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮和第七齿轮；所述第三盖板通过紧固件连接第二腿，所述第三盖板内安装第二轴承，所述第三齿轮与第二轴承同轴并安装在所述第二腿内；所述第七齿轮通过第四轴安装在第二腿内，所述第七齿轮与第三齿轮啮合，所述第四轴的两端通过轴承和螺钉分别连接所述第二腿和第三盖板；所述第六齿轮和第四齿轮通过第六轴安装在第二腿内，所述第六齿轮与第七齿轮啮合，所述第六轴的两端通过轴承和螺钉分别连接所述第三盖板和第二盖板，所述第二盖板内嵌于所述第二腿端面；所述第四齿轮与第五齿轮啮合，所述第五齿轮通过第五轴连接第二轮毂，所述第五轴通过轴承连接所述第二腿和第二盖板；所述第二驱动轮安装在第二轮毂上；第二腿通过轴承安装在解耦器件的另一侧，所述解耦器件上的另一侧的输出轴与所述第二轴承的内孔以及第三齿轮上的过孔同轴连接，所述第五轴转动连接张紧组件上的另一侧张紧臂的第二端。

所述的油气井生产管柱管内爬行器，优选地，所述驱动件包括减速电机组件、联轴器、丝杠螺母组件、托架、托盘、止推环、第三轴承和压簧；所述减速电机组件的输出端通过所述联轴器与丝杠螺母组件中的丝杠连接，所述第三轴承的内孔连接联轴器外圆，所述第三轴承通过挡圈连接所述止推环，所述减速电机组件的端部、止推环以及解耦器件的端部通过紧固件连接；所述托架连接丝杠螺母组件中的螺母，所述螺母端面紧固连接所述托盘，所述托盘与解耦器件中的桥壳之间构成滑动副，所述螺母端面紧固连接托盘，所述托盘通过紧固件连接解耦器件中的桥壳，两所述张紧臂的第一端分别转动连接在所述托架的两侧，两所述张紧臂的第二端分别对应转动连接第一传动腿和第二传动腿的第二端；所述压簧同轴套接在所述丝杠上，所述压簧的一端连接托架，所述压簧的另一端抵在所述解耦器件的端部；所述压簧始终向托架施加朝向所述减速电机组件的输出端的外力。

所述的油气井生产管柱管内爬行器，优选地，所述每一解耦组件的外表面安装两个第一微动开关，每一张紧组件的外表面安装三个第二微动开关，所述第一微动开关和第二微动开关均与对应侧的张紧组件的驱动件电连接。

第二方面，本发明还提供一种多功能编组，包括所述第一方面中任一项所述的爬行器、检修器、清管器、打捞器和扶正器；所述爬行器、扶正器、检修器和扶正器串联构成检测编组，所述爬行器与清管器串联构成清管编组，爬行器与打捞器串联构成打捞编组。

所述的多功能编组，优选地，所述检测器包括安装架、压力传感器、温度传感器和弹性联轴器；所述压力传感器和温度传感器间隔固定在所述安装架内，两所述弹性联轴器分别连接在所述安装架的两端。

所述的多功能编组，优选地，所述清管器包括弹性联轴器、电机组件、钢丝刷和刷头；所述钢丝刷活动套设在所述电机组件的外部，所述电机组件的输出端与所述钢丝刷连接，所述刷头与电机组件的输出端同侧分布并紧固连接在钢丝刷的端部，所述弹性联轴器连接在电机组的尾端。

所述的多功能编组，优选地，所述打捞器包括弹性联轴器、连接支架和磁性件；所述弹性联轴器与连接支架紧固连接，所述磁性件紧固连接在连接支架的端面。

所述的多功能编组，优选地，所述扶正器包括弹性联轴器、连接环、弹簧箍、扶正环和弹簧组件；两所述连接环紧固连接在所述扶正环的两端，每一所述连接环的自由端紧固连接弹性联轴器，所述弹簧箍与扶正环之间构成滑动副，若干所述弹簧组件绕所述扶正环的周向均布，每一所述弹簧组件的一端连接扶正环，每一所述弹簧组件的另一端连接弹性箍。

本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：本发明提供的油气井生产管柱管内爬行器，具体包括驱动器以及同轴交错的连接在驱动器的前、后输出端上的前桥组件和后桥组件；前桥组件和后桥组件的结构相同，均包括解耦组件、连接在解耦组件两侧的第一、第二驱动腿组件以及张紧组件，张紧组件上的两张紧臂和第一、第二驱动腿组件构成可变形四边形结构，张紧组件上的驱动件驱动可变形四边形结构变形，从而实现前、后桥组件上的第一、第二驱动轮同步张开附着管壁行走或收缩至最小包络，解决爬行器通过小直径管道及缩径的难题；另一方面，前、后桥组件同轴交错布置，四个驱动轮张开分布在管壁的不同方向，提高爬行器沿管壁行走的稳定性。此外，该爬行器能够与检测器、扶正器、清管器和打捞器等按需编队，构成检测编组、清管编组和打捞编组等功能编组，用于井下温度和压力检测、油管内壁清垢和管内小型铁磁材质坠物打捞等作业场景。相比钢丝绳和电缆等井下作业方式，可提高井下作业和小型修井的效率。

附图说明

图1是本公开一实施例提供的油气井生产管柱管内爬行器的剖视图；

图2是本公开一实施例提供的油气井生产管柱管内爬行器的解耦组件的结构示意图；

图3是本公开一实施例提供的油气井生产管柱管内爬行器的第一驱动腿组件的结构示意图；

图4是本公开一实施例提供的油气井生产管柱管内爬行器的第二驱动腿组件的结构示意图；

图5是本公开一实施例提供的油气井生产管柱管内爬行器的张紧组件的结构示意图；

图6是本公开一实施例提供的油气井生产管柱管内爬行器通过管道缩径的流程图；

图7是本公开一实施例提供的多功能编组中检修编组的示意图；

图8是本公开一实施例提供的多功能编组中清管编组的示意图；

图9是本公开一实施例提供的多功能编组中打捞编组的示意图；

图10是本公开一实施例提供的多功能编组中检测器的结构示意图；

图11是本公开一实施例提供的多功能编组中扶正器的结构示意图；

图12是本公开一实施例提供的多功能编组中清管器的结构示意图；

图13是本公开一实施例提供的多功能编组中打捞器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本公开一实施例提供的一种油气井生产管柱管内爬行器，该爬行器1包括具有相对分布的前输出端和后输出端的驱动器1-16，同轴交错地连接在前输出端和后输出端的前桥组件和后桥组件，需要理解的是，驱动器1-16可采用电机组件，也可其他动力组件，不限于此。

如图2所示，前桥组件和后桥组件的结构相同，均包括解耦组件1-18、张紧组件1-17、第一驱动腿组件1-19和第二驱动腿组件1-20；

解耦组件1-18包括解耦器件以及连接在解耦器件两侧的两输出轴，解耦器件传动连接前输出端或后输出端，且所述解耦器件被配置成对驱动器1-16输出的动力进行解耦并分输至两输出轴；

第一驱动腿组件1-19包括第一传动腿和第一驱动轮，第一传动腿转动安装在解耦组件1-18的一侧，第一传动腿的第一端连接一输出轴，第一传动腿的第二端上安装第一驱动轮，并且，第一传动腿被配置成传递一输出轴的动力以驱动第一驱动轮转动；

第二驱动腿组件1-20包括第二传动腿和第二驱动轮，第二传动腿转动安装在解耦组件1-18的另一侧，第二传动腿的第一端连接另一输出轴，第二传动腿的第二端上安装第二驱动轮，并且，第二传动腿被配置成传递另一输出轴的动力以驱动第二驱动轮与第一驱动轮反向转动；

张紧组件1-17连接在解耦组件1-18的端部，包括驱动件和张紧臂，两张紧臂的第一端转动连接在驱动件的输出端的两侧，两张紧臂的第二端对应转动连接第一传动腿和第二传动腿的第二端，两张紧臂、第一传动腿和第二传动腿之间共同构成可变形四边形结构，其中，两张紧臂与第一传动腿、第二传动腿之间的连接构成可变形四边形结构的两变形点，驱动件被配置成驱动两张紧臂的第一端朝向或远离解耦器件运动，进而带动可变形四边形结构的两变形点相向或背向运动，从而实现第一驱动轮和第二驱动轮同步张开附着于管壁上或收缩至最小包络。

在一些示例中，如图2所示，解耦器件包括端盖1-18-6、桥壳1-18-7、第一壳1-18-9、第二壳1-18-10和解耦器1-18-11；第一壳1-18-9和第二壳1-18-10共同构成解耦器1-18-11的壳体，第二壳1-18-10外圆具有螺旋锥齿特征，用于与驱动器1-16的前输出端或后输出端传动配合，将驱动器1-16的动力输入解耦器1-18-11；两端盖1-18-6分别布置在第一壳1-18-9和第二壳1-18-10的外侧，解耦器1-18-11的两端通过两轴承与两端盖1-18-6连接，两端盖1-18-6通过紧固件(例如顶丝)连接桥壳1-18-7，两输出轴连接在解耦器1-18-11的两端；第一传动腿和第二传动腿分别通过轴承安装在两端盖1-18-6的外侧。

在一些示例中，如图3所示，第一传动腿采用链传腿组件，链传腿组件包括第一腿1-19-12、第一轴1-19-13、第二轴1-19-14、第三轴1-19-15、链匣盖1-19-16、第一链轮1-19-17、第二链轮1-19-18、第一盖板1-19-19、第一轮毂1-19-20、链环1-19-21、第一齿轮1-19-22、第二齿轮1-19-23和第三齿轮1-19-24；第一盖板1-19-19通过紧固件连接第一腿1-19-12，第一盖板1-19-19内安装第一轴承1-19-1，第一齿轮1-19-22与第一轴承1-19-1同轴并安装在第一腿1-19-12内；第三齿轮1-19-24与第一齿轮1-19-22啮合；第一轴1-19-13与第三齿轮1-19-24上的过孔同轴连接，第一轴1-19-13的两端通过轴承和螺钉分别连接第一腿1-19-12和第一盖板1-19-19；第二齿轮1-19-23与第三齿轮1-19-24啮合，第二齿轮1-19-23通过第三轴1-19-15连接第一链轮1-19-17，第三轴1-19-15两端通过轴承和螺钉分别连接第一盖板1-19-19和链匣盖1-19-16，链匣盖1-19-16内嵌于第一腿1-19-12端面；第一链轮1-19-17通过链环1-19-21连接第二链轮1-19-18，第二链轮1-19-18通过第二轴1-19-14连接第一轮毂1-19-20，第二轴1-19-14通过轴承连接第一腿1-19-12和链匣盖1-19-16；第一驱动轮安装在第一轮毂1-19-20上；第一腿1-19-12通过轴承安装在解耦器件的一侧，也即安装在解耦器件上的一侧端盖1-18-6的外侧，解耦器件上的一侧的输出轴与第一轴承1-19-1的内孔以及第一齿轮1-19-22上的过孔同轴连接，以将来自解耦器件的动力输入第一传动腿内，第二轴1-19-14转动连接张紧组件1-17上的一侧张紧臂的第二端。工作时，解耦器件对驱动器1-16输出的动力进行解耦，并通过与第一传动腿连接的输出轴传递给第一齿轮1-19-22，依次经过第三齿轮1-19-24、第二齿轮1-19-23、第三轴1-19-15、第一链轮1-19-17、链环1-19-21、第二链轮1-19-18、第二轴1-19-14传递给第一轮毂1-19-20，第一轮毂1-19-20通过第一驱动轮接触管壁，提供牵引力。

在一些示例中，如图4所示，第二传动腿采用齿传腿组件，包括第二腿1-20-12、第四轴1-20-13、第五轴1-20-14、第六轴1-20-15、第二盖板1-20-16、第三盖板1-20-17、第二轮毂1-20-18、第三齿轮1-20-19、第四齿轮1-20-20、第五齿轮1-20-21、第六齿轮1-20-22和第七齿轮1-20-23；第三盖板1-20-17通过紧固件连接第二腿1-20-12，第三盖板1-20-17内安装第二轴承1-20-2，第三齿轮1-20-19与第二轴承1-20-2同轴并安装在第二腿1-20-12内；第七齿轮1-20-23通过第四轴1-20-13安装在第二腿1-20-12内，第七齿轮1-20-23与第三齿轮1-20-19啮合，第四轴1-20-13的两端通过轴承和螺钉分别连接第二腿1-20-12和第三盖板1-20-17；第六齿轮1-20-22和第四齿轮1-20-20通过第六轴1-20-15安装在第二腿1-20-12内，第六齿轮1-20-22与第七齿轮1-20-23啮合，第六轴1-20-15的两端通过轴承和螺钉分别连接第三盖板1-20-17和第二盖板1-20-16，第二盖板1-20-16内嵌于第二腿1-20-12端面；第四齿轮1-20-20与第五齿轮1-20-21啮合，第五齿轮1-20-21通过第五轴1-20-14连接第二轮毂1-20-18，第五轴1-20-14通过轴承连接第二腿1-20-12和第二盖板1-20-16；第二驱动轮安装在第二轮毂1-20-18上；第二腿1-10-12通过轴承安装在解耦器件的另一侧，也即安装在解耦器件上的另一侧端盖1-18-6的外侧，解耦器件上的另一侧的输出轴与第二轴承1-20-2的内孔以及第三齿轮1-20-19上的过孔同轴连接，以将来自解耦器件的动力输入第二传动腿内，第五轴1-20-14转动连接张紧组件1-17上的另一侧张紧臂的第二端。工作时，解耦器件对驱动器1-16输出的动力进行解耦，并通过与第二传动腿连接的输出轴传递给第三齿轮1-20-19，然后依次经过第七齿轮1-20-23、第六齿轮1-20-22、第六轴1-20-15、第四齿轮1-20-20、第五齿轮1-20-21、第五轴1-20-14传递给第二轮毂1-20-18，第二轮毂1-20-18通过第二驱动轮接触管壁，提供牵引力。由于链条传动的传动方向相同，齿轮传动的传动方向相反，因此第一驱动轮和第二驱动轮互为反向转动。

在一些示例中，如图5所示，驱动件包括减速电机组件1-17-21、联轴器1-17-16、丝杠螺母组件、托架1-17-13、托盘1-17-14、止推环1-17-19、第三轴承1-17-3和压簧(图中未示出)；减速电机组件1-17-21的输出端通过联轴器1-17-16与丝杠螺母组件中的丝杠1-17-22连接，第三轴承1-17-3的内孔连接联轴器1-17-16外圆，第三轴承1-17-3通过挡圈连接止推环1-17-19，减速电机组件1-17-21的端部、止推环1-17-19以及解耦器件的端部通过紧固件(例如螺钉组件)连接；托架1-17-13连接丝杠螺母组件中的螺母1-17-23，螺母1-17-23端面紧固连接托盘1-17-14，托盘1-17-14与解耦器件中的桥壳1-18-7之间构成滑动副，两张紧臂的第一端分别转动连接在托架1-17-13的两侧，两张紧臂的第二端分别对应转动连接第一传动腿和第二传动腿的第二端(也即两张紧臂的第二端分别与第一传动腿的第二轴1-19-14以及第二传动腿的第五轴1-20-14转动连接)，压簧同轴套接在丝杠1-17-22上，压簧的一端连接托架1-17-13，另一端抵在解耦器件的端部；压簧始终向托架1-17-13施加朝向减速电机组件1-17-21的输出端的外力。工作时，减速电机组件1-17-21驱动丝杆1-17-22转动，由于托盘1-17-14与桥壳1-18-7构成的滑动副起到限制作用，限制另了螺母1-17-23的周向转动，螺母1-17-23只能沿丝杆1-17-22轴向运动，进而带动连接在托架1-17-13上的两张紧臂的第一端朝向或远离解耦器件运动，从而使得可变形四边形结构的两变形点相向或背向运动，即使得第一传动腿上的第一驱动轮和第二传动腿上的第二驱动轮同步张开附着于管壁行走，或者第一传动腿上的第一驱动轮和第二传动腿上的第二驱动轮同步收缩至最小包络，以使爬行器具备弯曲管道内的通过能力。

在一些示例，在托盘1-17-14上且沿其周向间隔设置槽销螺钉，桥壳1-18-7的侧壁开设滑槽，槽销螺钉滑动配合于滑槽内，由此托盘1-17-14与桥壳1-18-7之间构成滑动副，不仅限制了螺母1-17-23绕丝杠1-17-22轴线的转动，而且限定螺母沿丝杠1-17-22的轴向运动行程。

在一些示例中，如图6所示，每一解耦组件1-18的外表面安装两个第一微动开关1-06，每一张紧组件1-17的外表面安装三个第二微动开关1-07，第一微动开关1-06和第二微动开关1-07均与对应侧的张紧组件1-17的驱动件电连接，主要用于判断是否接近管道中的缩径位置；当爬行器1在管内沿管壁行走时，如果位于前桥组件上的张紧组件1-17的外表面的微动开关1-07触发，则启动缩径位置通过流程：前桥组件上的张紧组件1-17中的驱动件启动，带动两张紧臂远离解耦器件，进而带动可变形四边形结构的两变形点相向运动，从而使得位于前桥组件上的第一驱动轮和第二驱动轮脱离管壁并收缩至最小包络，爬行器1通过后桥组件上的第一、第二驱动轮驱动前进；待前轮组件通过缩径位置后，位于前桥组件中的解耦组件1-18外表面的微动开关1-06触发，前桥组件中的张紧组件1-17张开，带动第一、第二驱动轮附着管壁，爬行器(1)处于四轮驱动状态；待后桥组件中的第一、第二驱动轮接近缩径位置时，位于后桥组件中的解耦组件1-18外表面的微动开关1-06触发，后桥组件中的张紧组件1-17收缩，第一、第二驱动轮脱离管壁并收缩至最小包络，爬行器1通过前桥组件中的第一、第二驱动轮驱动前进，待后桥组件上的第一、第二驱动轮通过缩径位置后，位于后桥组件上的张紧组件1-17的外表面的微动开关1-07触发，后桥组件上的张紧组件1-17张开，带动第一、第二驱动轮附着管壁，爬行器1恢复四轮驱动状态，缩径位置通过；反之亦然。

在一些示例中，在螺母1-17-23的外部设置测力计1-17-2，测力计1-17-2的内孔连接螺母1-17-23，托架1-17-13与测力计1-17-2连接，测力计1-17-2用于采集张紧组件1-17的两张紧臂之间的张紧力。

在一些示例中，本发明还包括控制系统，控制系统与测力计1-17-2和驱动件连接，控制系统被配置为根据测力计1-17-2采集的张紧力与预设张紧力控制驱动件的运行。

另外地，如图7-9所示，本公开一实施例还提供一种多功能编组，包括上述任一实施例中的爬行器1、检测器2、扶正器3、清管器4和打捞器5；爬行器1与检测器2串联构成检测编组A，检测器2用于检测管道内流体的温度和压力等信息；爬行器1与清管器4串联构成清管编组B，清管器4用于清理管道内壁污垢；爬行器1与打捞器5串联构成打捞编组C，打捞器5用于打捞管道内小型铁磁材质坠物；为避免检测器2随爬行器1在管内行走时的摆动，在爬行器1和检测器2之间以及检测器2的尾端均连接扶正器3。需要理解的是，上述多功能编组不限于此，也可为爬行器1与检测器2、清管器4和打捞器5中的任意两个或三个串联形成的编组，可根据实际情况设计。

在一些示例中，如图10所示，检测器2包括安装架2-01、压力传感器2-02、温度传感器2-03和弹性联轴器2-04；压力传感器2-02和温度传感器2-03间隔固定在安装架2-01内，两弹性联轴器2-04分别连接在安装架2-01的两端；检测器2通过压力传感器2-02和温度传感器2-03检测管道内部流体的压力和温度。

在一些示例中，如图11所示，扶正器3包括弹性联轴器3-01、连接环3-02、弹簧箍3-03、扶正环3-04和弹簧组件3-07；两连接环3-02紧固连接在扶正环3-04的两端，每一连接环3-02的自由端紧固连接弹性联轴器3-01，弹簧箍3-03与扶正环3-04之间构成滑动副，若干弹簧组件3-07沿扶正环3-04的周向均布，每一弹簧组件3-07的一端连接扶正环3-04，另一端连接弹性箍3-03；当管道内径变化时，弹簧箍3-03沿扶正环3-04滑动，弹簧组件3-07发生形变以适应管道直径，实现扶正环3-04与管道同轴。

在一些示例中，弹簧组件3-07两端分别与弹性箍3-03、扶正环3-04铰接，以便于弹簧组件3-07的变形。优选地，弹簧组件3-07采用板簧和导向轮，导向轮转动连接在板簧的中部。

在一些示例中，如图12所示，清管器4包括弹性联轴器4-01、电机组件4-02、钢丝刷4-03和刷头4-04；钢丝刷4-03活动套设在电机组件4-02的外部，电机组件4-02的输出端与钢丝刷4-03连接，刷头4-04与电机组件4-02的输出端同侧分布并紧固连接在钢丝刷4-02的端部，弹性联轴器4-01连接在电机组件4-02的尾端。启动电机组件4-02，电机组件4-02的输出轴带动钢丝刷4-03旋转，钢丝刷4-03带动刷头4-04旋转，实现清管功能。

在一些示例中，如图13所示，打捞器5弹性联轴器5-01、连接支架5-02和磁性件5-03；弹性联轴器5-01与连接支架5-02紧固连接，磁性件5-03紧固连接在连接支架5-02的端面；具体地，磁性件5-03可采用磁铁，利用磁性件5-03的磁性吸附管内磁性坠物，实现管道内小型铁磁材质坠物的打捞。

在一些示例中，如图5所示，为方便爬行器1与检测器2、扶正器3、清管器4或打捞器5的连接，爬行器1的张紧组件1-17中的驱动件上安装衔锥1-17-17。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种油气井生产管柱管内爬行器，其特征在于，包括具有相对分布的前输出端和后输出端的驱动器，同轴交错地连接在前输出端和后输出端的前桥组件和后桥组件，

所述前桥组件和后桥组件的结构相同，均包括：

解耦组件，包括解耦器件以及连接在解耦器件两侧的两输出轴，所述解耦器件传动连接前输出端或后输出端，且所述解耦器件被配置成对驱动器输出的动力进行解耦并分输至两输出轴；

第一驱动腿组件，包括第一传动腿和第一驱动轮，所述第一传动腿转动安装在所述解耦组件的一侧，所述第一传动腿的第一端连接一输出轴，所述第一传动腿的第二端上安装第一驱动轮，所述第一传动腿被配置成传递一输出轴的动力以驱动第一驱动轮转动；

第二驱动腿组件，包括第二传动腿和第二驱动轮，所述第二传动腿转动安装在解耦组件的另一侧，所述第二传动腿的第一端连接另一输出轴，所述第二传动腿的第二端上安装第二驱动轮，并且，所述第二传动腿被配置成传递另一输出轴的动力以驱动第二驱动轮与第一驱动轮反向转动；

张紧组件，连接在所述解耦组件的端部，包括驱动件和张紧臂，两所述张紧臂的第一端转动连接在驱动件的输出端的两侧，两张紧臂的第二端对应转动连接第一传动腿和第二传动腿的第二端，两张紧臂、第一传动腿和第二传动腿之间共同构成可变形四边形结构，其中，两张紧臂与第一传动腿、第二传动腿之间的连接构成可变形四边形结构的两变形点，驱动件被配置成驱动两张紧臂的第一端朝向或远离解耦器件运动，以带动可变形四边形结构的两变形点相向或背向运动。

2.如权利要求1所述的一种油气井生产管柱管内爬行器，其特征在于：所述解耦器件包括端盖、桥壳、第一壳、第二壳和解耦器；所述第一壳和第二壳共同构成解耦器的壳体，所述第二壳外圆具有螺旋锥齿特征，用于与所述驱动器的前输出端或后输出端传动配合；两所述端盖分别布置在第一壳和第二壳的外侧，解耦器的两端通过两轴承与两端盖连接，两端盖通过紧固件连接桥壳，两输出轴连接在解耦器的两端；第一传动腿和第二传动腿分别通过轴承安装在两端盖的外侧。

3.如权利要求1所述的一种油气井生产管柱管内爬行器，其特征在于：所述第一传动腿采用链传腿组件，所述链传腿组件包括第一腿、第一轴、第二轴、第三轴、链匣盖、第一链轮、第二链轮、第一盖板、第一轮毂、链环、第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮；所述第一盖板通过紧固件连接所述第一腿，所述第一盖板内安装第一轴承，所述第一齿轮与第一轴承同轴并安装在所述第一腿内；所述第三齿轮通过第一轴安装在所述第一腿内，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一轴的两端通过轴承和螺钉分别连接第一腿和第一盖板；所述第二齿轮和第一链轮通过第三轴安装在所述第一腿内，所述第二齿轮与第三齿轮啮合，第三轴两端通过轴承和螺钉分别连接第一盖板和链匣盖，所述链匣盖内嵌于第一腿端面；第一链轮通过链环连接第二链轮，所述第二链轮通过第二轴连接第一轮毂，所述第二轴通过轴承连接第一腿和链匣盖；所述第一驱动轮安装在第一轮毂上；所述第一腿通过轴承安装在解耦器件的一侧，所述解耦器件上的一侧的输出轴与第一轴承的内孔以及第一齿轮上的过孔同轴连接；所述第二轴转动连接张紧组件上的一侧张紧臂的第二端。

4.如权利要求1所述的一种油气井生产管柱管内爬行器，其特征在于：所述第二传动腿采用齿传腿组件，包括第二腿、第四轴、第五轴、第六轴、第二盖板、第三盖板、第二轮毂、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮和第七齿轮；所述第三盖板通过紧固件连接第二腿，所述第三盖板内安装第二轴承，所述第三齿轮与第二轴承同轴并安装在所述第二腿内；所述第七齿轮通过第四轴安装在第二腿内，所述第七齿轮与第三齿轮啮合，所述第四轴的两端通过轴承和螺钉分别连接所述第二腿和第三盖板；所述第六齿轮和第四齿轮通过第六轴安装在第二腿内，所述第六齿轮与第七齿轮啮合，所述第六轴的两端通过轴承和螺钉分别连接所述第三盖板和第二盖板，所述第二盖板内嵌于所述第二腿端面；所述第四齿轮与第五齿轮啮合，所述第五齿轮通过第五轴连接第二轮毂，所述第五轴通过轴承连接所述第二腿和第二盖板；所述第二驱动轮安装在第二轮毂上；第二腿通过轴承安装在解耦器件的另一侧，所述解耦器件上的另一侧的输出轴与所述第二轴承的内孔以及第三齿轮上的过孔同轴连接，所述第五轴转动连接张紧组件上的另一侧张紧臂的第二端。

5.如权利要求2所述的一种油气井生产管柱管内爬行器，其特征在于：所述驱动件包括减速电机组件、联轴器、丝杠螺母组件、托架、托盘、止推环、第三轴承和压簧；所述减速电机组件的输出端通过所述联轴器与丝杠螺母组件中的丝杠连接，所述第三轴承的内孔连接联轴器外圆，所述第三轴承通过挡圈连接所述止推环，所述减速电机组件的端部、止推环以及解耦器件的端部通过紧固件连接；所述托架连接丝杠螺母组件中的螺母，所述螺母端面紧固连接所述托盘，所述托盘与解耦器件中的桥壳之间构成滑动副，所述螺母端面紧固连接托盘，所述托盘通过紧固件连接解耦器件中的桥壳，两所述张紧臂的第一端分别转动连接在所述托架的两侧，两所述张紧臂的第二端分别对应转动连接第一传动腿和第二传动腿的第二端；所述压簧同轴套接在所述丝杠上，所述压簧的一端连接托架，所述压簧的另一端抵在所述解耦器件的端部；所述压簧始终向托架施加朝向所述减速电机组件的输出端的外力。

6.如权利要求1所述的一种油气井生产管柱管内爬行器，其特征在于：所述每一解耦组件的外表面安装两个第一微动开关，每一张紧组件的外表面安装三个第二微动开关，所述第一微动开关和第二微动开关均与对应侧的张紧组件的驱动件电连接。

7.一种多功能编组，其特征在于：包括如权利要求1至6任一项所述的爬行器、检修器、清管器、打捞器和扶正器；所述爬行器、扶正器、检修器和扶正器串联构成检测编组，所述爬行器与清管器串联构成清管编组，爬行器与打捞器串联构成打捞编组。

8.如权利要求7所述的一种多功能编组，其特征在于：所述检测器包括安装架、压力传感器、温度传感器和弹性联轴器；所述压力传感器和温度传感器间隔固定在所述安装架内，两所述弹性联轴器分别连接在所述安装架的两端。

9.如权利要求7所述的一种多功能编组，其特征在于：所述清管器包括弹性联轴器、电机组件、钢丝刷和刷头；所述钢丝刷活动套设在所述电机组件的外部，所述电机组件的输出端与所述钢丝刷连接，所述刷头与电机组件的输出端同侧分布并紧固连接在钢丝刷的端部，所述弹性联轴器连接在电机组的尾端。

10.如权利要求7所述的一种多功能编组，其特征在于：所述打捞器包括弹性联轴器、连接支架和磁性件；所述弹性联轴器与连接支架紧固连接，所述磁性件紧固连接在连接支架的端面；

所述扶正器包括弹性联轴器、连接环、弹簧箍、扶正环和弹簧组件；两所述连接环紧固连接在所述扶正环的两端，每一所述连接环的自由端紧固连接弹性联轴器，所述弹簧箍与扶正环之间构成滑动副，若干所述弹簧组件绕所述扶正环的周向均布，每一所述弹簧组件的一端连接扶正环，每一所述弹簧组件的另一端连接弹性箍。

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