CN113483673A - 一种油管自动探通径装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油管自动探通径装置，包括：壳体，包括前端盖、中间筒体和后端盖，中间筒体与后端盖之间设置有齿轮座；前端盖内部安装有摄像头；中间筒体内靠近前端盖处设置有视频处理模块，中间筒体内靠近齿轮座处安装有驱动电机，中间筒体中还设置有动力电池组，动力电池组与驱动电机之间设置有驱动模块；驱动电机的电机轴固定连接有蜗杆，齿轮座中设置有驱动轮组，蜗杆与驱动轮组相接；后端盖内安装有无线天线模块；动力电池分别与视频处理模块、驱动模块和无线天线模块相接；无线天线模块分别与驱动模块和视频处理模块通信连接，视频处理模块与摄像头相接，驱动模块与驱动电机相接。本发明通径效率高，实现了在油管内前进、后退功能。
Description
技术领域
本发明属于石油工业用装置技术领域，更具体地说，本发明涉及一种油管自动探通径装置。
背景技术
在石油管生产技术领域，为了保证油套管内径符合设计要求，必须采用通径规对制造的套管内径进行通径。
现目前，井下作业过程中，下井油管采用标准通井规从油管前端插入，提起油管后，标准通井规在自身重力作用下，从油管后端滑出。存在通井规砸伤人员、意外落井和损坏小滑车等风险。经过改进后，采用长抽油管一端连接通井规对油管进行逐根通径操作，存在劳动强度大、施工效率低、受场地条件限制等缺陷，严重制约了施工效率，增大了员工劳动强度。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种油管自动探通径装置，包括：
壳体，其结构包括前端盖、中间筒体和后端盖，所述中间筒体与后端盖之间设置有齿轮座，所述前端盖、中间筒体、后端盖和齿轮座之间均为可拆卸连接；
所述前端盖内部安装有摄像头和照明灯；所述中间筒体内靠近前端盖处设置有视频处理模块，所述中间筒体内靠近齿轮座处安装有驱动电机，所述中间筒体中还设置有动力电池组，所述动力电池组与驱动电机之间设置有驱动模块；
所述驱动电机的电机轴固定连接有蜗杆，所述齿轮座中设置有多组驱动轮组，所述蜗杆与多组驱动轮组相接，且多组驱动轮组环绕蜗杆周向设置；
所述后端盖内安装有无线天线模块；所述动力电池分别与视频处理模块、驱动模块和无线天线模块相接；所述无线天线模块分别与驱动模块和视频处理模块通信连接，所述视频处理模块与摄像头相接，所述驱动模块与驱动电机相接。
优选的是，其中，所述后端盖中固定设置有后轴承座，所述后轴承座内固定安装有轴承Ⅰ；
所述中间筒体中固定设置有电机座，所述电机座为与中间筒体相适配的筒状结构，所述驱动电机安装在电机座的前端，所述电机座的后端安装有轴承Ⅱ，所述蜗杆的两端分别通过轴承Ⅰ和轴承Ⅱ分别与后轴承座和电机座转动连接，所述轴承Ⅱ中还设置有轴承垫圈。
优选的是，其中，所述后轴承座套设有弹簧，所述弹簧的一端与后端盖的阶梯状端面相抵接，另一端抵接有压环，所述压环上开设有多个压槽；
所述驱动轮组的结构包括：
第一安装支架，其一端设置在所述压环的压槽中，且所述第一安装支架与压槽为转动连接，另一端分别转动安装有爬行轮和第二安装支架；
所述第二安装支架的端部转动安装有中间齿轮，所述中间齿轮分别与爬行轮和蜗杆相啮合；所述齿轮座周向开设有多个方槽，每个驱动轮组的爬行轮都有与其相对应的方槽。
优选的是，其中，所述前端盖的前端固定连接有前端盖护帽，所述前端盖开设有为摄像头提供探测视野的通孔；
所述前端盖内螺纹连接有摄像头支架，所述摄像头被装配在摄像头支架内部。
优选的是，其中，所述后端盖内固定设置有用于对无线天线模块进行限位的天线压帽。
优选的是，其中，所述驱动模块为大功率无刷驱动器，所述中间筒体内安装有用于对大功率无刷驱动器进行散热的散热风扇。
优选的是，其中，所述前端盖设置有安装槽，所述安装槽中转动安装有扶正轮。
优选的是，其中，所述油管自动探通径装置还配备有伸缩杆。
优选的是，其中，所述壳体安装有编码器、计数器、温度传感器和电压传感器，所述编码器、温度传感器和电压传感器分别与所述无线天线模块通信连接。
本发明至少包括以下有益效果：本发明提供的油管自动探通径装置通过设置的驱动轮组，实现了在油管中前进、后退进行通径的功能，提高了施工效率，减轻了员工劳动强度；本发明的油管自动探通径装置通过在前端盖中设置摄像头和照明灯，可实时获取油管内部图像，并且通过无线天线模块将视频信息传输至控制箱；并且发明还安装有编码器，可自动测量油管长度，并将测量值传输至控制箱。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明提供的油管自动探通径装置外部结构示意图；
图2为本发明提供的油管自动探通径装置轴向剖面结构示意图；
图3为本齿轮座的局部剖面结构示意图；
图4为蜗杆和一组驱动轮组的连接结构示意图；
图5为后端盖和齿轮座的立体结构示意图；
图6为前端盖的局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语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，并不是指示或暗示所指的装置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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1-6所示：本发明的一种油管自动探通径装置，包括：
壳体100，其结构包括前端盖13、中间筒体16和后端盖101，所述中间筒体16与后端盖101之间设置有齿轮座5，所述前端盖13、中间筒体16、后端盖101和齿轮座之间均为可拆卸连接；
所述前端盖13内部安装有摄像头23和照明灯；所述中间筒体16内靠近前端盖13处设置有视频处理模块19，所述中间筒体16内靠近齿轮座5处安装有驱动电机24，所述中间筒体16中还设置有动力电池组20，所述动力电池组16与驱动电机24之间设置有驱动模块21；
所述驱动电机24的电机轴固定连接有蜗杆1，所述齿轮座5中设置有多组驱动轮组，所述蜗杆1与四组驱动轮组相接，且四组驱动轮组环绕蜗杆周向设置；
所述后端盖101内安装有无线天线模块17；所述动力电池20分别与视频处理模块19、驱动模块21和无线天线模块17相接；所述无线天线模块17分别与驱动模块21和视频处理模块19通信连接，所述视频处理模块19与摄像头23相接，所述驱动模块21与驱动电机24相接。
工作原理：本发明提供的油管自动探通径装置的外壳100采用航空铝，重量轻，强度高。动力电池组20用于为摄像头23、照明灯、驱动电机24和无线天线模块17供电，动力电池组20可选用磷酸铁锂电池，预定容量8500mAh，额定电压为24V，并且配备有定制充电器，定制充电器为100-240V大电流三段式安全充电器，且带有满电自停，电量指示，散热器，保险丝、短路、过流、过压保护的功能，定制充电器采用专用充电接口，定制充电器与油管自动探通径装置采用磁吸式快速连接器。这种设置的动力电池组20功率密度高，体积小，容量大，且放电倍率高。动力电池组20带有DC-DC直流转换模块，将24V电压转换为12V、3.3V和5V电压，将上述转换后的电压分别给驱动模块21、视频处理模块19和无线天线模块17供电。动力电池组20通过驱动模块21为驱动电机24供电，驱动电机24驱动蜗杆1转动，从而使与蜗杆1相接的四组驱动轮组转动，使得油管自动探通径装置能在油管中运动，四组驱动轮组分别与油管的内壁接触，对油管自动探通径装置形成环形多点支撑，从而避免壳体表面与油管内壁接触，四组驱动轮组在驱动电机24和蜗杆1的驱动下使油管自动探通径装置在油管中移动，油管自动探通径装置便对油管进行通径作业。驱动电机24采用大功率无刷电机，管内爬行高速挡可达1m/s，提供最大拉力达10kg。摄像头23采用720P高清摄像头，配合视频处理模块19，视频抗干扰效果好，摄像头23获取的视频信号经过视频处理模块19处理后通过无线天线模块17传输给控制箱，从而可实时获取油管内的视频信息。无线天线模块17为采用了无线视频信号增强技术的定向天线，即使径向完全屏蔽也可通过管内进行无线信号传输；同时通过遥控器与无线天线模块17，可进行驱动电机24的调速和正反转控制，从而使得油管自动探通径装置可在油管中前进、后退。本发明的视频传输频段为5.8GHz，无线传输功率为600mW，驱动电机的最大功率为2000W。动力电池组20充电时间为2h,单次充电后可在油管中的移动距离为2000m。
在上述技术方案中，所述后端盖101中固定设置有后轴承座3，所述后轴承座3内固定安装有轴承Ⅰ31；
所述中间筒体16中固定设置有电机座4，所述电机座4为与中间筒体16相适配的筒状结构，所述驱动电机24安装在电机座4的前端，所述电机座4的后端安装有轴承Ⅱ32，所述蜗杆1的两端分别通过轴承Ⅰ31和轴承Ⅱ32与后轴承座3和电机座4转动连接，所述轴承Ⅱ32中还设置有轴承垫圈9。这种设置方式实现了蜗杆1在壳体100内的安装，且安装结构稳固可靠。
在上述技术方案中，所述后轴承座3套设有弹簧33，所述弹簧33的一端与后端盖101的阶梯状端面相抵接，另一端抵接有压环12，所述压环12上开设有多个压槽121；
所述驱动轮轮组的结构包括：
第一安装支架61，其一端设置在所述压环12的压槽121中，且所述第一安装支架61与压槽121为转动连接，另一端分别转动安装有爬行轮63和第二安装支架62；
所述第二安装支架62的端部转动安装有中间齿轮64，所述中间齿轮64分别与爬行轮63和蜗杆1相啮合；所述齿轮座5开设有四个方槽51，即每个驱动轮组的爬行轮63都有与之相对应的方槽51。驱动电机24驱动蜗杆1转动，蜗杆1带动中间齿轮64转动，从而使得中间齿轮64带动爬行轮63转动。参见图3和图4，弹簧33被释放后，弹簧33推动压环12和第一安装支架61右移，爬行轮63的一部分便外移至方槽外部并与油管内壁接触，这样就可通过爬行轮64的转动驱动油管自动探通径装置沿油管运动。因此，弹簧33的设置用于调节爬行轮63伸出方槽51的距离，确保爬行轮63始终与油管内壁保持接触，因而这种设置可以对不同管径的油管进行通径作业。图1～5所示的油管自动探通径装置均显示了一组驱动轮组，另外的三个方槽51都有与之相对应的驱动轮组，四组驱动轮组具有四个爬行轮63，四个爬行轮63在螺杆和中间齿轮的传动下，共同推动油管自动探通径装置在油管中移动。
在上述技术方案中，所述前端盖13的前端固定连接有前端盖护帽14，所述前端盖13开设有为摄像头23提供探测视野的通孔131；
所述前端盖13内螺纹连接有摄像头支架15，所述摄像头23被装配在摄像头支架15内部。
在上述技术方案中，所述后端盖101内固定设置有用于对无线天线模块进行限位的天线压帽18。
在上述技术方案中，所述驱动模块21为大功率无刷驱动器，所述中间筒体16内安装有用于对大功率无刷驱动器进行散热的散热风扇。
在上述技术方案中，所述前端盖设置有安装槽161，所述安装槽161中转动安装有扶正轮(未示出)，扶正轮与爬行轮63相配合，确保油管自动探通径装置在油管中运动过程的平衡性。
在上述技术方案中，所述油管自动探通径装置还配备有伸缩杆，当油管自动探通径装置在油管内失去动力时，通过伸缩杆将油管自动探通径装置牵引出油管。
在上述技术方案中，所述壳体安装有编码器、计数器、温度传感器和电压传感器，所述编码器、温度传感器、电压传感器分别与所述无线天线模块17通信连接。编码器和计数器相配合用以测量油管自动探通径装置的移动距离，即可得到油管的长度，具体方法为：编码器旋转一周的距离已知的情况下，计数器用于记录编码器旋转的脉冲数，用通径作业中计数器测得的总脉冲数除以编码器旋转一周的脉冲数，然后将计算得到的值乘以编码器旋转一周的距离即可得到油管自动探通径装置的移动距离。温度传感器用于实时监测油管中的温度，电压传感器用于对动力电池组进行过压保护。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种油管自动探通径装置，其特征在于，包括：
壳体，其结构包括前端盖、中间筒体和后端盖，所述中间筒体与后端盖之间设置有齿轮座，所述前端盖、中间筒体、后端盖和齿轮座之间均为可拆卸连接；
所述前端盖内部安装有摄像头和照明灯；所述中间筒体内靠近前端盖处设置有视频处理模块，所述中间筒体内靠近齿轮座处安装有驱动电机，所述中间筒体中还设置有动力电池组，所述动力电池组与驱动电机之间设置有驱动模块；
所述驱动电机的电机轴固定连接有蜗杆，所述齿轮座中设置有多组驱动轮组，所述蜗杆与多组驱动轮组相接，且多组驱动轮组环绕蜗杆周向设置；
所述后端盖内安装有无线天线模块；所述动力电池分别与视频处理模块、驱动模块和无线天线模块相接；所述无线天线模块分别与驱动模块和视频处理模块通信连接，所述视频处理模块与摄像头相接，所述驱动模块与驱动电机相接。
2.如权利要求1所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述后端盖中固定设置有后轴承座，所述后轴承座内固定安装有轴承Ⅰ；
所述中间筒体中固定设置有电机座，所述电机座为与中间筒体相适配的筒状结构，所述驱动电机安装在电机座的前端，所述电机座的后端安装有轴承Ⅱ，所述蜗杆的两端分别通过轴承Ⅰ和轴承Ⅱ分别与后轴承座和电机座转动连接，所述轴承Ⅱ中还设置有轴承垫圈。
3.如权利要求2所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述后轴承座套设有弹簧，所述弹簧的一端与后端盖的阶梯状端面相抵接，另一端抵接有压环，所述压环上开设有多个压槽；
所述驱动轮组的结构包括：
第一安装支架，其一端设置在所述压环的压槽中，且所述第一安装支架与压槽为转动连接，另一端分别转动安装有爬行轮和第二安装支架；
所述第二安装支架的端部转动安装有中间齿轮，所述中间齿轮分别与爬行轮和蜗杆相啮合；所述齿轮座周向开设有多个方槽，每个驱动轮组的爬行轮都有与其相对应的方槽。
4.如权利要求1所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述前端盖的前端固定连接有前端盖护帽，所述前端盖开设有为摄像头提供探测视野的通孔；
所述前端盖内螺纹连接有摄像头支架，所述摄像头被装配在摄像头支架内部。
5.如权利要求1所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述后端盖内固定设置有用于对无线天线模块进行限位的天线压帽。
6.如权利要求1所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述驱动模块为大功率无刷驱动器，所述中间筒体内安装有用于对大功率无刷驱动器进行散热的散热风扇。
7.如权利要求1所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述前端盖设置有安装槽，所述安装槽中转动安装有扶正轮。
8.如权利要求1所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述油管自动探通径装置还配备有伸缩杆。
9.如权利要求1所述的油管自动探通径装置，其特征在于，所述壳体安装有编码器、计数器、温度传感器和电压传感器，所述编码器、温度传感器和电压传感器分别与所述无线天线模块通信连接。
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