CN114607298A - 一种石油钻井爬行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种石油钻井爬行器，包括中间座和两个爬行机构；爬行机构包括液压缸、旋转装置、十字体、第一电机、主动锥齿轮和多个抓壁组件；抓壁组件包括丝杆、滑块、从动锥齿轮和抵持件；丝杆和十字体转动连接，滑块和丝杆螺纹连接，从动锥齿轮和丝杆固定连接，抵持件和滑块固定连接；通过第一电机驱动主动锥齿轮旋转，在从动锥齿轮、丝杆和滑块的传动下抵持件与钻井井壁抵紧，实现位置固定，利用液压缸驱动中间座另一侧的爬行机构纵向移动，通过对第一电机和液压缸的重复控制，能够使得石油钻井爬行器在钻井内移动，能够适应不同口径的石油钻井。

Description

一种石油钻井爬行器

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种石油钻井爬行器。

背景技术

钻井就是利用机械设备和相关的技术，从地表向地下将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程，而石油钻井就是以发现石油、天然气等烃类物质为目的的钻探工程，在对石油钻井进行检测时通常会使用石油钻井爬行器，而但是现有的石油钻井爬行器只能在固定口径的钻井内进行移动，无法用于不同口径的钻井，适用范围小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油钻井爬行器，能够在不同口径的石油钻井内进行移动。

为实现上述目的，本发明提供了一种石油钻井爬行器，包括中间座和两个爬行机构；两个所述爬行机构位于所述中间座两侧；所述爬行机构包括液压缸、旋转装置、十字体、第一电机、主动锥齿轮和多个抓壁组件；所述液压缸和所述中间座固定连接，并位于所述中间座侧边；所述旋转装置和所述液压缸活塞杆固定连接，并位于所述液压缸侧边；所述十字体位于所述旋转装置侧边，所述十字体具有多个滑槽；所述第一电机和所述十字体固定连接，并位于十字体侧边；所述主动锥齿轮和所述第一电机输出端固定连接，并位于所述第一电机侧边；多个所述抓壁组件分别位于多个所述滑槽内，所述抓壁组件包括丝杆、滑块、从动锥齿轮和抵持件；所述丝杆和所述十字体转动连接，并位于所述十字体侧边；所述滑块和所述丝杆螺纹连接，且与所述旋转装置连接，并位于所述滑槽内；所述从动锥齿轮和所述丝杆固定连接，且与所述主动锥齿轮啮合，并位于所述丝杆侧边；所述抵持件和所述滑块固定连接，并位于所述滑块侧边。

其中，所述抵持件包括支撑臂、弹簧阻尼器、连接座、两个弹性件、两个折弯刀和抵块；所述支撑臂和所述滑块固定连接，并位于所述滑块侧边；所述弹簧阻尼器和所述支撑臂固定连接，并位于所述支撑臂内部；所述连接座和所述弹簧阻尼器固定连接，并位于所述弹簧阻尼器侧边；两个所述弹性件分别与所述连接座转动连接，且分别与所述支撑臂滑动连接，并位于所述支撑臂两侧；两个所述折弯刀分别与两个所述弹性件固定连接，并分别位于两个所述弹性件侧边；所述抵块和所述支撑臂固定连接，并位于所述支撑臂侧边。

其中，所述抵持件还包括摄像模组；所述摄像模组和所述连接座固定连接，并位于所述连接座一侧。

其中，所述抵持件还包括防滑垫；所述防滑垫和所述抵块固定连接，并位于所述抵块侧边。

其中，所述弹性件包括转动杆、滑杆和第二弹簧；所述转动杆和所述连接座转动连接，并位于所述连接座侧边；所述滑杆和所述转动杆转动连接，且与所述支撑臂滑动连接，并位于所述转动杆侧边；所述第二弹簧和所述滑杆固定连接，且与所述折弯刀固定连接，并位于所述折弯刀内部。

其中，所述支撑臂包括固定部和滑动部；所述固定部和所述滑块固定连接，并位于所述滑块侧边；所述滑动部和所述固定部滑动连接，并位于所述固定部侧边。

其中，所述滑动部包括框体和螺杆；所述框体和所述固定部滑动连接，并位于所述固定部侧边；所述螺杆和所述框体转动连接，且与所述滑块螺纹连接，并位于所述框体侧边。

其中，所述滑动部还包括旋钮；所述旋钮和所述螺杆固定连接，并位于所述螺杆侧边。

其中，所述滑动部还包括防滑套；所述防滑套和所述旋钮固定连接，并位于所述旋钮侧边。

其中，所述固定部具有刻度线；所述刻度线位于所述固定部一侧。

本发明的一种石油钻井爬行器，使用时，将所述石油钻井爬行器放入钻井内，控制位于所述中间座上方的所述第一电机正转，所述第一电机驱动所述主动锥齿轮旋转，所述主动锥齿轮带动多个所述从动锥齿轮旋转，所述从动锥齿轮带动所述丝杆旋转，所述滑槽对所述滑块具有限位作用，能够防止所述滑块发生转动，使得所述丝杆在旋转时所述滑块会在所述滑槽内滑动，所述滑块带动所述抵持件靠近钻井井壁，使多个所述抵持件与钻井井壁抵紧，此时所述石油钻井爬行器会固定在钻井内部，而后控制所述中间座上方的所述液压缸启动，所述液压缸的活塞杆伸出，由于位于所述中间座上方的所述抓壁组件位置固定，因此所述液压缸活塞杆伸出时所述液压缸缸体会下移，带动所述中间座下移，从而使得位于所述中间座下方的所述抓壁组件下移，在所述液压缸活塞杆行程结束后，可根据需要控制位于所述中间座下方的所述液压缸继续驱动所述旋转装置下移，在到达指定位置后，控制位于所述中间座下方的所述第一电机正转，使得位于所述中间座下方的多个所述抵持件与钻井井壁抵紧固定，位置固定后再控制位于所述中间座上方的所述第一电机反转，使得位于所述中间座上方的多个所述抵持件远离钻井井壁，而后再控制位于所述中间座上方的所述液压缸带动所述旋转装置下移，重复上述步骤，即可使得在钻井内移动，同时能够适应不同口径的钻井，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种石油钻井爬行器的结构示意图。

图2是本发明的爬行机构的结构示意图。

图3是本发明的爬行机构的正视剖面图。

图4是图3细节A的局部放大图。

图5是本发明的抵持件的结构示意图。

图6是本发明的抵持件的侧视剖面图。

图7是本发明的抵持件的俯视剖面图。

1-中间座、2-爬行机构、3-液压缸、4-旋转装置、5-十字体、6-第一电机、7-主动锥齿轮、8-抓壁组件、41-旋转机构、42-导向杆、43-外套筒、44-第三弹簧、45-转动臂、50-滑槽、81-丝杆、82-滑块、83-从动锥齿轮、84-抵持件、411-第二电机、412-转盘、413-摄像机构、841-支撑臂、842-弹簧阻尼器、843-连接座、844-弹性件、845-折弯刀、846-抵块、847-摄像模组、848-防滑垫、4131-轴承、4132-云台、4133-摄像头、8411-固定部、8412-滑动部、8413-刻度线、8441-转动杆、8442-滑杆、8443-第二弹簧、84121-框体、84122-螺杆、84123-旋钮、84124-防滑套。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1～图7，本发明提供一种石油钻井爬行器：包括中间座1和两个爬行机构2；两个所述爬行机构2位于所述中间座1两侧；所述爬行机构2包括液压缸3、旋转装置4、十字体5、第一电机6、主动锥齿轮7和多个抓壁组件8；所述液压缸3和所述中间座1固定连接，并位于所述中间座1侧边；所述旋转装置4和所述液压缸3活塞杆固定连接，并位于所述液压缸3侧边；所述十字体5位于所述旋转装置4侧边，所述十字体5具有多个滑槽50；所述第一电机6和所述十字体5固定连接，并位于十字体5侧边；所述主动锥齿轮7和所述第一电机6输出端固定连接，并位于所述第一电机6侧边；多个所述抓壁组件8分别位于多个所述滑槽50内，所述抓壁组件8包括丝杆81、滑块82、从动锥齿轮83和抵持件84；所述丝杆81和所述十字体5转动连接，并位于所述十字体5侧边；所述滑块82和所述丝杆81螺纹连接，且与所述旋转装置4连接，并位于所述滑槽50内；所述从动锥齿轮83和所述丝杆81固定连接，且与所述主动锥齿轮7啮合，并位于所述丝杆81侧边；所述抵持件84和所述滑块82固定连接，并位于所述滑块82侧边。

在本实施方式中，使用时，将所述石油钻井爬行器放入钻井内，控制位于所述中间座1上方的所述第一电机6正转，所述第一电机6驱动所述主动锥齿轮7旋转，所述主动锥齿轮7带动多个所述从动锥齿轮83旋转，所述从动锥齿轮83带动所述丝杆81旋转，所述滑槽50对所述滑块82具有限位作用，能够防止所述滑块82发生转动，使得所述丝杆81在旋转时所述滑块82会在所述滑槽50内滑动，所述滑块82带动所述抵持件84靠近钻井井壁，使多个所述抵持件84与钻井井壁抵紧，此时所述石油钻井爬行器会固定在钻井内部，而后控制所述中间座1上方的所述液压缸3启动，所述液压缸3的活塞杆伸出，由于位于所述中间座1上方的所述抓壁组件8位置固定，因此所述液压缸3活塞杆伸出时所述液压缸3缸体会下移，带动所述中间座1下移，从而使得位于所述中间座1下方的所述抓壁组件8下移，在所述液压缸3活塞杆行程结束后，可根据需要控制位于所述中间座1下方的所述液压缸3继续驱动所述旋转装置4下移，在到达指定位置后，控制位于所述中间座1下方的所述第一电机6正转，使得位于所述中间座1下方的多个所述抵持件84与钻井井壁抵紧固定，位置固定后再控制位于所述中间座1上方的所述第一电机6反转，使得位于所述中间座1上方的多个所述抵持件84远离钻井井壁，而后再控制位于所述中间座1上方的所述液压缸3带动所述旋转装置4下移，重复上述步骤，即可使得在钻井内移动，同时能够适应不同口径的钻井，适用范围广。

进一步的，所述抵持件84包括支撑臂841、弹簧阻尼器842、连接座843、两个弹性件844、两个折弯刀845和抵块846；所述支撑臂841和所述滑块82固定连接，并位于所述滑块82侧边；所述弹簧阻尼器842和所述支撑臂841固定连接，并位于所述支撑臂841内部；所述连接座843和所述弹簧阻尼器842固定连接，并位于所述弹簧阻尼器842侧边；两个所述弹性件844分别与所述连接座843转动连接，且分别与所述支撑臂841滑动连接，并位于所述支撑臂841两侧；两个所述折弯刀845分别与两个所述弹性件844固定连接，并分别位于两个所述弹性件844侧边；所述抵块846和所述支撑臂841固定连接，并位于所述支撑臂841侧边；所述抵持件84还包括摄像模组847；所述摄像模组847和所述连接座843固定连接，并位于所述连接座843一侧；所述抵持件84还包括防滑垫848；所述防滑垫848和所述抵块846固定连接，并位于所述抵块846侧边。

在本实施方式中，所述滑块82带动所述支撑臂841靠近钻井井壁时，两个所述折弯刀845会先与钻井井壁接触，此时通过所述旋转装置4能够驱动多个所述滑块82旋转，所述滑块82带动所述折弯刀845沿钻井井壁进行移动，从而能够对钻井井壁进行清洁；当需要使所述石油钻井爬行器移动时，所述滑块82带动所述支撑臂841靠近钻井井壁时，两个所述折弯刀845会先与钻井井壁接触，此时继续开启所述第一电机6继续驱动所述滑块82移动，此时所述折弯刀845受到压力使得两个所述弹性件844发生收缩，此时所述抵块846仍继续移动，在所述抵块846与所述折弯刀845的弯折部分接触后，所述折弯刀845受力而带动所述弹性件844水平移动而远离所述支撑臂841，两个所述弹性件844移动带动所述连接座843上移，使得所述摄像模组847上移而移出所述支撑臂841，所述摄像模组847拍摄所述抵块846的抵持情况，便于操作者查看，并将所述弹簧阻尼器842拉伸，直至所述抵块846与钻井井壁抵紧，从而实现位置固定，此时可控制所述中间座1另一侧的所述液压缸3活塞缸伸出而使所述石油钻井爬行器移动；当所述抵块846远离钻井井壁后，所述弹性件844恢复原状带动所述折弯刀845复位，所述弹簧阻尼器842恢复原状带动所述连接座843和所述摄像模组847下移，所述摄像模组847回到所述支撑臂841内部，避免清洁钻井井壁时碎屑落至所述摄像模组847上，在固定时，可通过所述旋转装置4驱动所述滑块82转动而调节所述抵块846的位置，使所述抵块846转动至石油钻井内易于抵持的位置，提高固定效果；利用所述防滑垫848能够防止所述抵块846与钻井井壁之间发生滑动；通过上述方式，使得所述抵持件84能够同时具备清洁和固定的功能。

进一步的，所述弹性件844包括转动杆8441、滑杆8442和第二弹簧8443；所述转动杆8441和所述连接座843转动连接，并位于所述连接座843侧边；所述滑杆8442和所述转动杆8441转动连接，且与所述支撑臂841滑动连接，并位于所述转动杆8441侧边；所述第二弹簧8443和所述滑杆8442固定连接，且与所述折弯刀845固定连接，并位于所述折弯刀845内部。

在本实施方式中，所述折弯刀845设有与所述滑杆8442匹配的槽孔，利用所述第二弹簧8443的弹性势能使得所述折弯刀845在受力后收缩，所述支撑臂841设有与所述滑杆8442匹配的槽孔，能够限制所述滑杆8442发生倾斜偏移，使得在所述抵块846与所述折弯刀845的弯折部分接触后，所述滑杆8442能够水平移动而拉动所述连接座843下移。

进一步的，所述支撑臂841包括固定部8411和滑动部8412；所述固定部8411和所述滑块82固定连接，并位于所述滑块82侧边；所述滑动部8412和所述固定部8411滑动连接，并位于所述固定部8411侧边。

在本实施方式中，所述滑动部8412上设有与所述固定部8411匹配的槽孔，滑动所述滑动部8412能够调节所述固定部8411的伸出长度，使得能够调节所述支撑臂841的整体长度，以适应不同口径石油钻井。

进一步的，所述滑动部8412包括框体84121和螺杆84122；所述框体84121和所述固定部8411滑动连接，并位于所述固定部8411侧边；所述螺杆84122和所述框体84121转动连接，且与所述滑块82螺纹连接，并位于所述框体84121侧边；所述滑动部8412还包括旋钮84123；所述旋钮84123和所述螺杆84122固定连接，并位于所述螺杆84122侧边；所述滑动部8412还包括防滑套84124；所述防滑套84124和所述旋钮84123固定连接，并位于所述旋钮84123侧边。

在本实施方式中，转动所述螺杆84122能够推动所述框体84121移动，能够调节所述固定部8411的伸出长度，使得能够调节所述支撑臂841的整体长度，以适应不同口径石油钻井；使用者握住所述旋钮84123能够便于对所述螺杆84122进行转动；所述防滑套84124能够避免使用者握住所述旋钮84123时手滑。

进一步的，所述固定部8411具有刻度线8413；所述刻度线8413位于所述固定部8411一侧。

在本实施方式中，利用所述刻度线8413便于查看所述固定部8411的伸出长度。

进一步的，所述旋转装置4包括旋转机构41、多个导向杆42、外套筒43、多个第三弹簧44和多个转动臂45；所述旋转机构41和所述液压缸3活塞杆固定连接，并位于所述液压缸3侧边；多个所述导向杆42分别与所述旋转机构41固定连接，并分别位于所述旋转机构41侧边；所述外套筒43分别与多个所述导向杆42滑动连接，并位于多个所述导向杆42侧边；多个所述第三弹簧44分别与多个所述导向杆42固定连接，且分别与所述外套筒43固定连接，并分别位于所述外套筒43内部；多个所述转动臂45分别与所述外套筒43转动连接，且分别与多个所述滑块82转动连接，并分别位于所述外套筒43侧边。

在本实施方式中，利用所述旋转机构41能够驱动多个所述导向杆42旋转，从而经所述外套筒43带动多个所述滑块82旋转，从而能够实现所述折弯刀845和所述抵块846的转动；所述滑块82移动时会经所述转动臂45带动所述外套筒43纵向移动，使得不会干涉所述滑块82的移动，利用所述导向杆42的限位作用能够防止所述外套筒43发生倾斜，通过所述第三弹簧44能够防止所述外套筒43在不受力的情况下发生滑动。

进一步的，所述旋转机构41包括第二电机411、转盘412和摄像机构413；所述第二电机411和所述液压缸3固定连接，并位于所述液压缸3侧边；所述转盘412和所述第二电机411输出端固定连接，且与多个所述导向杆42固定连接，并位于所述第二电机411侧边；所述摄像机构413和所述转盘412固定连接，并位于所述转盘412侧边。

在本实施方式中，所述摄像机构413能够对钻井内部情况进行拍摄，利用所述第二电机411能够驱动所述转盘412旋转，所述转盘412带动多个所述导向杆42旋转，在对钻井内壁进行清洁时，所述滑块82移动带动所述折弯刀845靠近钻井井壁时，所述滑块82会经所述转动臂45带动所述外套筒43下移至所述摄像机构413侧边，利用所述外套筒43能够对清洁时产生的废屑进行阻挡，避免落至所述摄像机构413上，所述外套筒43可选择透明材质，避免影响所述摄像机构413的拍摄。

进一步的，所述摄像机构413包括轴承4131、云台4132和摄像头4133；所述轴承4131和所述转盘412固定连接，并位于所述转盘412侧边；所述云台4132和所述轴承4131转动连接，并位于所述云台4132侧边；所述摄像头4133和所述云台4132固定连接，并位于所述云台4132侧边。

在本实施方式中，所述云台4132和所述轴承4131内圈连接，所述转盘412和所述轴承4131外圈连接，使得所述转盘412转动时所述云台4132和所述摄像头4133不会发生转动，避免影响拍摄画面。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种石油钻井爬行器，其特征在于，

包括中间座和两个爬行机构；两个所述爬行机构位于所述中间座两侧；所述爬行机构包括液压缸、旋转装置、十字体、第一电机、主动锥齿轮和多个抓壁组件；所述液压缸和所述中间座固定连接，并位于所述中间座侧边；所述旋转装置和所述液压缸活塞杆固定连接，并位于所述液压缸侧边；所述十字体位于所述旋转装置侧边，所述十字体具有多个滑槽；所述第一电机和所述十字体固定连接，并位于十字体侧边；所述主动锥齿轮和所述第一电机输出端固定连接，并位于所述第一电机侧边；多个所述抓壁组件分别位于多个所述滑槽内，所述抓壁组件包括丝杆、滑块、从动锥齿轮和抵持件；所述丝杆和所述十字体转动连接，并位于所述十字体侧边；所述滑块和所述丝杆螺纹连接，且与所述旋转装置连接，并位于所述滑槽内；所述从动锥齿轮和所述丝杆固定连接，且与所述主动锥齿轮啮合，并位于所述丝杆侧边；所述抵持件和所述滑块固定连接，并位于所述滑块侧边。

2.如权利要求1所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述抵持件包括支撑臂、弹簧阻尼器、连接座、两个弹性件、两个折弯刀和抵块；所述支撑臂和所述滑块固定连接，并位于所述滑块侧边；所述弹簧阻尼器和所述支撑臂固定连接，并位于所述支撑臂内部；所述连接座和所述弹簧阻尼器固定连接，并位于所述弹簧阻尼器侧边；两个所述弹性件分别与所述连接座转动连接，且分别与所述支撑臂滑动连接，并位于所述支撑臂两侧；两个所述折弯刀分别与两个所述弹性件固定连接，并分别位于两个所述弹性件侧边；所述抵块和所述支撑臂固定连接，并位于所述支撑臂侧边。

3.如权利要求2所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述抵持件还包括摄像模组；所述摄像模组和所述连接座固定连接，并位于所述连接座一侧。

4.如权利要求3所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述抵持件还包括防滑垫；所述防滑垫和所述抵块固定连接，并位于所述抵块侧边。

5.如权利要求4所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述弹性件包括转动杆、滑杆和第二弹簧；所述转动杆和所述连接座转动连接，并位于所述连接座侧边；所述滑杆和所述转动杆转动连接，且与所述支撑臂滑动连接，并位于所述转动杆侧边；所述第二弹簧和所述滑杆固定连接，且与所述折弯刀固定连接，并位于所述折弯刀内部。

6.如权利要求2所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述支撑臂包括固定部和滑动部；所述固定部和所述滑块固定连接，并位于所述滑块侧边；所述滑动部和所述固定部滑动连接，并位于所述固定部侧边。

7.如权利要求6所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述滑动部包括框体和螺杆；所述框体和所述固定部滑动连接，并位于所述固定部侧边；所述螺杆和所述框体转动连接，且与所述滑块螺纹连接，并位于所述框体侧边。

8.如权利要求7所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述滑动部还包括旋钮；所述旋钮和所述螺杆固定连接，并位于所述螺杆侧边。

9.如权利要求8所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述滑动部还包括防滑套；所述防滑套和所述旋钮固定连接，并位于所述旋钮侧边。

10.如权利要求9所述的一种石油钻井爬行器，其特征在于，

所述固定部具有刻度线；所述刻度线位于所述固定部一侧。

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