CN210661906U - 一种轮式管道爬行器驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮式管道爬行器驱动装置，主要是由前扶正器、爬行压力补偿装置、阀组装置、爬行动力机构、推靠动力机构、推靠压力补偿装置、电路仓、后扶正器、连接机构、马笼头组成，所述前扶正器、爬行压力补偿装置、阀组装置、爬行动力机构、推靠动力机构、推靠压力补偿装置、电路仓、后扶正器、连接机构、马笼头按照从左至右的顺序依次连接安装在一起；本实用新型结构设计新颖，选型和配套合理且标准高，本实用新型的大牵引力爬行器为液压驱动结构，相对于现有技术来说牵引力增大，可以达到3吨，压力补偿设计等方面取得重要技术突破，可一次携带更多测井仪器下井，减少了下井次数，可大幅提高测井效率。

Description

一种轮式管道爬行器驱动装置

技术领域

本实用新型涉及石油勘探技术领域，具体是涉及一种轮式管道爬行器驱动装置。

背景技术

随着现代石油勘探技术的发展以及对钻井技术的低成本，低污染，精确轨迹，高产量等技术要求的提高，水平井凭借其优势已成为高效开采石油的重要技术支撑。由于传统运送凡是无法将测井仪器和井下工具运送到水平段，水平段距离越长运送越困难。这就需要开发一种专门的牵引设备，这种设备被称为水平井牵引机器人，俗称为爬行器。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是现有的石油勘探用牵引设备牵引力不够大，需要多次下井，从而提供一种轮式管道爬行器驱动装置。

本实用新型的技术方案为：一种轮式管道爬行器驱动装置，主要是由前扶正器、爬行压力补偿装置、阀组装置、爬行动力机构、推靠动力机构、推靠压力补偿装置、电路仓、后扶正器、连接机构、马笼头组成，所述前扶正器、爬行压力补偿装置、阀组装置、爬行动力机构、推靠动力机构、推靠压力补偿装置、电路仓、后扶正器、连接机构、马笼头按照从左至右的顺序依次连接安装在一起；所述爬行动力机构和推靠动力机构提供动力，爬行动力机构为整个工具提供前进的动力，推靠动力机构为支撑臂的张开与缩回提供动力；爬行动力机构和推靠动力机构均是由电机、液压泵、液压马达组成，所述推靠动力机构通过减速机一连接至电磁离合器，将动力传递至滚珠丝杠，通过滚珠丝杠将圆周运转化为直线运动，推动支撑臂张开与收回，使爬行轮紧贴井壁产生足够摩擦力，同时爬行动力机构通过减速机二连接至换向齿轮，爬行动力机构输出扭矩，通过减速机二和换向齿轮降低转速提高扭矩后，带动换向齿轮将力传递给主驱动齿轮臂轴，所述换向齿轮通过主驱动齿轮臂轴连接至爬行轮，带动爬行轮的转动。前扶正器将整个工具与井管同心，使工具始终处于井管中心；后扶正器也是将整个工具与井管同心，使工具始终处于井管中心；连接机构将各功能短节连接起来，马笼头连接井底设备与电缆。

进一步地，在上述方案中，所述爬行压力补偿装置和推靠压力补偿装置的内部结构一样，均是由活塞筒、芯轴、活塞、弹簧压圈、拉簧、低油位开关、上塞、上接头、注油阀、内腔、O型圈一、O型圈二、安全阀、O型圈三、紧定螺钉、螺钉、O型圈四、O型圈五、O型圈六、油尺组成；所述芯轴设在所述活塞筒的内部，所述活塞和上塞安装在芯轴上，所述弹簧压圈和拉簧安装在活塞上，所述低油位开关位于活塞和上塞之间，所述上接头与活塞筒连接，并通过所述紧定螺钉固定，所述上塞和上接头之间通过所述螺钉连接，所述上接头上设置所述注油阀，上接头内部为所述内腔，所述注油阀上设有所述安全阀，所述O型圈一和O型圈二并列设置于所述上接头上，所述O型圈三设置于所述上接头与活塞筒之间，所述O型圈四设置于活塞与活塞筒之间，所述O型圈五设置于活塞与芯轴之间，所述O型圈六设置于活塞筒的尾部，活塞筒左侧与内部油液连通，当腔体内部压力大于外部压力时，油液通过活塞筒将油注入到内腔中通过上塞中的安全阀推动活塞进行轴向运动来达到内外压力平衡，反之亦然。

进一步地，在上述方案中，所述连接机构为连接螺环，从左到右依次为窄半环、卡簧、宽半环、螺环、螺环轴。其装配原理是将螺环先逃入螺环轴上，在依次放入宽半环，窄半环，最后加卡簧。其中宽半环与窄半环均为一套连个半环组合在一起进行装配。实现的功能是螺环与螺环轴可以相对转动。当两个短节需要连接时，短节不需要转动，即可实现连接，防止内部线缆扭曲。

进一步地，在上述方案中，所述马笼头是由三锥套、上壳体、弱点、平衡活塞、密封塞、张力计、下壳体组成，所述三锥套、上壳体、弱点、平衡活塞、密封塞、张力计、下壳体从左至右依次连接安装在一起。

进一步地，在上述方案中，在所述滚珠丝杠后面设有压缩弹簧和拉伸弹簧。

本实用新型的工作原理：当整个工具进入井管后，通过前后扶正器将将整个工具居于中心，推靠动力机构通过滚珠丝杠将电机圆周运动转换为直线运动，推动支撑臂撑开，从而使爬行轮压紧井壁，产生足够的摩擦力。当工具需要运动时，爬行动力机构产生动力，通过齿轮将动力最终传输到爬行轮上，从而产生前进的动力，最终推动整个工具的运动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设计新颖，选型和配套合理且标准高，本实用新型的大牵引力爬行器为液压驱动结构，相对于现有技术来说牵引力增大，可以达到3吨，压力补偿设计等方面取得重要技术突破，可一次携带更多测井仪器下井，减少了下井次数，可大幅提高测井效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是爬行动力机构和推靠动力机构组成的驱动系统结构示意图；

图3是爬行压力补偿装置和推靠压力补偿装置的结构示意图；

图4是连接机构的结构示意图；

图5是马笼头的结构示意图；

其中，1-前扶正器、2-爬行压力补偿装置、3-阀组装置、4-爬行动力机构、5-推靠动力机构、6-推靠压力补偿装置、7-电路仓、8-后扶正器、9-连接机构、10-马笼头、21-活塞筒、22-芯轴、23-活塞、24-弹簧压圈、25-拉簧、26-低油位开关、27-上塞、28-上接头、29-注油阀、210-内腔、211-O型圈一、212-O型圈二、213-安全阀、214-O型圈三、215-紧定螺钉、216-螺钉、217-O型圈四、218-O型圈五、219-O型圈六、41-减速机二、42-换向齿轮、43-主驱动齿轮臂轴、51-减速机一、52-电磁离合器、53-滚珠丝杠、54-支撑臂、55-爬行轮、91-窄半环、92-卡簧、93-宽半环、94-螺环、95-螺环轴、101-三锥套、102-上壳体、103-弱点、104-平衡活塞、105-密封塞、106-张力计、107-下壳体。

具体实施方式

如图1所示的一种轮式管道爬行器驱动装置，主要是由前扶正器1、爬行压力补偿装置2、阀组装置3、爬行动力机构4、推靠动力机构5、推靠压力补偿装置6、电路仓7、后扶正器8、连接机构9、马笼头10组成，前扶正器1、爬行压力补偿装置2、阀组装置3、爬行动力机构4、推靠动力机构5、推靠压力补偿装置6、电路仓7、后扶正器8、连接机构9、马笼头10按照从左至右的顺序依次连接安装在一起；爬行动力机构4和推靠动力机构5提供动力，爬行动力机构4为整个工具提供前进的动力，推靠动力机构5为支撑臂54的张开与缩回提供动力；爬行动力机构4和推靠动力机构5均是由电机、液压泵、液压马达组成，如图2所示，推靠动力机构5通过减速机一51连接至电磁离合器52，将动力传递至滚珠丝杠53，通过滚珠丝杠53将圆周运转化为直线运动，推动支撑臂54张开与收回，使爬行轮55紧贴井壁产生足够摩擦力，同时爬行动力机构4通过减速机二41连接至换向齿轮42，爬行动力机构4输出扭矩，通过减速机二41和换向齿轮42降低转速提高扭矩后，带动换向齿轮42将力传递给主驱动齿轮臂轴43，换向齿轮42通过主驱动齿轮臂轴43连接至爬行轮55，带动爬行轮55的转动，在滚珠丝杠53后面设有压缩弹簧56和拉伸弹簧57。前扶正器1将整个工具与井管同心，使工具始终处于井管中心；后扶正器8也是将整个工具与井管同心，使工具始终处于井管中心；连接机构9将各功能短节连接起来，马笼头10连接井底设备与电缆。

如图3所示，爬行压力补偿装置2和推靠压力补偿装置6的内部结构一样，均是由活塞筒21、芯轴22、活塞23、弹簧压圈24、拉簧25、低油位开关26、上塞27、上接头28、注油阀29、内腔210、O型圈一211、O型圈二212、安全阀213、O型圈三214、紧定螺钉215、螺钉216、O型圈四217、O型圈五218、O型圈六219、油尺220组成；芯轴22设在活塞筒21的内部，活塞23和上塞27安装在芯轴22上，弹簧压圈24和拉簧25安装在活塞23上，低油位开关26位于活塞23和上塞27之间，上接头28与活塞筒21连接，并通过紧定螺钉215固定，上塞27和上接头28之间通过螺钉216连接，上接头28上设置注油阀29，上接头28内部为内腔210，注油阀29上设有安全阀213，O型圈一211和O型圈二212并列设置于上接头28上，O型圈三214设置于上接头28与活塞筒21之间，O型圈四217设置于活塞23与活塞筒21之间，O型圈五218设置于活塞23与芯轴22之间，O型圈六219设置于活塞筒21的尾部，活塞筒1左侧与内部油液连通，当腔体内部压力大于外部压力时，油液通过活塞筒21将油注入到内腔210中通过上塞27中的安全阀推动活塞23进行轴向运动来达到内外压力平衡，反之亦然。

如图4所示，连接机构9为连接螺环，从左到右依次为窄半环91、卡簧92、宽半环93、螺环94、螺环轴95。其装配原理是将螺环94先逃入螺环轴95上，在依次放入宽半环93，窄半环91，最后加卡簧92。其中宽半环93与窄半环91均为一套连个半环组合在一起进行装配。实现的功能是螺环94与螺环轴95可以相对转动。当两个短节需要连接时，短节不需要转动，即可实现连接，防止内部线缆扭曲。

如图5所示，马笼头10是由三锥套101、上壳体102、弱点103、平衡活塞104、密封塞105、张力计106、下壳体107组成，三锥套101、上壳体102、弱点103、平衡活塞104、密封塞105、张力计106、下壳体107从左至右依次连接安装在一起。

其中，电磁离合器的型号为SHCF2-0.6，减速机一的型号为LFB60100-F01，减速机二的型号为LFB60-25-F01，溢流阀的型号为0520915，单向阀的型号为0520915，电路仓的型号为XF-Q006，低油位开关的型号为SF136KZ001，电磁阀的型号为310525。

当整个工具进入井管后，通过前后扶正器将将整个工具居于中心，推靠动力机构5通过滚珠丝杠53将电机圆周运动转换为直线运动，推动支撑臂54撑开，从而使爬行轮55压紧井壁，产生足够的摩擦力。当工具需要运动时，爬行动力机构产生动力，通过齿轮将动力最终传输到爬行轮55上，从而产生前进的动力，最终推动整个工具的运动。

上述以实施例的方式结合附图所作的详细说明，是为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。

Claims (5)

1.一种轮式管道爬行器驱动装置，其特征在于：主要是由前扶正器(1)、爬行压力补偿装置(2)、阀组装置(3)、爬行动力机构(4)、推靠动力机构(5)、推靠压力补偿装置(6)、电路仓(7)、后扶正器(8)、连接机构(9)、马笼头(10)组成，所述前扶正器(1)、爬行压力补偿装置(2)、阀组装置(3)、爬行动力机构(4)、推靠动力机构(5)、推靠压力补偿装置(6)、电路仓(7)、后扶正器(8)、连接机构(9)、马笼头(10)按照从左至右的顺序依次连接安装在一起；所述爬行动力机构(4)和推靠动力机构(5)提供动力，爬行动力机构(4)和推靠动力机构(5)均是由电机、液压泵、液压马达组成，所述推靠动力机构(5)通过减速机一(51)连接至电磁离合器(52)，将动力传递至滚珠丝杠(53)，通过滚珠丝杠(53)将圆周运转化为直线运动，推动支撑臂(54)张开与收回，使爬行轮(55)紧贴井壁产生足够摩擦力，同时爬行动力机构(4)通过减速机二(41)连接至换向齿轮(42)，爬行动力机构(4)输出扭矩，通过减速机二(41)和换向齿轮(42)降低转速提高扭矩后，带动换向齿轮(42)将力传递给主驱动齿轮臂轴(43)，所述换向齿轮(42)通过主驱动齿轮臂轴(43)连接至爬行轮(55)，带动爬行轮(55)的转动。

2.根据权利要求1所述的一种轮式管道爬行器驱动装置，其特征在于：所述爬行压力补偿装置(2)和推靠压力补偿装置(6)的内部结构一样，均是由活塞筒(21)、芯轴(22)、活塞(23)、弹簧压圈(24)、拉簧(25)、低油位开关(26)、上塞(27)、上接头(28)、注油阀(29)、内腔(210)、O型圈一(211)、O型圈二(212)、安全阀(213)、O型圈三(214)、紧定螺钉(215)、螺钉(216)、O型圈四(217)、O型圈五(218)、O型圈六(219)、油尺(220)组成；所述芯轴(22)设在所述活塞筒(21)的内部，所述活塞(23)和上塞(27)安装在芯轴(22)上，所述弹簧压圈(24)和拉簧(25)安装在活塞(23)上，所述低油位开关(26)位于活塞(23)和上塞(27)之间，所述上接头(28)与活塞筒(21)连接，并通过所述紧定螺钉(215)固定，所述上塞(27)和上接头(28)之间通过所述螺钉(216)连接，所述上接头(28)上设置所述注油阀(29)，上接头(28)内部为所述内腔(210)，所述注油阀(29)上设有所述安全阀(213)，所述O型圈一(211)和O型圈二(212)并列设置于所述上接头(28)上，所述O型圈三(214)设置于所述上接头(28)与活塞筒(21)之间，所述O型圈四(217)设置于活塞(23)与活塞筒(21)之间，所述O型圈五(218)设置于活塞(23)与芯轴(22)之间，所述O型圈六(219)设置于活塞筒(21)的尾部。

3.根据权利要求1所述的一种轮式管道爬行器驱动装置，其特征在于：所述连接机构(9)为连接螺环，从左到右依次为窄半环(91)、卡簧(92)、宽半环(93)、螺环(94)、螺环轴(95)。

4.根据权利要求1所述的一种轮式管道爬行器驱动装置，其特征在于：所述马笼头(10)是由三锥套(101)、上壳体(102)、弱点(103)、平衡活塞(104)、密封塞(105)、张力计(106)、下壳体(107)组成，所述三锥套(101)、上壳体(102)、弱点(103)、平衡活塞(104)、密封塞(105)、张力计(106)、下壳体(107)从左至右依次连接安装在一起。

5.根据权利要求1所述的一种轮式管道爬行器驱动装置，其特征在于：在所述滚珠丝杠(53)后面设有压缩弹簧(56)和拉伸弹簧(57)。

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