[发明专利]电缆收放装置、井下信息传输装置和方法

权利要求书

1.一种电缆收放装置，其特征在于，该电缆收放装置设于井筒内的空心钻柱内，包括：

电缆筒，用于收放电缆，所述电缆筒包括一空心柱体，电缆的两端分别从空心柱体伸出，在空心柱体内设有电缆收卷机构；

浮筒，与所述电缆筒相连，用于给电缆筒提供浮力，在浮筒上浮时，电缆被不断卷出，在浮筒下浮时，由所述电缆收卷机构将电缆收卷入电缆筒内。

2.如权利要求1所述的电缆收放装置，其特征在于，该电缆收卷机构包括：

绕线轴，沿空心柱体的轴向可旋转地设置，用于排绕电缆，电缆的两端分别从空心柱体的两端伸出；

自动收缆机构，设在所述绕线轴的一端，该自动收缆机构与所述绕线轴的一端相连动而可驱动所述绕线轴旋转，以将电缆卷绕在所述绕线轴之上；

换向排绕机构，与所述绕线轴的另一端相连动，用于在电缆从绕线轴一端排绕至另一端时变换排绕方向，以使电缆被逐层排绕在绕线轴上；

在浮筒上浮时，由电缆带动绕线轴旋转而使电缆被不断卷出，在浮筒下浮时，由自动收缆机构带动绕线轴旋转，并在换向排绕机构的配合下，共同将电缆逐层排绕在绕线轴之上。

3.如权利要求2所述的电缆收放装置，其特征在于，所述自动收缆机构包括：设在绕线轴下端的被动齿轮，与该被动齿轮啮合的中间齿轮，与该中间齿轮啮合的主动齿轮，主动齿轮的齿轮轴穿过空心柱体的下端盖且在齿轮轴的下端面设有单向棘轮，该单向棘轮配合有一扭力柔杆，在空心柱体上设有槽口，所述扭力柔杆从所述槽口中伸出，在扭力柔杆伸出的外端设有摩擦轮，所述摩擦轮与枢接在空心柱体的筒壁上的摇臂相连接，所述摇臂连接有弹性压缩元件，以向外顶撑摇臂。

4.如权利要求3所述的电缆收放装置，其特征在于，所述自动收缆机构还包括有卷缆紧度调节装置，能控制电缆卷入速度，确保电缆被及时卷入而不会发生绕结，所述卷缆紧度调节装置包括：与所述中间齿轮相连接的弹性支撑元件，所述弹性支撑元件的弹力使中间齿轮保持在与所述主动齿轮啮合的位置，所述弹性支撑元件还连接至一滑轮，电缆绕置在滑轮上，由电缆的张力带动滑轮移动，滑轮再带动弹性支撑元件移动，进一步带动中间齿轮远离主动齿轮而处于非啮合状态，在所述滑轮的下方设有一对导绳辊，用于压紧电缆。

5.如权利要求2所述的电缆收放装置，其特征在于，所述电缆筒的空心柱体包括上端盖、设在空心柱体内邻近上端盖的第二支撑板、第三支撑板以及下端盖，所述换向排绕机构包括：

换向机构，位于所述绕线轴上与自动收缆机构相对的一端，且位于上端盖与第二支撑板之间，该换向机构包括：

换向齿轮组，换向齿轮组包括双联半齿轮和设在其两侧的第一、第二双联切换齿轮，双联半齿轮、第一、第二双联切换齿轮分别具有小径齿部和大径齿部，第一、第二双联切换齿轮的小径齿部当中的一者与双联半齿轮的小径齿部啮合，第一、第二双联切换齿轮的大径齿部相啮合；

加速齿轮组，与第一双联切换齿轮相连动，加速齿轮组的输出齿轮连接一排缆丝杠，用于在换向后使排缆丝杠加速转动；

减速齿轮组，与双联半齿轮的大径齿部相连动，减速齿轮组的输入齿轮与绕线轴连接而可随绕线轴转动，由该减速齿轮组确保在电缆从绕线轴一端排绕至另一端时，双联半齿轮刚好旋转半周以切换排缆丝杠的旋转方向；以及

排绕机构，该排绕机构包括：

所述排缆丝杠，该排缆丝杠穿过第二支撑板而延伸至绕线轴的底端，所述排缆丝杠的下端枢接在第三支撑板上；

固定滑杆，固定在第二、第三支撑板之间且与所述排缆丝杠平行；

排缆滑块，同时套设在所述排缆丝杠和固定滑杆上，在所述排缆滑块设有排缆滑轮和排缆导轮，用于导引电缆，所述排缆滑块随着排缆丝杠的转动而沿着固定滑杆在绕线轴的两端往复移动，以将电缆逐层排绕在所述绕线轴上。

6.如权利要求1～5中任意一项所述的电缆收放装置，其特征在于，所述浮筒连接在所述电缆筒的上端。

7.如权利要求6所述的电缆收放装置，其特征在于，所述空心柱体的下端盖上设有出口密封装置，所述出口密封装置的密封性随钻井用流体的压力增加而增加。