[实用新型]井下可差速电缆牵引装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于井下仪器运送的可差速电缆牵引装置，归类于石油工程井下工具。 

背景技术

20世纪90年代以来，水平井、大位移井、多底井钻井技术得到了迅猛的发展，在石油勘探开发过程中扮演着越来越重要的角色。由于受到井眼条件的限制，随着井斜角的增大、水平段长度的增加，井下仪器的下入变得越来越困难，难以靠自身重力下到井底。特别是在弯曲井眼和长水平井中表现得尤为突出。 

因此，开发能够沿井眼轴线方向灵活运动，在弯曲井眼段提供一定驱动力的电缆牵引器，是亟待解决的问题。 

目前，地面管道牵引器已经很多种类，也出现了不少用于井下管道的牵引器，并且已有不少专利。这些专利包括：1992年石油勘探开发科学研究院钻井工艺研究所研究的爬行器(专利申请号：91103581.8)。2007年中国石油大学(华东)的高进伟等人研制的牵引器样机(申请专利号20052008070.8：一种井下轮式自适应管道爬行器)。长城钻探测井公司研制开发的水平井牵引器(申请专利号200720190260.5：套管水平井测井牵引器变径牵引装置)。哈尔冰工业大学研制的三轴差动式管道爬行器(申请专利号200710193562.2：三轴差动式管道爬行器)。 

尽管上述牵引器通过不断地改进，能满足部分井下作业要求，但是它们也都存在缺陷和不足。主要表现在： 

牵引器变径能力差，不能适应井径变化的井眼，如1992年石油勘探开发科学研究院钻井工艺研究所研究的爬行器。 

井下电缆牵引器在经过弯曲井段的时候，内侧的轮子比外侧的轮子走的距离多，如果限制两边轮子的转速相同的话，如长城钻探测井公司研制开发的水平井牵引器，那么不可避免的有一侧的轮子将产生滑动摩擦，从而降低了牵引器的性能。由于牵引器的这些不足，常规的牵引器难以在曲率半径较小的井眼段提供牵引力。 

还有的尺寸较大，难以用于细长的石油管柱内。如哈尔冰工业大学研制的三轴差动式管道爬行器。通过文献调研该牵引器最小作业井眼直径超过300mm，而且该牵引器的驱动臂不能完全闭合，难以适应复杂的井下仪器牵引环境。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种井下可差速电缆牵引器，旨在现有的牵引器基础上提出改进方案，以增强牵引器的作业能力和环境适应能力。该井下可差速电缆牵引装置不仅能够在直井眼内提供动力，而且其差速的特征也能在井眼弯曲井段提供动力。该井下可差速电缆牵引器两侧驱动轮能按负载状况自动分配扭矩，避免只有单轮驱动，提高牵引器的牵引能力。由于该牵引器具有在弯曲井眼内提供动力的特性，在采用特殊的柔性连接组合后，能通过曲率半径更小的井眼，理论上计算通过的曲率半径最小能达到10米左右。 

本实用新型技术细节如下： 

整个井下可差速电缆牵引器包括：驱动电机密封腔(B)、差速传动箱(C)、驱动臂(D)、连接板(E)、支撑推靠装置(F)、支撑电机密封腔(G)。其中差速传动箱(C)是该实用新型最主要的关键件。 

驱动电机密封腔(B)安装有驱动电机，该电机为井下可差速电缆牵引器提供前进的动力。根据地面指令，控制电机的转速、转动方向等以实现井下可差速电缆牵引器的加速、减速、前进、后退、停止。 

差速传动箱(C)是该实用新型最核心的部分，主要是差速器和机械传 动机构的设计，主要功能是将电机输出的动力进行换向，通过差速器分配力矩，经过变速和转换，最后分别输入到两驱动臂中。 

差速传动箱(C)主要结构包括：主输入轴(C1)，差速器大锥齿轮(C2)、差速器[左半轴(C4)、右半轴(C13)、行星齿轮(C14)]，以及若干齿轮和带轮传动机构。具体示意见图2。电机输入的动力通过主输入轴(C1)，经大锥齿轮(C2)带动差速器旋转，差速器的左半轴(C4)带动带轮，差速器的右半轴(C13)带动齿轮。左半轴的传动为：带传动-齿轮传动-带传动-左驱动臂。右半轴的传动关系为：齿轮传动-齿轮传动-带传动-右驱动臂。差速器和各齿轮带轮均安装在壳体和内部支架上。 

驱动臂(D)为链传动，带轮(C8)通过方孔连接带动链轮(D1)旋转，最后带动链轮(D2)，从而驱使驱动轮(D3)旋转。驱动臂(D)一端安装在连接板(E)上，一端与支撑臂推靠装置(F)连接，支撑臂推靠装置(F)通过曲柄滑块机构使得驱动臂张开与闭合。驱动臂张开时，最大张开角度可达120°，驱动臂闭合时，能够完全闭合。 

连接架(E)用于连接差速传动箱(C)和支撑推靠装置(F)。并且装有导轨，起到引导驱动臂(D)的作用。