[实用新型]一种自扶正式井下牵引装置

说明书

技术领域

本实用新型属于油气开发领域，具体涉及一种自扶正式井下牵引装置。

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。但是随着井眼条件越来越复杂、井斜角的增大、水平段长度的增长，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。井下仪器方便快捷的下入和取出已经成为水平井开发的重要保障。传统的井下仪器下入方式有以下几种：钻杆技术、泵入刚性铤杆技术，连续管输送等，这些方法工程量大，耗时长，地面设施复杂。而且经常的起下管柱对套管的磨损非常严重，可能损坏精密的仪器和电缆。研发操作简单，方便快捷的井下送入工具越来越收到人们的重视。

同时，水平井电缆牵引器从设计逐步走向实践，并逐步发展起来。轮式牵引器依靠驱动轮与井壁的静摩擦力来克服电缆滑动的阻力，从而将仪器推送到水平目的段。这种水平井电缆牵引器能满足测井、修井、射孔等多种井下作业的要求，并得到广泛的应用。

水平井井下牵引器又秤井下爬行器、牵引机器人等，是一种能井下提供牵引力的井下工具；按其运动原理可分为滚轮爬行式、履带爬行式和伸缩滑动式三种，其中轮式出现最早。而牵引装置是井下牵引器在井底获得牵引力的直接动力源，也是牵引器的最关键、核心的部分。国外有许多公司相继开发了能够在井下独立作业的水平井牵引装置(即：电缆牵引器)。代表性产品主要包括：Statoil、Maritime Well Service(MWS)与丹麦Welltec公司研制的一种实用的水平井电缆牵引器，英国SmarTract公司设计的一种伸缩式的牵引器，英国Sondex公司开发的井下轮式电缆牵引器等。

在国外严格的技术保密措施下，国内有部分高校和科研单位展开了对电缆牵引器的设计研究工作，包括：1992年石油勘探开发科学研究院钻井工艺研究所研究设计的爬行器(专利申请号为91103581.8)；2007年中国石油大学(华东)的高进伟等人研制出了水平井牵引机器人的样机(专利申请号20052008070.8：一种轮式自适应管道爬行器)；2008年，长城钻探测井公司研制了水平井电缆牵引器(专利申请号200720190260.5：套管水平井测井牵引器变径牵引装置)；哈尔滨工业大学的唐德威等人研制的差动式管道爬行器牵引器(专利申请号200710193562.2)；中国石油大学(北京)的高德利等人设计的井下可差速电缆牵引装置(专利申请号201120116126.7)等。由于国内对于井下牵引器的研究还处于起步阶段，所以上述的牵引器，大部分都仍处于研究试验和不断改进的阶段，或多或少存在一些缺点，不能较好的满足井下作业的要求。缺点主要表现在：牵引器的结构紧凑，外经尺寸大，井径适应能力和范围有限，不能适应井径复杂变化的井眼；依靠电缆或钢丝绳连接的双轮式电驱动，牵引力较小，在井下驱动的稳定性和越障能力不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自扶正式井下牵引装置，通过三组夹角为120°驱动单元和支撑调节机构，实现牵引装置在井下三轴轮式自扶正稳定驱动，适应井眼内的复杂情况，提高牵引装置在井下驱动的稳定性和承载能力；通过牵引装置的两组串联形式实现双驱双控，提高井下越障能力。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种自扶正式井下牵引装置包括主动单元1、斜齿轮传动机构2、链轮传动机构3、驱动单元4、支撑调节机构5。

主动单元1包括驱动电机密封腔、驱动电机、主动轴、主动轴支撑轴承；驱动电机密封腔为圆筒形，内部空腔安装驱动电机，与连接筒通过螺栓连接；主动轴为细长圆轴，分别与主要是将驱动电机输出的扭矩和动力传送给斜齿轮传动机构，主动轴支撑轴承由一组角接触球轴承组成，起支撑和稳定主动轴的作用；主动单元1是该实用新型的驱动动力源，可根据地面的指令，控制电极的转速，转动方向等实现该牵引装置的前进、后退和停止。

斜齿轮传动机构2包括主动斜齿轮、从动斜齿轮、齿轮支撑轴；主动斜齿轮安装在主动轴上，随主动轴旋转并传动三个夹角为120°的从动斜齿轮，将动力和扭矩合理的分配到三个从动斜齿轮，三个从动斜齿轮分别与主传动链轮连接，并通过齿轮支撑轴装配在连接筒上；斜齿轮传动机构2起传动、动力换向以及扶正牵引装置的作用，是实现该实用新型在井下三轴轮式自扶正稳定驱动的关键机构。