一种油田水平井用牵引器的制作方法

本发明涉及油田井下机器人技术领域，更具体地说，本发明具体为一种油田水平井用牵引器。

背景技术：

油井需要通过测井仪器对井内参数进行检测，普通的竖井通常是靠仪器自重向下深入到目的段，然而随着具有诸多优势的水平井技术的应用，国内外水平井数量激增，对于水平井，仍采用竖井靠仪器自重的方法已无法使之抵达目的段，因此出现了水平井用牵引器通过外力牵引的方法将测井仪器送达。

目前油田水平井用牵引器主要有两种典型类型，一种是轮式，通过动力驱动滚轮使牵引器连续移动，另一种是抓靠臂式，通过两个抓靠臂交替开合，使牵引器间歇移动，这两种类型的牵引器共同之处在于，都是将通过滚轮和抓靠臂对套管内壁施加的压力，转化为克服前进阻力的驱动力，直接拖动测试仪器和电缆完成井下输送任务。

上述两种类型的牵引器，轮式优点是运行连续、平稳，速度快，缺点是由于驱动轮与套管壁接触面积小，而且是连续接触，决定了其牵引力较小，井下越障能力较弱；而抓靠臂式优点是抓靠臂与套管壁面接触，牵引力大，缺点是运行间歇性、不连续，移动速度较慢，而且这种形式由于牵引器在移动的同时需要输出较大牵引力，通常需要通过电液系统来实现。

为了解决上述问题，在专利申请公布号cn108915666a的专利公开了一种油田水平井用混合式牵引器，参考说明书附图7和8，该申请中提供的混合式牵引器，包括同轴依次设置的牵引组件14、伸缩组件15和动力组件1；所述伸缩组件15分别与所述牵引组件14和动力组件1固定连接；所述牵引组件14用于牵引所述牵引器移动；所述伸缩组件15件用于通过伸缩运动，带动所述牵引器移动；所述动力组件1用于驱动所述牵引器移动；所提供牵引力由于是牵引组件14的抓靠臂和动力组件1的爬行轮共同作用的结果，因此比单纯轮式和抓靠臂式牵引器的牵引力更大；在整个牵引段爬行过程中，平均速度比单纯轮式和抓靠臂式更快；采用的牵引器，运用灵活，可根据井下具体工况，在连续运动和复合运动两种模式间相互快速切换。

但是上述技术方案在实际运用时，仍旧存在较多缺点；

一、由于该发明中采用细长直杆作为该装置的外壳罩，在实际运用时长长的直杆在遇到油田井内部的弯折处，常常由于自身限制被阻隔在进内的弯折处不易通过，或遇到井壁凹坑易被阻挡在凹坑内需要工人反复调试或削平进内坑洼处才能顺利通行，大大浪费工时；

二、由于该发明中装置一般长度限定，采用的动力组件固定，在实际运用中，由于不同大小的油田井其弯折处的转弯幅度不同，该发明的长度限定，不适宜转弯幅度较小的油田井，需要特制的小型牵引器才能通过，因此该发明适用性低。

因此亟需提供一种可随意弯折调节长度牵引更方便适用性更高的油田水平井用牵引器。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的提供一种油田水平井用牵引器，通过在多个组件相互连接而成并在连接处设置万向节，使得整个装置各组件之间可随意弯曲，在遇到油田井内的弯折处，可自适应的改变行进方向绕过阻挡得岩壁或弯折行进油田井的弯折处，无需工人调整行进方向，加快测井效率，另外外接的高压气泵为牵引器提供向前牵引的动力，彻底杜绝了现有技术中由电缆提供动力电缆易磨损漏电的危险，相同功率下气动装置比电动装置具有更小的体积，采用气动马达为动力组件提供动力即使管道破裂也不会发生漏电危险，使得该牵引器更加安全可靠，整个牵引器体积更小，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油田水平井用牵引器，包括动力组件、万向节、测井仪器连接头、连接组件，所述万向节包括钟形罩、输入轴，所述动力组件为空心圆筒，所述动力组件两端分别通过万向节与测井仪器连接头、连接组件活动连接，所述测井仪器连接头的另一端固定连接有测井仪器，所述连接组件的另一端固定连接有气管，所述动力组件的内部固定安装有硬管、气动马达，所述动力组件筒壁的内外两侧分别活动安装有从动轮、履带轮，所述动力组件的两端都开设有螺纹槽，所述动力组件的左右两端通过螺纹分别与输入轴、钟形罩固定连接，所述硬管的中间套有三通，所述三通的一端通过导管与气动马达连接，所述硬管的左右两端固定安装有连接头，所述连接头的另一端连接有软管；

所述钟形罩内部活动安装有保持架，所述输入轴的末端套接有星形套，所述星形套的外围放置有若干钢球，所述钢球与星形套插接与保持架内部，所述输入轴和钟形罩的中心开设有圆孔，所述输入轴和钟形罩的圆孔之间连接有连接管。

在一个优选地实施方式中，所述气管的另一端连接有可调节功率的气泵。

在一个优选地实施方式中，所述气动马达的输出端固定连接有齿轮，所述齿轮与从动轮相啮合，所述从动轮通过皮带与履带轮相连接。

在一个优选地实施方式中，所述连接组件的尾端为半球状，所述连接组件尾端的半球直径小于连接组件的圆筒直径。

在一个优选地实施方式中，所述动力组件、钟形罩、测井仪器连接头、测井仪器、连接组件的直径相同，所述动力组件、万向节、连接组件的中心的管道通过连接头、软管相互连接并通过连接组件与气管相连接。

在一个优选地实施方式中，所述气动马达通过三通与硬管连接，所述气动马达由气管尾部的高压气泵提供动力。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过在多个组件相互连接而成并在连接处设置万向节，使得整个装置各组件之间可随意弯曲，在遇到油田井内的弯折处，可自适应的改变行进方向绕过阻挡得岩壁或弯折行进油田井的弯折处，无需工人调整行进方向，加快测井效率；

2、本发明通过将各个组件模块化，通过气管连接各个组件提供动力来源，各个组件可根据需要拼装合适数量的动力组件达到所需要的合适长度，可根据油田井的大小或油田井的弯折幅度调节长度，大大提高该装置的适用性，适用范围更广；

3、本发明采用外接的高压气泵为牵引器提供向前牵引的动力，彻底杜绝了现有技术中由电缆提供动力电缆易磨损漏电的危险，相同功率下气动装置比电动装置具有更小的体积，采用气动马达为动力组件提供动力即使管道破裂也不会发生漏电危险，使得该牵引器更加安全可靠，整个牵引器体积更小。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的万向节结构示意图。

图3为本发明的动力组件内部结构示意图。

图4为本发明的图3a处结构放大图。

图5为本发明的工作模式结构示意图。

图6为本发明的对比文件结构示意图。

图7本发明的对比文件工作模式结构示意图。

图8为实施例2结构示意图。

附图标记为：1、动力组件；2、万向节；3、测井仪器连接头；4、测井仪器；5、连接组件；6、气管；7、硬管；8、连接头；9、软管；10、履带轮；11、三通；12、气动马达；13、从动轮；14、牵引组件；15、伸缩组件；16、普通轮组；201、钟形罩；202、保持架；203、钢球；204、星形套；205、连接管；206、输入轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如附图1-5示的一种油田水平井用牵引器，包括动力组件1、万向节2、测井仪器连接头3、连接组件5，万向节2包括钟形罩201、输入轴206，动力组件1为空心圆筒，动力组件1两端分别通过万向节2与测井仪器连接头3、连接组件5活动连接，测井仪器连接头3的另一端固定连接有测井仪器4，连接组件5的另一端固定连接有气管6，动力组件1的内部固定安装有硬管7、气动马达12，动力组件1筒壁的内外两侧分别活动安装有从动轮13、履带轮10，动力组件1的两端都开设有螺纹槽，动力组件1的左右两端通过螺纹分别与输入轴206、钟形罩201固定连接，硬管7的中间套有三通11，三通11的一端通过导管与气动马达12连接，硬管7的左右两端固定安装有连接头8，连接头8的另一端连接有软管9。

实施方式具体为：各个组件模块化，通过气管6连接各个组件提供动力来源，各个组件可根据需要拼装合适数量的动力组件1达到所需要的合适长度，可根据油田井的大小或油田井的弯折幅度调节长度，大大提高该装置的适用性，适用范围更广；另外外接的高压气泵为牵引器提供向前牵引的动力，彻底杜绝了现有技术中由电缆提供动力电缆易磨损漏电的危险，相同功率下气动装置比电动装置具有更小的体积，采用气动马达为动力组件提供动力即使管道破裂也不会发生漏电危险，使得该牵引器更加安全可靠，整个牵引器体积更小。

参照说明书附图2：钟形罩201内部活动安装有保持架202，输入轴206的末端套接有星形套204，星形套204的外围放置有若干钢球203，钢球203与星形套204插接与保持架202内部，输入轴206和钟形罩201的中心开设有圆孔，输入轴206和钟形罩201的圆孔之间连接有连接管205。

实施方式具体为：通过在多个组件相互连接而成并在连接处设置万向节2，使得整个装置各组件之间可随意弯曲，在遇到油田井内的弯折处，可自适应的改变行进方向绕过阻挡得岩壁或弯折行进油田井的弯折处，无需工人调整行进方向，加快测井效率。

参照说明书附图1，气管6的另一端连接有可调节功率的气泵，可通过调节气泵功率调节该牵引器的行进速度。

参照说明书附图1，连接组件5的尾端为半球状，连接组件5尾端的半球直径小于连接组件5的圆筒直径，方便牵引器工作完成后取出。

参照说明书附图4，气动马达12的输出端固定连接有齿轮，齿轮与从动轮13相啮合，从动轮13通过皮带与履带轮10相连接，为履带轮10提供动力。

参照说明书附图1-3，动力组件1、钟形罩201、测井仪器连接头3、测井仪器4、连接组件5的直径相同，动力组件1、万向节2、连接组件5的中心的管道通过连接头8、软管9相互连接并通过连接组件5与气管6相连接，使得整个牵引器内部的通过同一气泵提供动力。

其中，气动马达12的型号为欧旭qpg52型。

实施例2：

参照说明书附图8，与具体与实施例1相比，通过将动力组件1筒壁外侧的履带轮10更换成普通轮组16，包括动力组件1、万向节2、测井仪器连接头3、连接组件5，万向节2包括钟形罩201、输入轴206，动力组件1为空心圆筒，动力组件1两端分别通过万向节2与测井仪器连接头3、连接组件5活动连接，测井仪器连接头3的另一端固定连接有测井仪器4，连接组件5的另一端固定连接有气管6，动力组件1的内部固定安装有硬管7、气动马达12，动力组件1筒壁的内外两侧分别活动安装有从动轮13、普通轮组16，动力组件1的两端都开设有螺纹槽，动力组件1的左右两端通过螺纹分别与输入轴206、钟形罩201固定连接，硬管7的中间套有三通11，三通11的一端通过导管与气动马达12连接，硬管7的左右两端固定安装有连接头8，连接头8的另一端连接有软管9；所述钟形罩201内部活动安装有保持架202，所述输入轴206的末端套接有星形套204，所述星形套204的外围放置有若干钢球203，所述钢球203与星形套204插接与保持架202内部，所述输入轴206和钟形罩201的中心开设有圆孔，所述输入轴206和钟形罩201的圆孔之间连接有连接管205。

所述气动马达12的输出端固定连接有齿轮，所述齿轮与从动轮13相啮合，所述从动轮13通过皮带与普通轮组16相连接；所述普通轮组16位于动力组件1的两侧，所述动力组件1两侧的普通轮组16之间相距一定距离。

采用上述技术手段：普通轮组16更适合在井壁平整的油田井内工作，其提速明显，只要井壁平整能够更快的完成牵引工作，加快工作效率实现牵引器工作效率的大幅度提升，同时所需功率小能够节省能源消耗，外接的高压气泵为牵引器提供向前牵引的动力，整个牵引器体积更小。

本发明工作原理：

准备阶段：参照说明书附图1，初步确定油田井的大小及或油田井的弯折幅度，根据需要确定拼装合适数量的动力组件1达到所需要的合适长度，连接好各部件，为提供更好的牵引力相邻的两个动力组件1两侧的履带轮10呈十字形安装，先连接好万向节2内的连接管205之后将多余长度塞入动力组件1内部，之后将输入轴206表面的星形套204和钢球203安装好后插入钟形罩201，依照此步骤连接好动力组件1、万向节2、测井仪器连接头3、连接组件5，通过尾部的气管6连接气泵为各个组件提供动力来源，放入油田井内。

工作阶段：打开高压气泵，通过气管6为牵引器提供动力来源，气体通过气管6和三通11导入气动马达12，转化为机械能驱动动力组件1外壁的履带轮10在油田进内顺着井壁缓慢行进，可通过提高气泵的功率加快牵引器行进速度，履带轮10更能适宜油田井内凹凸不平的井壁，增加与井壁的接触面防止打滑，当遇到阻碍时该装置会同归履带轮10自动攀升翻越阻碍处，万向节2配合整个牵引器弯曲行进，待牵引器移动油田井最深处，即完成工作。

结束阶段：关闭高压气泵，使用气管6缓慢拽出牵引装置，牵引器会缓慢通过拽拉原路返回，当遇到阻碍时连接组件5尾部的球头会划过阻碍处，同时万向节2配合整个牵引器弯曲行进，，最终待牵引装置顺利回收后，清除表面污垢，清理拆卸即可完成整个测量工作。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。