一种偏心螺旋滚动石油管具通径规的制作方法

本发明涉及石油钻井工程，具体而言是一种偏心螺旋滚动石油管具通径规。

背景技术：

1、石油管材内径通径规是检测管材横截面圆度的筒状工具,使通径规在套管内部通过,检测套管本体是否存在变形及套管内是否有杂物。目前,国内石油管材内径通径较多的是人力通径或气动通径：一是人力通径时，将通径规放入管材内一端，通过钢丝绳人力拖拽的方式使其通过管具从另一端出来。此方式效率低下，人力浪费严重；二是采用高压气动方式，将通径规放入管材内一端，利用高压气体从后面推动，使其从管材另一端出来。此方式快速简单、省力，但气压的控制难度很大，无法定量控制，操作具有危险性，高压气体管路连接一旦失效，强大气流及其引起的管路反弹力量会危害操作人员人身安全，不利于安全生产；并且此种方式需要工作现场具备高压气动设备，对工作现场有附加要求。三是使用金属顶杆推动通径规通径，顶杆的长度要比管材的长度或等于管材的长度才可以将通径规顶出，此方式劳动强度大，工作效率低。

2、目前，中国专利cn201720132973.x公开了一种自行走套管通径检测规，控制装置安装在通径规上，电源放置在通径规内，弹性支撑装置安装在通径规的右端，连接杆的右端连接在通径规的左端，驱动轮安装在连接杆上，电机安装在连接杆上，电机与驱动轮连接，驱动轮安装在本体的一侧，在通径规的侧孔里安装信号探头，电源的电能通过电线接入控制装置里，电机与控制装置有导线连接，信号探头与控制装置有信号线连接，电机、驱动轮、控制装置、电源、通径规、信号探头、弹性支撑装置、连接杆组装成一体后放置在套管内；该专利虽然可以实现自行走，但该专利是依靠单一驱动轮与管壁形成摩擦行走，驱动轮与管壁接触面积小行走稳定性差。

3、中国专利cn 217815709 u公开了一种具有调速功能的石油管具通径机器人从结构示意图上看机器人内部设置有电机，电机输出杆前端固定设置有传动轮，传动轮上方设置有刹车板，两个刹车板后侧面设置有矩形块一，矩形块一与机器人内壁固定连接。该专利虽然可以实现自行走、后退、调速功能，该专利虽然可以实现自行走，但该专利是依靠单一驱动轮与管壁形成摩擦行走，驱动轮与管壁接触面积小行走可靠性差。

4、中国专利cn 217538682 u公开了可变径电动自行式套管通径规，通径规的前端设有牵引装置，牵引装置后端与通径规前端中心点连接的滑动柱，滑动柱上套装有压缩弹簧，压缩弹簧两端分别与多组连杆组件的两端连接，每组连杆组件上均设有牵引轮以及连接牵引轮的驱动电机，虽然，该专利每组连杆组件上均设有牵引轮以及连接牵引轮的驱动电机，但也是依靠多组单一驱动轮与管壁形成摩擦行走，驱动轮与管壁接触面积小行走可靠性差。

5、中国专利cn 217400884 u公开了一种油管通径规及通径规组件，结构类似于中国专利cn 217538682 u，设置的变径机构及滑动轮，滑动轮与驱动电源电连接，用于在驱动电源的驱动下带动通径规本体在油管内滑动。该专利虽然可以实现自行走，但该专利是依靠单一驱动轮与管壁形成摩擦行走，驱动轮与管壁接触面积小行走可靠性差。

6、中国专利cn 215761651 u公开了一种油管多功能通径规，通径规机构由本体、压杆、弹簧一、压帽一、拉杆、皮碗、活塞、环形涂 油刷头、弹簧二、若干个刮削刀片、螺杆、垫圈、储油腔室、顶杆、压帽二、弹簧三、锁紧螺帽、旋转销组成。通径刮削采用的动力源是空气压缩气体，依靠压缩气体形成通径刮削时的推力，虽然设计时为防止通径刮削后冲击力过大，在通径规后部设计有缓冲器机构，当通径规完成通径，推出油管内径后，通径规顶杆首先顶到通径规支架上，顶杆会起到缓冲作用，但该专利还要在管材两端设置支架，阻挡通径刮削后冲击力过大，辅助装置太繁琐，安装使用及其不方便。

7、中国专利cn 212843390 u公开了一种套管通径装置，包括通径规圆盘、机身和无线遥控动力驱动总成，无线遥控动力驱动总成包括行走轮，行走轮为全向轮，全向轮设置两个且分别安装在机身的前后端。虽然本专利采用设置在机身前后端的两个全向轮代替常规驱动轮，有效解决了现有无线遥控套管通径装置抓地力差以及动力损失较大的问题。但在通径使用时，因为没有设置固定的引导端，进入管材时易卡阻，不会简便的顺利进入管材。

8、中国专利cn 213205653 u公开了一种自动化油管通径规，包括外壳体、扶正器、电源、控制器、驱动电机、驱动轮和检测结构，外壳体为圆筒结构，扶正器设有两组分别固定安装在外壳体的两端，电源、控制器和驱动 电机位于外壳体内侧且相互电连接；检测结构设有多组且呈圆周阵列设置在外壳体上，检测结构 包括限位块、光电开关、滑块和检测连杆，限位块和滑块并排设置在竖状槽中且二者通过压缩弹簧连接；检测连杆由两段杆件铰接而成，一端与滑块铰接，另一端与竖状槽铰接；光电开关活动安装在限位块和滑块之间的竖状槽内壁上。该专利虽然可以实现自行走，但该专利是依靠单一驱动轮与管壁形成摩擦行走，驱动轮与管壁接触面积小，存在通径装置抓地力差以及动力损失较大的问题。

9、中国专利cn 111536366 a公开了一种可遥控智能通径机器人，包括壳体、驱动系统、感应系统和控制系统，驱动系统、感应系统和控制系统均安装在壳体内，控制系统可根据收到的感应系统信号向驱动系统进行指令收发，驱动系统通过接收到控制系统指令进行动作；感应系统包括触动机构、光电感应器、压力继电器；触动机构包括扭簧、扶正轮、棘轮，扶正轮安装在壳体上且部分位于壳体外，棘轮中心处垂直贯通固定设有中心杆，扶正轮与棘轮的中心杆一端限位转动连接，扭簧套设在棘轮的另一端中心杆上，扶正轮在转动时可被压入壳体内，扶正轮通过棘轮压缩扭簧，扭簧将压力传递给压力继电器，压力继电器及光电感应器均与控制系统电路连接；由控制系统向驱动系统发送前进及后退指令，驱动轮进行前进后退动作。该专利虽然可以实现自行走，但该专利是依靠单一驱动轮与管壁形成摩擦行走，驱动轮与管壁接触面积小，存在通径装置抓管具内壁力力量不足以及动力损失较大的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述不足之处，提供一种偏心螺旋滚动石油管具通径规，解决石油管具下井前通径问题，提高石油管具通径效率。

2、本发明目的是通过下述技术方案实现的：

3、本发明包括：导引头、前端盖、前接头、拨紧机构、前扶正机构、盘旋弹簧组件、偏心支撑、轴承、轴承座、驱动轮系、隔板、联轴器、壳体、前衬套、电机、后衬套、支撑板、电源、控制线路板、后扶正机构、后接头、后端盖、显示屏、提手、充电端口、开关、螺旋弹簧、微动开关；其特征在于：所述导引头与前端盖螺纹连接，前端盖与前接头、壳体的前端插接，通过沉头螺钉固定，壳体的前端下部设有窗口，前端盖周向均布设有三个前扶正机构，其中一个前扶正机构与微动开关联动，前端盖的中心设有拨紧机构，拨紧机构的轴ⅰ设有盘旋弹簧组件，盘旋弹簧组件的弹簧插入轴ⅰ的开口ⅰ，盘旋弹簧组件通过偏心支撑的左端轴孔ⅱ支撑；偏心支撑右端的偏心端轴设有轴承，通过轴承座与驱动轮系左端连接，驱动轮系右端通过联轴器与电机连接，驱动轮系设为两组，驱动轮系机轮相差45°，中间经过法兰通过螺栓连接，中心孔内设有螺旋弹簧，驱动轮系设在壳体的窗口处；电机的左端依次设有隔板、前衬套，电机的右端设有后衬套，壳体的右部内设支撑板，支撑板设有电机和电源及控制线路板，壳体的右端依次与后接头、后端盖插接，通过沉头螺钉固定，后接头周向均布设有与前扶正机构相同的三个后扶正机构，后端盖端面设有提手，中间设有显示屏，上部设有充电端口和电源开关；电源适配器为电源充电。

4、进一步的，所述导引头为“子弹头”型空心结构，右端设有与前端盖配合的外螺纹。

5、进一步的，所述前接头的左端设有拨紧机构的圆柱形容腔，右端设有与偏心支撑配合均布的三个凹端子。

6、进一步的，所述拨紧机构的轴ⅰ上设有三瓣“梅花”状拨紧轮，轴ⅰ的右端设有开口ⅰ。

7、进一步的，所述前扶正机构的支撑架为“u”结构，底部为圆弧形，上部设有轴孔ⅰ。

8、进一步的，所述偏心支撑为圆柱体，左端设有均布的与前接头配合的三个长方体弧形凸端子。

9、进一步的，所述驱动轮系两边各设有一个法兰，中心设有十字型通孔，中间为四方镂空结构，镂空结构的平面上各设有一个与中心线倾斜10～30°的平行四边形通孔，通孔内设有平行四边形“u”形支架，支架的下部两边设有凸台，凸台的宽度大于通孔的宽度，支架的上部尺寸稍小于通孔的尺寸，支架的上部通过轮轴连接着机轮。

10、进一步的，所述前衬套为偏心圆管结构，最薄处设有开口ⅲ。

11、进一步的，所述电源正极通过导线依次与开关、控制线路板、电机连接，控制线路板与电机之间设有微动开关，充电端口通过导线分别与电源正极、负极连接，电源负极通过导线与控制线路板、电机连接。

12、进一步的，所述显示屏通过导线与控制线路板连接。

13、工作原理

14、1．本发明通过电机提供动力，为全方位移动方式，基于一个驱动轮系周边八个轮轴上设有机轮，八个机轮周向分布45°，轮轴与驱动轮系中心线15-30°，周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。

15、2．本发明依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了管具内在最终的合力矢量的方向上能自由地移动，而不改变机轮自身的方向。

16、3．本发明在它的轮缘上斜向分布着八个机轮，故机轮可以横向滑移。机轮的母线很特殊，当机轮绕着固定的轮轴转动时，各个机轮的包络线为圆柱面，所以该轮能够连续地向前滚动。

17、4．本发明驱动轮系结构紧凑，运动灵活，是一种全方位轮，通过两个这种驱动轮系进行组合，可以更灵活方便的实现全方位移动管具通径功能。

18、在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

19、此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

20、在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个零部件内部的连通或两个零部件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

21、与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

22、1.本发明通过设置在机身前后端的驱动轮系，全向轮的机轮与待通管具内壁相贴合，使之兼具有导向作用，可有效减少通径规的动力损失；同时，全向轮还具有抓管壁力强的特点，可提高行进摩擦动力。

23、2.本发明具有结构简单、适用范围广、实用性强、结实耐用、操作方便等特点。

24、3.本发明为油田生产一线解决了实际问题，极大地提高了工作效率和降低了劳动强度，提高生产运行的安全性，能够有效的防止套管通径作业时产生的人身伤害，保障安全生产。