一种井内钻具行走机构制造技术

一种井内钻具行走机构包括上部行走机构、电机双接头和下部行走机构，上部行走机构通过电机双接头与下部行走机构连接，上部行走机构与下部行走机构结构相同；上部行走机构由第一行走内衬、第一行走外壳、第一行走电机、第一行走传扭轴、第一行走传压杆和固定螺母组成；通过第一行走电机内转子带动第一行走传扭轴旋转，将扭矩通过第一行走传扭轴传递给第一行走传压杆，由于第一行走传压杆只能进行轴向移动，将传递来的扭矩转换成轴向力，实现第一行走内衬的伸缩，进而实现钻具的行走给进，同时该结构具有反向行走功能，给井下钻具行走给进技术的发展提供了新的思路和方向，极具创新意义且意义十分重大，应用性前景极广。

【技术实现步骤摘要】
一种井内钻具行走机构
本技术属于钻井工具
，特别涉及一种用于自行走自变向导向钻进系统的井内钻具行走机构。
技术介绍
专利号为CN20171008251.8的一种井下扭矩自平衡有缆钻具系统摆脱传统钻具系统对钻杆的深度依赖，以铠装缆管为主要能量传输介质，双钻头逆向回转近钻头扭矩平衡碎岩进尺，既高效又节能，大大减少了起下钻时间，减少了钻具对井壁的扰动，但同时出现了一个问题，失去钻杆后该套钻具系统不具备自主给进的能力，上部铠装缆管是柔性的，也不可能给下部钻具系统提供给进力，只能依靠自身重量加压进行竖直井钻进，无法进行定向或水平钻进作业。专利号为CN104727749A的蠕动钻地机器人采用电动推杆伸缩进行钻地机器人的给进，但电动推杆很难在有限的径向空间内实现大负荷运行，井下扭矩自平衡有缆钻具系统在给进的过程中会存在较大的轴向负荷，显然这种方式无法满足需要；武汉理工大学张英等人研究的水下仿生拱泥机器人采用液压推进器实现拱泥机器人的给进，但液压推进器的安装需要较大的空间，而且液压推进器的控制也较为复杂，不适合地质岩心钻探用设备。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适配于自行走自变向导向钻进系统的井内钻具行走机构，该井内钻具行走机构能使自行走自变向导向钻进系统在钻进的过程中不间断进行连续行走给进，根据钻头的钻进速度调整给进速率，保证钻头稳定切削岩石，同时还具备反向行走功能，在自行走自变向导向钻进系统完成钻进工作后能实现自主返回地面。一种井内钻具行走机构包括上部行走机构、电机双接头和下部行走机构，上部行走机构通过电机双接头与下部行走机构连接，上部行走机构与下部行走机构结构相同；上部行走机构由第一行走内衬、第一行走外壳、第一行走电机、第一行走传扭轴、第一行走传压杆和固定螺母组成；所述第一行走内衬上部与自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构固定连接，所述第一行走内衬下部与第一行走传压杆固定连接，第一行走内衬有一用来通过相应配套泥浆循环设备的中空通道，中空通道周围第一行走内衬上设有多个可使钻具内部缆线穿过的通孔，外壁上部设有朝向第一行走传压杆方向延伸的第一环形倒角，外壁底部一侧设置有第一矩形键，所述第一行走外壳下部与第一行走电机的外转子固定连接，内壁与第一行走内衬的外壁通过第一矩形键与键槽配合滑动连接，第一行走外壳外壁上部设有朝向第一行走内衬方向延伸的第二环形倒角，所述第一行走电机为中空伺服电机，第一行走电机外转子上部与第一行走外壳下端固定连接，第一行走电机外转子下部与电机双接头一端固定连接，第一行走电机内转子与第一行走传扭轴外壁固定连接并将扭矩传递给第一行走传扭轴；所述第一行走传扭轴为内设中空通道的管件，第一行走传扭轴中空通道用于通过第一行走传压杆，第一行走传扭轴的内壁一端设置一段母螺纹；所述第一行走传压杆为一中空管件，中空通道用来通过相应配套的泥浆循环设备，第一行走传压杆外壁设有公螺纹，第一行走传压杆通过螺纹与第一行走传扭轴连接且第一行走传压杆上端与第一行走内衬固定连接，所述电机双接头为中空接头，电机双接头一端与第一行走电机外转子固定连接。本技术的有益效果：本技术是由第一行走内衬、第一行走外壳、第一行走电机、第一行走传扭、第一行走传压杆、固定螺母、电机双接头、第二行走电机、第二行走传扭轴、第二行走传压杆、第二行走外壳和第二行走内衬所组成，通过第一行走电机内转子带动第一行走传扭轴的旋转，将扭矩通过第一行走传扭轴传递给第一行走传压杆，由于第一行走传压杆只能进行轴向移动，将传递来的扭矩转换成轴向力，实现第一行走内衬的伸缩，进而实现钻具的行走给进，同理，第二行走内衬的伸缩也能实现钻具的行走给进，再配合一种井内随钻井壁支撑机构使用能实现自行走自变向导向钻进系统根据钻头的钻进速率进行匀速给进，并且具备反向行走功能，给井下钻具行走给进技术的发展提供了新的思路和方向，极具创新价值且意义十分重大，应用前景极广。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术示意性实施例及其说明用于理解本技术，并不构成本技术的不当限定，在附图中：图1是本技术所提出的一种井内钻具行走机构的总装示意图。图2是本技术所提出的一种井内钻具行走机构的总装截面示意图。图3是本技术中第一行走内衬的截面示意图。图4是本技术中第一行走外壳的截面示意图。图5是本技术中第一行走电机的截面示意图。图6是本技术中第一行走传扭轴的截面示意图。图7是本技术中第一行走传压杆的截面示意图。图8是本技术所提出的一种井内钻具行走机构与一种井内随钻井壁支撑机构的组合装配示意图。图9是本技术所提出的一种井内钻具行走机构的工作过程示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。如图1至图7所示，一种井内钻具行走机构，包括上部行走机构、电机双接头7和下部行走机构，上部行走机构通过电机双接头7与下部行走机构连接，上部行走机构与下部行走机构结构相同；上部行走机构由第一行走内衬1、第一行走外壳2、第一行走电机3、第一行走传扭轴4、第一行走传压杆5和固定螺母6组成；所述第一行走内衬1上部与自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构固定连接，所述第一行走内衬1下部与第一行走传压杆5固定连接，第一行走内衬1有一中空通道101，用来通过相应配套的泥浆循环设备，中空通道101周围第一行走内衬1上设有多个可使钻具内部缆线穿过的通孔102，用来通过钻具内部的缆线，外壁103上部设有朝向第一行走传压杆5方向延伸的第一环形倒角104，第一环形倒角104作用是减小第一行走内衬1伸缩时的阻力，外壁103的底部一侧设置有第一矩形键105，用来与第一行走外壳2的键槽203配合，限制第一行走内衬1在伸缩时周向的旋转；所述第一行走外壳2下部与第一行走电机3的外转子固定连接，内壁201与第一行走内衬1的外壁103滑动接触配合，其中第一矩形键105与键槽203轴向滑动配合，使第一行走内衬1和第一行走外壳2只能在轴向进行相对运动，第一行走外壳2外壁上部设有朝向第一行走内衬1方向延伸的第二环形倒角202，第二环形倒角202的作用是将第一行走内衬1在伸出后外壁103上附着的泥浆刮下，减小第一行走内衬1伸缩时的阻力；所述第一行走电机3为中空伺服电机，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动第一行走传扭轴4，且位置精度十分准确，第一行走电机3外转子上部与第一行走外壳2下端固定连接，第一行走电机3外转子下部与电机双接头7一端固定连接，在第一行走电机3内转子的内壁上设置有一对矩形键槽，用于与第一行走传扭轴4外壁上的第二矩形键402配合，将扭矩传递给第一行走传扭轴4；所述第一行走传扭轴4为内设中空通道101的管件，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井内钻具行走机构，其特征在于：包括上部行走机构、电机双接头(7)和下部行走机构，上部行走机构通过电机双接头(7)与下部行走机构连接，上部行走机构与下部行走机构结构相同；/n上部行走机构由第一行走内衬(1)、第一行走外壳(2)、第一行走电机(3)、第一行走传扭轴(4)、第一行走传压杆(5)和固定螺母(6)组成；/n所述第一行走内衬(1)上部与自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构固定连接，所述第一行走内衬(1)下部与第一行走传压杆(5)固定连接，第一行走内衬(1)有一用来通过相应配套泥浆循环设备的中空通道(101)，中空通道(101)周围第一行走内衬(1)上设有多个可使钻具内部缆线穿过的通孔(102)，外壁(103)上部设有朝向第一行走传压杆(5)方向延伸的第一环形倒角(104)，外壁(103)底部一侧设置有第一矩形键(105)，所述第一行走外壳(2)下部与第一行走电机(3)的外转子固定连接，内壁201与第一行走内衬(1)的外壁(103)通过第一矩形键(105)与键槽(203)配合滑动连接，第一行走外壳(2)外壁上部设有朝向第一行走内衬(1)方向延伸的第二环形倒角(202)，所述第一行走电机(3)为中空伺服电机，第一行走电机(3)外转子上部与第一行走外壳(2)下端固定连接，第一行走电机(3)外转子下部与电机双接头(7)一端固定连接，第一行走电机(3)内转子与第一行走传扭轴(4)外壁固定连接并将扭矩传递给第一行走传扭轴(4)；所述第一行走传扭轴(4)为内设中空通道(101)的管件，第一行走传扭轴(4)中空通道(101)用于通过第一行走传压杆(5)，第一行走传扭轴(4)的内壁401一端设置一段母螺纹(403)；所述第一行走传压杆(5)为一中空管件，中空通道(101)用来通过相应配套的泥浆循环设备，第一行走传压杆(5)外壁设有公螺纹(501)，第一行走传压杆(5)通过螺纹与第一行走传扭轴(4)连接且第一行走传压杆(5)上端与第一行走内衬(1)固定连接，/n所述电机双接头(7)为中空接头，电机双接头(7)一端与第一行走电机(3)外转子固定连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种井内钻具行走机构，其特征在于：包括上部行走机构、电机双接头(7)和下部行走机构，上部行走机构通过电机双接头(7)与下部行走机构连接，上部行走机构与下部行走机构结构相同；
上部行走机构由第一行走内衬(1)、第一行走外壳(2)、第一行走电机(3)、第一行走传扭轴(4)、第一行走传压杆(5)和固定螺母(6)组成；
所述第一行走内衬(1)上部与自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构固定连接，所述第一行走内衬(1)下部与第一行走传压杆(5)固定连接，第一行走内衬(1)有一用来通过相应配套泥浆循环设备的中空通道(101)，中空通道(101)周围第一行走内衬(1)上设有多个可使钻具内部缆线穿过的通孔(102)，外壁(103)上部设有朝向第一行走传压杆(5)方向延伸的第一环形倒角(104)，外壁(103)底部一侧设置有第一矩形键(105)，所述第一行走外壳(2)下部与第一行走电机(3)的外转子固定连接，内壁201与第一行走内衬(1)的外壁(103)通过第一矩形键(105)与键槽(203)配合滑动连接，第一行走外壳(2)外壁上部设有朝向第一行走内衬(1)方向延伸的第二环形倒角(202)，所述第一行走电机(3)为中空伺服电机，第一行走电机(3)外转子上部与第一行走外壳(2)下端固定连接，第一行走电机(3)外转子下部与电机双接头(7)一端固定连接，第一行走电机(3)内转子与第一行走传扭轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，高科，谢晓波，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22