一种模块化爬行器制造技术

本发明专利技术提供了一种模块化爬行器，包括液压模块和爬行模块，所述爬行模块内部设置有驱动齿轮用以给所述爬行模块提供动力，所述驱动齿轮啮合有爬行轮，所述液压模块通过推靠装置连接有所述爬行模块的爬行臂用以控制所述爬行臂的开合，所述液压模块与所述爬行模块之间的连接方式为电气和液压连接。通过采用机械和液压结合的传动方式，简化爬行器内部结构的同时加大爬行功率，提高爬行速度和驱动力，并且可以根据使用场景来选择安装爬行模块的数量。以根据使用场景来选择安装爬行模块的数量。以根据使用场景来选择安装爬行模块的数量。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化爬行器


[0001]本专利技术属于测井仪器输送工具
，具体而言，涉及一种模块化爬行器。

技术介绍

[0002]在石油和天然气开发中，水平井的数量愈来愈多，特别是页岩气和页岩油几乎全部采用水平井压裂进行开采。使用爬行器输送测井仪和射孔枪在水平井中进行测井和射孔作业，获得了广泛的应用。
[0003]当前使用应用较多的是轮式爬行器，按驱动方式分为全机械和全液压方式。
[0004]全机械爬行器由于结构复杂，一般只能配置2对爬行臂，共4个爬行轮，由1台电机驱动。由于爬行轮较少，轮子产生的驱动力较小。同时由于采用单台电机，受仪器的外径的限制，电机功率较小，远小于电缆提供的全部功率。
[0005]全液压爬行器由1台电机驱动液压泵产生高压油驱动爬行轮中的液压马达，可以组合多个爬行轮，缺点是单台电机功率受限，而且液压系统的效率较低，维修保养复杂，制造和使用成本高。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种模块化爬行器，通过采用机械和液压结合的传动方式，简化爬行器内部结构的同时加大爬行功率，提高爬行速度和驱动力，并且可以根据使用场景来选择安装爬行模块的数量。
[0008]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种模块化爬行器，包括液压模块和爬行模块，所述爬行模块内部设置有驱动齿轮用以给所述爬行模块提供动力，所述驱动齿轮啮合有爬行轮，所述液压模块通过推靠装置上的连杆连接有所述爬行模块的爬行臂用以控制所述爬行臂的开合，所述液压模块与所述爬行模块之间的连接方式为电气和液压连接。
[0010]现有技术按照驱动方式分为全机械和全液压方式，全机械爬行器由于结构复杂，一般只能配置2对爬行臂，共4个爬行轮，由1台电机驱动。由于爬行轮较少，轮子产生的驱动力较小。同时由于采用单台电机，受仪器的外径的限制，电机功率较小，远小于电缆提供的全部功率；全液压爬行器由1台电机驱动液压泵产生高压油驱动爬行轮中的液压马达，可以组合多个爬行轮，缺点是单台电机功率受限，而且液压系统的效率较低，维修保养复杂，制造和使用成本高。
[0011]本专利技术中，通过采用机械与液压结合的传动方式，其中爬行模块中采用机械的驱动方式，由驱动电机通过传动轴将动力传送给驱动齿轮，驱动齿轮通过啮合爬行轮来带动爬行轮旋转。爬行轮是设置在爬行臂的端头，爬行臂由液压模块控制开合，液压模块通过推靠装置来控制爬行臂的开合。当液压模块加压时，推靠装置上的连杆顶起爬行臂，当爬行轮可以贴合管道内壁时，液压模块停止继续加压保持压力稳定，爬行轮可以在管道内壁爬行
带动爬行器前行。当爬行器不足以运行时，可以适当添加爬行模块来提高爬行能力。爬行模块与液压模块之间通过电气与液压连接，一个液压模块可以同时控制多个爬行模块的开合。
[0012]优选的，所述推靠装置内部设置有复位弹簧用以推动所述推靠装置作往复运动。当液压模块泄压后，复位弹簧会使得连杆回缩，爬行臂慢慢闭合。
[0013]优选的，所述液压模块内部设置有液压泵用以将液压油输出至所述推靠装置。液压模块的内部设置有液压电机，液压电机带动液压泵，将电能转化为液压能，液压模块中还安装有安全阀，防止液压模块中压力超过安全值。安全阀的后边连接有单向阀防止液压油逆流回液压泵。液压模块中还装有压力传感器，将推靠压力传送至电子模块。当压力到达要求值时，液压泵停止工作，系统保压。当电磁阀断电时，压力回路和油箱模块联通，实现卸压，爬行臂在复位弹簧的作用下收拢。
[0014]优选的，还包括油箱模块，所述油箱模块连接有所述液压模块用以向所述液压模块提供液压油。油箱模块的主要作用一是为液压模块的液压泵提供液压油，二是为液压油在井下油温升高引起的膨胀提供空间。
[0015]优选的，所述爬行模块内部设置有驱动电机用以给所述驱动齿轮提供动力。
[0016]优选的，所述驱动齿轮和所述驱动电机之间设置有传动轴用以将所述驱动电机的动力传送给所述驱动齿轮。
[0017]优选的，所述驱动电机与所述传动轴之间设置有减速器用以匹配所述驱动电机和所述传动轴之间的转速与传递转矩。
[0018]爬行模块为爬行器的核心模块，主要是提供驱动力的模块，每个爬行模块有2个相对布置的爬行臂，推靠装置向外运动时压缩复位弹簧，同时带动2根连杆把2个爬行臂分别向相反的方向打开，直至爬行轮接触管道内壁，液压模块的压力升高，到达要求值时，液压泵停止工作，液压模块维持稳定压力。爬行模块上通过驱动电机将电能转换为机械能带动驱动齿轮旋转，从而带动爬行轮旋转，在管道内爬行。改变驱动电机的旋转方向，爬行器可以前进和后退。
[0019]优选的，还包括用以稳定压力的稳压模块，所述稳压模块设置在所述爬行模块的下端。稳压模块装在最后一个爬行模块的下端，当管道直径发生变化引起爬行臂摆动，或者液压油温度发生变化时，保持液压模块的液压油的压力基本稳定。它主要由壳体、活塞和蝶形弹簧组等几部分组成。
[0020]优选的，还包括电子模块，所述电子模块通过CAN总线连接有所述爬行模块和所述液压模块。电子模块具有以下几个功能：首先是选择功能，通过不同的供电方式选择爬行器和测井仪中的一种设备进行工作；然后是通信功能，通过测井电缆和地面控制器通信，接受地面电脑指令，上传爬行器的工作状态数据如推靠压力或电机转速等。通过CAN总线和每个爬行模块的驱动电路通信，收集每台驱动电机的状态数据，进行处理，下发控制指令，使所有驱动电机同步工作。
[0021]优选的，所述液压模块的内部设置有压力传感器，所述压力传感器连接有电子模块，当压力达到要求值时，所述液压模块从加压变为保压
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023](1)采用模块化结构组合方式，模块之间采用电气和液压连接，取代复杂的机械传
动方式，简化了结构；多模块组合方式，爬行轮数量多，增加了爬行轮对管道壁的压力，可以产生更大的爬行力。
[0024](2)采用1台电机驱动1对爬行轮的方式，单台电机的功率较小，可以不受爬行器体积的限制，多台电机的功率之和可以完全发挥电缆输送的最大功率，同时驱动电路控制驱动电机工作，并通过CAN总线和电子模块的中央处理器联通，实现多驱动电机的同步工作，提高效率。
[0025](3)配置了液压稳压段，当油温或者井径发生变化时，保持高压油的压力基本稳定。
附图说明
[0026]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0027]图1为本专利技术实施例提供的一种模块化爬行器的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例提供的爬行模块的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例提供的液压模块的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化爬行器，其特征在于，包括液压模块和若干爬行模块，所述爬行模块内部设置有驱动齿轮用以给所述爬行模块提供动力，所述驱动齿轮啮合有爬行轮，所述液压模块通过推靠装置上的连杆连接所述爬行模块的爬行臂用以控制所述爬行臂的开合，所述液压模块与所述爬行模块之间的连接方式为电气和液压连接。2.根据权利要求1所述的爬行器，其特征在于，所述推靠装置内部设置有复位弹簧用以推动所述推靠装置作往复运动。3.根据权利要求2所述的爬行器，其特征在于，所述液压模块内部设置有液压泵用以将液压油输出至所述推靠装置。4.根据权利要求1所述的爬行器，其特征在于，还包括油箱模块，所述油箱模块连接有所述液压模块用以向所述液压模块提供液压油。5.根据权利要求1所述的爬行器，其特征在于，所述爬行模块内部设置有驱动电机用以给...

【专利技术属性】
技术研发人员：王群杰，金为武，李英波，王启明，董圣群，李晓云，马刊创，马阔，
申请(专利权)人：河北环鼎石油设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：