软连接式井下仪器牵引器 |
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| 申请号 | CN201510115562.5 | 申请日 | 2015-03-17 | 公开(公告)号 | CN104775780A | 公开(公告)日 | 2015-07-15 |
| 申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 李洪军; 张洪君; 李树全; 张福兴; 何金宝; 赵超; 黄丽; 王巍; 宋志军; 杨显志; 王磊; 高峰; 蒋国庆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 为一种软连接式井下仪器牵引器，包括前后连接的锚定器组件和牵引器组件，锚定器组件和牵引器组件内部贯穿有软 电缆 ，软电缆一端电连接于牵引器控制装置；锚定器组件包括第一壳体，第一壳体上设置有锚定卡瓦和 驱动轮 组，第一壳体后端部设有第一过孔，第一壳体内部后端设有固定孔座，软电缆穿过第一过孔并固定连接于所述固定孔座上；牵引器组件包括第二壳体，第二壳体前端部设有第二过孔，第二壳体内部前端设置有排缆器，软电缆穿过第二过孔并缠绕于排缆器上。该软连接式井下仪器牵引器具有对测试井管径适应性强、安全性高、 定位 准确、结构简单、成本低、维修方便的特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种软连接式井下仪器牵引器，其特征在于：所述软连接式井下仪器牵引器包括前后连接的锚定器组件和牵引器组件，所述锚定器组件和牵引器组件内部贯穿有软电缆，所述软电缆一端电连接于牵引器控制装置； |
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| 说明书全文 | 软连接式井下仪器牵引器技术领域背景技术[0002] 目前各大油田都很重视水平井的开发，因为水平井产量大，通常是直井产量的3-5倍，见效很快，但是水平井钻井后的测井以及生产后的测试问题也日益突显。由于水平井完井后的水平井段与地平呈平行状态，测试仪器在油井中的下放主要依靠电缆及自身重力，到达水平井段时，仪器无法继续前进，必须借助外力才能到达预定位置，如何安全、可靠地将测试仪器输送到测试目的位置从而实现水平井全井段测试，成为制约水平井开发的关键问题。 [0003] 目前国内水平井测试仪器输送方式可分为管柱携带式输送和爬行器输送。在管柱携带式输送方式中,利用管柱实现将测试仪器送至测试目的位置，这种方式对井壁内径的适应能力差，而油气井井眼在某些井段不够规则，且可能在同一口井中存在不同直径的井段，导致无法将测试仪器送至测试目的位置。 [0004] 在爬行器输送方式中,已知的爬行推进器技术有《石油仪器》2009年8月刊第28页介绍的SmarTract公司在2000年生产的牵引器以及斯伦贝谢公司在2003年6月宣布推出的MaxTRAC型智能水平井牵引器，上述两种牵引推进器均采用特制电机驱动牵引器进行输送，其结构复杂、造价昂贵。目前使用较多的还有轮式爬行器，轮式爬行器会对套管产生局部损伤，并且跨越障碍的能力差，在套管变形、出砂或者出现油污的时候无法前进。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种软连接式井下仪器牵引器,以实现将水平井下测试仪器准确输送到水平井段目标位置、完成水平井全井段测试的目的，该软连接式井下仪器牵引器具有对测试井管径适应性强、安全性高、定位准确、结构简单、成本低、维修方便的特点。 [0007] 本发明的目的是这样实现的，一种软连接式井下仪器牵引器，包括前后连接的锚定器组件和牵引器组件，所述锚定器组件和牵引器组件内部贯穿有软电缆，所述软电缆一端电连接于牵引器控制装置； [0008] 所述锚定器组件包括两端封闭的第一壳体，所述第一壳体上设置有能径向伸缩的锚定卡瓦，所述第一壳体内部设置有与所述锚定卡瓦连接的卡瓦控制系统，所述卡瓦控制系统与软电缆之间电连接；所述第一壳体上还设置有驱动轮组，所述驱动轮组与位于第一壳体内部的第一电机连接，所述第一电机与软电缆之间电连接；所述第一壳体后端部设有第一过孔，所述第一壳体内部后端设有固定孔座，所述软电缆穿过第一过孔并固定连接于所述固定孔座上；所述牵引器组件包括两端封闭的第二壳体，所述第二壳体前端部设有第二过孔，所述第二壳体内部前端设置有排缆器，所述软电缆穿过第二过孔并缠绕于所述排缆器上，所述排缆器后方连接有第二电机，所述第二电机与软电缆之间电连接。 [0009] 在本发明的一较佳实施方式中，所述锚定卡瓦包括卡止部，所述卡止部内侧连接有能驱动所述卡止部径向移动的第一活塞杆，所述第一活塞杆另一端密封穿设于一第一密封腔体中，所述第一密封腔体位于第一壳体内部，所述第一壳体上设置有供所述第一活塞杆穿过的第一透槽；所述卡瓦控制系统包括第一液压泵，所述第一液压泵通过管线与第一密封腔体连接，所述第一液压泵一端连接有第一控制阀，所述第一控制阀与软电缆之间电连接。 [0010] 在本发明的一较佳实施方式中，所述驱动轮组包括周向对称设置的多个驱动轮，所述各驱动轮中心处设有第一心轴，所述第一心轴上连接有第一支臂和第二支臂，所述第一壳体上设置有供第一支臂和第二支臂径向打开或收回的第二透槽，所述第一支臂的下端铰接于能沿轴向移动的第一滑块，所述第一滑块前端连接有第一支臂控制系统；所述第二支臂的下端与所述第一电机连接。 [0011] 在本发明的一较佳实施方式中，所述第一滑块前端连接有能驱动第一滑块轴向移动的第二活塞杆，所述第二活塞杆的另一端密封穿设于一第二密封腔体中，所述第一支臂控制系统包括第二液压泵，所述第二液压泵通过管线与第二密封腔体连接，所述第二液压泵一端连接有第二控制阀，所述第二控制阀与软电缆之间电连接。 [0012] 在本发明的一较佳实施方式中，所述第二支臂包括第三壳体，所述第三壳体内部设置有齿轮组，所述齿轮组包括多个相互啮合的齿轮，位于齿轮组上端的第一齿轮套设于所述第一心轴上，位于齿轮组下端的第二齿轮中心设有第二心轴，所述第二心轴一端穿过所述第三壳体，位于所述第三壳体外侧的第二心轴上套设有第三齿轮；所述第一电机中心设置有第三心轴，所述第三心轴上设置有第一啮合部，所述第一啮合部和第三齿轮啮合连接。 [0013] 在本发明的一较佳实施方式中，所述第二支臂还可以是传动链或者传送带，所述传动链或者传送带的上端套设于所述第一心轴上，所述传动链或者传送带的下端设有第四心轴，所述第四心轴上套设有第四齿轮；所述第一电机中心设置有第五心轴，所述第五心轴上设置有第二啮合部，所述第二啮合部和第四齿轮啮合连接。 [0014] 在本发明的一较佳实施方式中，所述第二壳体后端连接有滚轮扶正器。 [0015] 在本发明的一较佳实施方式中，所述第一壳体前端连接有导向头。 [0016] 在本发明的一较佳实施方式中，所述导向头前端设置有直径向前渐缩的第一外锥面。 [0017] 在本发明的一较佳实施方式中，所述第一壳体后端设置有直径向后渐缩的第二外锥面；所述第二壳体前端设置有直径向前渐缩的第三外锥面。 [0018] 由上所述，本发明提供的软连接式井下仪器牵引器具有以下有益效果： [0019] (1)对测试井管径适应性强，安全性高，定位准确：本发明提供的软连接式井下仪器牵引器利用锚定器卡瓦与水平井管壁进行牢靠定位，根据实际管径确定锚定卡瓦的伸出长度，适应性强；利用滚轮扶正器减小软连接式井下仪器牵引器与管壁的磨损，安全性高；控制装置与各结构连接，通过地面控制程序进行控制，定位准确； [0020] (2)结构简单，成本低，维修方便：本发明提供的软连接式井下仪器牵引器利用排缆器实现软电缆的收放，进而完成整个软连接式井下仪器牵引器的前进；无需定制电机，成本较低；各结构通过软电缆连接，结构简单，维修方便。附图说明 [0021] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中： [0022] 图1：为本发明的软连接式井下仪器牵引器的结构示意图。 具体实施方式[0023] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。 [0024] 如图1所示，本发明提供的软连接式井下仪器牵引器100，包括前后连接的锚定器组件1和牵引器组件2，锚定器组件1和牵引器组件2内部贯穿有软电缆3，软电缆3一端电连接于牵引器控制装置(现有技术，图中未示出)；锚定器组件1包括两端封闭的第一壳体11，第一壳体11上设置有能径向伸缩的锚定卡瓦12，第一壳体11内部设置有与锚定卡瓦12连接的卡瓦控制系统13，卡瓦控制系统13与软电缆3之间电连接，在本实施方式中，锚定卡瓦12包括卡止部121，卡止部121内侧连接有能驱动所述卡止部径向移动的第一活塞杆122，第一活塞杆122另一端密封穿设于第一密封腔体123中，第一密封腔体123位于第一壳体11内部，第一壳体11上设置有供所述第一活塞杆122移动的第一透槽113，锚定卡瓦12的数量为周向对称的多个；卡瓦控制系统13包括第一液压泵131，第一液压泵131通过管线与第一密封腔体123连接，第一液压泵131一端连接有第一控制阀132，第一控制阀131与软电缆之间电连接。 [0025] 第一壳体11上还设置有驱动轮组14，驱动轮组14与位于第一壳体11内部的第一电机15连接，第一电机15与软电缆3之间电连接，在本实施方式中，驱动轮组14包括周向对称设置的多个驱动轮141，各驱动轮141中心处设有第一心轴142，第一心轴142上连接有第一支臂143和第二支臂144，第一壳体11上设置有供第一支臂143和第二支臂144径向打开或收回的第二透槽114，第一支臂143的下端铰接于能沿轴向移动的第一滑块145，第一滑块145前端连接有第一支臂控制系统146；第二支臂144的下端与第一电机15连接。 [0026] 第一壳体11后端部设有第一过孔111，第一壳体11内部后端设有固定孔座112，软电缆3穿过第一过孔111并固定连接于所述固定孔座112上；牵引器组件2包括两端封闭的第二壳体21，第二壳体21前端部设有第二过孔211，第二壳体21内部前端设置有排缆器22，软电缆3穿过第二过孔211并缠绕于排缆器22上，在本实施方式中，缠绕于排缆器22上的软电缆的自由段长度为10米；排缆器22后方连接有第二电机23，第二电机23与软电缆3之间电连接。通过排缆器22实现软电缆的收放，进而完成整个软连接式井下仪器牵引器100的前进。 [0027] 进一步，第一滑块145前端连接有能驱动第一滑块轴向移动的第二活塞杆147，第二活塞杆147的另一端密封穿设于第二密封腔体148中，第一支臂控制系统146包括第二液压泵1461，第二液压泵1461通过管线与第二密封腔体148连接，第二液压泵1461一端连接有第二控制阀1462，第二控制阀1462与软电缆之间电连接。 [0028] 在本发明的一实施例中，第二支臂144包括第三壳体1441，第三壳体1441内部设置有齿轮组1442，齿轮组1442包括相互啮合的多个齿轮，位于齿轮组1442上端的第一齿轮套设于第一心轴142上，位于齿轮组1442下端的第二齿轮中心设有第二心轴1443，第二心轴1443一端穿过第三壳体1441，位于第三壳体1441外侧的第二心轴1443上套设有第三齿轮1444；第一电机15中心设置有第三心轴151，第三心轴151上设置有第一啮合部1511，第一啮合部1511和第三齿轮1444啮合连接。 [0029] 在本发明的另一实施例中，第二支臂144是传动链或者传送带，传动链或者传送带的上端套设于第一心轴142上，传动链或者传送带的下端设有第四心轴，第四心轴上套设有第四齿轮；第一电机15中心设置有第五心轴，第五心轴上设置有第二啮合部，第二啮合部和第四齿轮啮合连接。 [0030] 为了减小软连接式井下仪器牵引器100与水平井管壁的摩擦，提高运动平稳性，第二壳体21后端连接有滚轮扶正器24，滚轮扶正器24后端连接有井下仪器4。 [0031] 为了减小软连接式井下仪器牵引器100前进过程中的阻力，第一壳体11前端连接有导向头16，在本实施方式中，导向头16前端设置有直径向前渐缩的第一外锥面；同时，第一壳体11后端设置有直径向后渐缩的第二外锥面，第二壳体21前端设置有直径向前渐缩的第三外锥面。 [0032] 本发明提供的软连接式井下仪器牵引器100工作时，首先将井下仪器4与滚轮扶正器24后端连接，滚轮扶正器24处于张开状态，软电缆3与控制装置电连接，软电缆3自由段全部缠绕在排缆器22上，排缆器22处于锁止状态，第一壳体11与第二壳体21相互抵靠，锚定卡瓦12和驱动轮组14处于收回状态。仪器下放过程中，垂直井段靠软连接式井下仪器牵引器100自重下放，当下放到斜度较大的井段，通过控制装置控制排缆器22解锁，通过第一支臂控制系统146撑开第一支臂143，当各驱动轮141与井壁接触后，第一支臂控制系统146停止工作，启动第一电机15，驱动各驱动轮141旋转前进，软电缆3随着锚定器组件1向前运动而伸长，当前进接近最大自由段长度时，第一电机15停止驱动；同时，控制装置控制卡瓦控制系统13，使得锚定卡瓦12的卡止部121径向伸出卡接至井壁，此时通过第一支臂控制系统146收回第一支臂143，各驱动轮141径向收回；之后，启动第二电机23，控制排缆器22回收软电缆3，牵引器组件2及井下仪器4随着软电缆3的回收前进，直至软电缆3的自由段全部收回缠绕到排缆器22上，此时，通过控制卡瓦控制系统13收回锚定卡瓦12的卡止部121；然后，再次通过第一支臂控制系统146撑开第一支臂143，进入下一工作循环。如此循环下去，直至将井下仪器4牵引至指定位置，然后将软连接式井下仪器牵引器100恢复到刚下放的状态，上提电缆进行测井参数的录取，测井完毕后继续上提软电缆3将软连接式井下仪器牵引器100取出地面。 [0033] 由上所述，本发明提供的软连接式井下仪器牵引器具有以下有益效果： [0034] (1)对测试井管径适应性强，安全性高，定位准确：本发明提供的软连接式井下仪器牵引器利用锚定器卡瓦与水平井管壁进行牢靠定位，根据实际管径确定锚定卡瓦的伸出长度，适应性强；利用滚轮扶正器减小软连接式井下仪器牵引器与管壁的磨损，安全性高；控制装置与各结构连接，通过地面控制程序进行控制，定位准确； [0035] (2)结构简单，成本低，维修方便：本发明提供的软连接式井下仪器牵引器利用排缆器实现软电缆的收放，进而完成整个软连接式井下仪器牵引器的前进；无需定制电机，成本较低；各结构通过软电缆连接，结构简单，维修方便。 |
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