本发明专利技术涉及一种用于牵引钢丝和/或光纤缆的井眼和/或管道牵引工具，其包括具有主要区段(1)和铰接的推进臂(2)的推进模块(64)。带有齿轮系统的推进轮(6)支撑在推进臂中。推进轮(6)的齿轮系统包括偏心内齿齿轮系统，其具有固定的内齿轮和运动的外齿轮。运动的外齿轮构成牵引工具的推进轮(6)。电动马达(8)经由齿轮系统驱动推进轮(6)。还描述了用于这种牵引工具的推进模块。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于牵引钢丝和/或光纤缆的井眼和/或管道牵引工具和推进模块
本专利技术涉及一种牵引工具和牵引工具的推进模块，其用于将自身和其它设备拉入到井眼或管道中。
技术介绍
井眼和管道通常包括长的垂直和水平延伸段。在许多井中，需要安装光缆以获得流量、压力和温度等的实时测量。光纤本身非常细且很脆弱。因此，几种类型的包层用于保护光纤缆，诸如金属、凯夫拉(Kevlar)或碳棒。所有这些缆线的共同之处在于它们非常轻量且有一定柔性，当它们安装在水平井中时会带来一些挑战。由于光纤缆仅是信号缆线，因此大多数牵引工具需要电池来操作。因此，牵引工具必须尽可能高效和轻量，以限制必要的功率消耗。目前，不存在专门为这些应用而设计的牵引工具。除了光纤缆安装之外，还需要用于执行轻钢丝井干预的牵引工具。与光纤缆类似，当钢丝进入到水平井中时遇到相同的挑战。由于钢丝的有限的刚性，不可能将其推入水平井中特别远。为了能够通过水平井中的钢丝执行轻型井干预，需要电池操作的牵引工具。需要进行轻型井干预的井具有小的内直径并且具有小至40mm的短节剖面。因此，有必要将牵引工具构造得足够小以能够穿过最小的短节剖面。为了实现这一点，在此以新的方式使用已知的齿轮方案。井的直径可以大于牵引工具和由牵引工具牵引的缆线的组合直径。市场上有牵引工具或井牵引机(welltractor)的数个变型。已知的方案包括电动马达驱动液压泵，其又驱动推进轮的液压马达。这种系统技术复杂、效率不高。其它可用的变型使用电动马达，其通过角齿轮直接转换旋转并通过链/带驱动或直齿齿轮到轮上。这种系统存在挑战，在于齿轮比不够高以允许使用以相对高的RPM操作高效无刷永磁马达。已知在推进轮本身中包括行星齿轮，其中，运动的外齿轮构成牵引工具的推进轮，以便降低马达和推进轮之间的旋转速度。然而，行星齿轮的制造大小上有限制，由于这种齿轮包括位于彼此内侧的多个部件，每个部件都需要抵抗施加的扭矩。而且，可实现的齿轮比相对低。
技术实现思路
通过本专利技术，获得了具有比那些现有系统更高齿轮比的稳健且高效的齿轮系统。一般地，较小直径的马达以较高的RPM操作，并且因此希望在马达和推进轮之间具有较高的齿轮比。通过本专利技术，在更紧凑的设计中获得更高的齿轮比，并且因此提供了马达和推进轮之间更高的齿轮比。与相同大小的行星齿轮方案相比，本专利技术提供了在相同尺寸内高5-10倍的齿轮比。本专利技术的另一个目的是能够构造一种牵引工具，其直径小于市场上现有的牵引工具的直径。本专利技术提供一种小尺寸、轻量、高性能的推进单元，其优选地是电池操作的。本专利技术公开了一种用于牵引钢丝和/或光纤缆的井眼和/或管道牵引工具，其包括具有主要区段的推进模块。推进臂铰接到主要区段，所述推进臂具有带有齿轮系统的推进轮。推进轮的齿轮系统包括偏心内齿齿轮系统，其包括固定的内齿轮和运动的外齿轮。运动的外齿轮包括内齿，并构成牵引工具的推进轮。用于经由齿轮系统驱动推进轮的电动马达位于铰接的推进臂中。这里使用的术语“钢丝(slickline)”也可以包括电缆线。在本专利技术中，可以使用高效率、高RPM、低扭矩、可浸入的无刷马达，其呈现出良好的防潮性和耐磨性，并且不会随着时间的推移而损失功率和效率。这通过在推进轮中使用齿轮系统来实现，该齿轮系统包括偏心内齿齿轮系统，以谐波齿轮、内摆线齿轮或摆线齿轮的形式，呈现出额定变压器比率和输出扭矩，其明显大于相同大小的行星齿轮所能达到的。牵引工具还可包括缆线过渡部，电池模块，其包括用于操作电动马达的一个或多个电池，电子模块，和至少两个推进模块。牵引工具还可包括四个推进模块和鼻状连接部。电动马达可包括具有锚固件的转子，所述锚固件带有输出轴，和固定到输出轴的小齿轮。电动马达可以是具有垂直于推进轮的旋转轴线的纵向轴线的无刷马达，并且牵引工具还可以包括无刷马达控制器。可以在主要区段和铰接的推进臂之间提供电致动器，其中，铰接的推进臂配置成在推进模块内侧采取第一缩回的位置，并在抵靠井眼或管道壁采取第二致动的位置。牵引工具可具有小于40mm的外直径。电动马达和推进轮之间的传动比可以大于1：50，并且可以在1：50和1：200之间或更高，使得可以实现非常低的齿轮。偏心内齿齿轮系统可以是摆线齿轮。偏心内齿齿轮系统可以是内摆线齿轮。偏心内齿齿轮系统可以是谐波齿轮。本专利技术还包括牵引工具推进模块，其包括主要区段和铰接到主要区段(1)的推进臂，所述推进臂具有带有齿轮系统的推进轮。推进轮的齿轮系统包括偏心内齿齿轮系统，其具有固定的内齿轮和呈现出内齿的运动的外齿轮。运动的外齿轮构成牵引工具的推进轮。电动马达通过齿轮系统驱动推进轮。电动马达可包括具有锚固件的转子，所述锚固件具有输出轴，和固定到输出轴的小齿轮。电动马达可以是无刷马达，其具有垂直于推进轮的旋转轴线的纵向轴线，其中，牵引工具还包括无刷马达控制器。电动马达和推进模块的推进轮之间的传动比可以大于1：50。推进模块的偏心内齿齿轮系统可以是摆线齿轮。推进模块的偏心内齿齿轮系统可以是内摆线齿轮。推进模块的偏心内齿齿轮系统可以是谐波齿轮。本专利技术包括具有倾斜臂、齿轮装置和轮的牵引工具，其中，偏心内齿齿轮系统旨在包括具有固定的内齿轮和运动的外齿轮(该外齿轮构成牵引工具的推进轮)的摆线齿轮、内摆线齿轮或谐波齿轮。偏心内齿齿轮系统不旨在包括诸如行星齿轮系统的中心齿轮系统。一种用于井眼的推进模块，包括主要区段和推进臂，其包括由马达通过齿轮装置来驱动的推进轮。推进臂可以借助于电动马达或液压活塞动作从主要区段倾斜。在本专利技术中没有描述倾斜臂的原理。马达和轮之间的齿轮装置由角齿轮、直齿齿轮和轮本身组成。牵引工具包括至少一个推进臂。附图说明图1是根据本专利技术的牵引组件的推进模块的实施方式的透视图；图2是推进臂的透视图；图3表示推进臂的驱动机构；图4表示推进轮；图5示出了具有摆线齿轮的推进轮的截面图；图6示出了具有摆线齿轮的轮，所有部件均以分解图示出；图7示出了具有摆线齿轮的轮，所有部件均以分解图示出；图8示出了具有内摆线齿轮的推进轮的截面图；图9示出了具有内摆线齿轮的轮，所有部件均以分解图示出；图10示出了具有内摆线齿轮的轮，所有部件均以分解图示出；图11示出了具有两个推进模块和两个中心化模块的牵引工具的实施方式；和图12示出了具有4个推进模块的牵引工具的实施方式。具体实施方式现在将参考附图使用摆线齿轮更详细地解释本专利技术：图1是根据本专利技术的牵引组件的实施方式的透视图。牵引组件包括支撑完整推进臂2的主区段1。完整推进臂2通过铰链关节3连接到主要区段1，借助于铰链关节，完整推进臂2可以向外倾斜。图2示出了完整推进臂2，其包括臂体4，枢转孔5，图3的驱动机构，完整推进轮6，和盖7。图3示出了驱动机构，包括马达8，角齿轮，其包括固定到马达的驱动轴的小齿轮9，以及通过轴承11支撑在臂体4(图2中示出)中的冠齿轮10。小齿轮9通过轴承12支撑在臂体4(图2中示出)中。冠齿轮10连接到直齿齿轮13，所述直齿齿轮13连接到直齿齿轮14，直齿齿轮14又连接到直齿齿轮15上，直齿齿轮15是完整推进轮6的一部分。马达8使小齿轮9旋转，该小齿轮将旋转传递到冠齿轮10，该冠齿轮通过直齿齿轮13将旋转传递到直齿齿轮14，该直齿齿轮14将旋转传递到直齿齿轮15，该直齿齿轮15将旋转传递到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于牵引钢丝和/或光纤缆的井眼和/或管道牵引工具，包括：推进模块(64)，其具有主要区段(1)和铰接到主要区段(1)的推进臂(2)，所述推进臂具有带有齿轮系统的推进轮(6)，所述推进轮(6)的齿轮系统包括具有固定的内齿轮和运动的外齿轮的偏心内齿齿轮系统，运动的外齿轮呈现出内齿并构成牵引工具的推进轮(6)，以及用于经由齿轮系统驱动推进轮(6)的电动马达(8)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.08 NO 201600421.一种用于牵引钢丝和/或光纤缆的井眼和/或管道牵引工具，包括：推进模块(64)，其具有主要区段(1)和铰接到主要区段(1)的推进臂(2)，所述推进臂具有带有齿轮系统的推进轮(6)，所述推进轮(6)的齿轮系统包括具有固定的内齿轮和运动的外齿轮的偏心内齿齿轮系统，运动的外齿轮呈现出内齿并构成牵引工具的推进轮(6)，以及用于经由齿轮系统驱动推进轮(6)的电动马达(8)。2.根据权利要求1所述的牵引工具，还包括：缆线过渡部(60)，带有用于操作所述电动马达(8)的一个或多个电池的电池模块(61)，电子模块(62)，以及至少两个推进模块(64)。3.根据权利要求2所述的牵引工具，还包括：四个推进模块(64)和鼻状连接部(65)。4.根据前述权利要求中任一项所述的牵引工具，其中，所述电动马达(8)包括具有锚固件的转子，所述锚固件带有输出轴，和固定到所述输出轴的小齿轮(9)。5.根据前述权利要求中任一项所述的牵引工具，其中，所述电动马达(8)是无刷马达，其具有垂直于所述推进轮(6)的旋转轴线的纵向轴线，所述牵引工具还包括无刷马达控制器。6.根据前述权利要求中任一项所述的牵引工具，其中，电致动器设置在所述主要区段(1)和铰接的推进臂(2)之间，所述铰接的推进臂被配置用于在推进模块(64)中采取第一缩回的位置，并且抵靠井眼或管道壁采取第二致动的位置。7.根据前述权利要求中任一项所述的牵引工具，其中，所述牵引工具具有小于40mm的外直径。8.根据前述权利要求中任一项所述的牵引工具，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·弗格里斯塔德，
申请(专利权)人：井式输送机公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO
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