一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人制造技术

本发明专利技术公布了一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人，用于排水采气工艺，属于井下排水采气智能化工具。其四连杆支撑机构外侧装有变径胶筒，活塞缸筒与外界连通，活塞缸筒两侧设有导流、导压孔，流体通过导流、导压孔进入活塞缸筒内，活塞推杆的行程设置可使活塞缸筒两侧的导流、导压孔在连通或阻断之间切换；通过进入活塞缸筒内的流体压力来推动活塞推杆套筒的下行与上升，可带动活塞推杆的伸缩，从而使四连杆支撑机构支撑与收缩可导致变径胶筒的直径大小变化，实现了变径胶筒变径的精准、智能控制，变径胶筒在四连杆支撑机构的支撑与收缩状态下形成了灵便可调的密封面，其工作稳定可靠、适应能力强、密封性更好。密封性更好。密封性更好。

A four-bar support mechanism underground drainage and gas production robot

【技术实现步骤摘要】
一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人


[0001]本专利技术专利属于井下排水采气智能化工具，用于排水采气工艺，具体涉及一种智能化井下排水采气机器人。

技术介绍

[0002]低压低产气井常因地层能量不足、井筒携液能力变差而出现积液减产现象，严重时甚至发生水淹停产，影响气井的正常生产，需要采用排水采气工艺。目前常规排水采气工艺主要有泡排、柱塞、液氮气举、机抽、电泵等，其中柱塞气举工艺具有举液效率高的优势，并配套远程智能管控运行系统，在国内外气田开发中应用广泛，取得了良好效果。但由于柱塞气举工艺无法实时监测井筒压力变化及追踪动液面变化，造成柱塞运行制度调整存在一定盲目性，当地层瞬时出液量较多时可能将柱塞“淹死”，加大了现场生产管理的难度。
[0003]于2019年10月25日公告的公告号为CN209539329U的中国技术专利“智能化柱塞排水采气装置”中，由控制电机控制液压泵通过内压力传导孔调整液压弹性内胆中的液压值，密封件6在受到推力时能够在径向上移动并与油管内壁之间进行密封，进而可实现排水采气。该装置的密封件6由两个半筒状非金属材料的密封片对接组成，通过两个半筒状密封片之间密封，则密封片与管壁之间的接触面积不可随意调节，而调节柱塞与管壁之间摩擦力主要通过调整液压弹性内胆中的液压值来实现，调节效果有限。在实际工况中，管壁极有可能在局部发生磨损变形、腐蚀及出现结垢等，若不能自动调整柱塞外径去更好的适应现场工况，将会导致设备无法运行或损坏，很难实现高效生产，严重时还会发生生产事故。

技术实现思路

[0004]本专利技术专利的目的是设计一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人，通过实时监测与追踪井筒动液面位置，从而判断胶筒变径调整是否进行且完成相应的作业，对其变径结构进行了优化和改进，通过进入活塞缸筒内的流体来推动活塞推杆套筒的下行与上升，带动活塞推杆的伸缩，进而可推动四连杆支撑机构的支撑与收缩来调整胶筒变径大小，同时在地层压力作用下推动机器人及上部液柱向上运动，提升了机器人对现场工况的适应性，使机器人在直井、斜井中能够智能升降行走，实现自主定量排水和气井不关井连续采气，有效解决了柱塞气举工艺存在的问题，为低压低产气井提供了一种全新的智能化排液稳产的技术手段。
[0005]本专利技术专利的技术方案是：一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人，依次包括分别位于头部的捕捞定心导向缓冲器、尾部的导向缓冲器，还包括四连杆支撑机构、活塞推杆、活塞推杆套筒，尾部导向缓冲器通过支撑机构连接头与四连杆支撑机构铰接，同样支撑机构连接件也与四连杆支撑机构铰接，四连杆支撑机构的外侧装有变径胶筒，与四连杆支撑机构配合的活塞推杆与活塞推杆套筒及引流套筒均在活塞缸筒内自由升降行走，活塞缸筒与外界连通，活塞缸筒的两侧各设有导流、导压孔，两孔既可导流也可导压，流体通过导流、导压孔进入活塞缸筒，在活塞缸筒内由活塞推杆与活塞推杆套筒及引流套筒形成的上
部内腔内装有流体，活塞推杆的行程设置使活塞缸筒的两侧的导流、导压孔在连通或阻断状态之间切换；通过进入缸筒内的流体压力来推动活塞推杆套筒的下行与上升，可带动活塞推杆的伸缩，进而推动四连杆支撑机构的支撑与收缩，可导致变径胶筒的直径大小变化。在该结构中，四连杆支撑机构对胶筒内壁的支撑力是直接、稳定的，胶筒能跟随管璧的情况智能变形；调节活塞推杆的行程，活塞缸筒内的流体压力随之变化，从而不断推动支撑机构撑起，当变径胶筒的紧贴管壁后，四连杆支撑机构也随之稳定的支撑在管壁，既可阻止液体滑脱回流，也起到柱塞的作用。增大了变径胶筒与油管内壁之间的接触面积，更加便于调整变径胶筒与管壁之间摩阻，可实现更好的密封。
[0006]所述的四连杆支撑机构包括支撑块和连接杆，所述的支撑块两侧各开设有环形连接孔，中间为长方体，均呈对称布置长方体两侧各开有圆弧形槽道，避免连接杆在连续周向转动时对支撑块两侧磨损破坏；长方体上方设计为圆弧形可使支撑机构支撑在井壁时能更好的适应变径胶筒及管壁形状，使其与变径胶筒的接触面积增大，更加便于调整变径胶筒与管壁之间摩阻，既可阻止液体滑脱回流，也起到柱塞的作用，密封性能更好。所述的连接杆两侧均开有环形连接孔，孔径大于支撑块连接孔孔径，便于连接杆周向转动；上侧有一定的斜度，避免连接杆连续周向转动时对变径胶筒磨损破坏，使连接杆更容易周向转动；支撑块与连接杆一端由内六角螺栓及自锁螺母拧紧连接，连接杆可绕支撑块连接孔周向转动，连接杆上设置有凸台可在转动过程中角度限制为0
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，连接杆另一端与支撑机构连接件及支撑连接头由内六角螺栓及自锁螺母拧紧连接，内六角螺栓及自锁螺母直径均小于连接杆的连接孔，使连接杆更容易周向转动，故在所述的支撑机构连接件及支撑机构连接头上均设置凸台，同样也使另一端连接杆转动过程中角度限制为0
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，保证了四连杆支撑机构支撑起的位置固定，不会任意旋转摆动，将更加稳定、安全的支撑在油管内壁上。
[0007]所述的头部捕捞定心导向缓冲器头、控制短节缸体、活塞缸筒、尾部导向缓冲器依次按顺序连接成一个圆柱体，更加方便与圆柱形的油管内壁进行相互配合控制升降。
[0008]所述的头部捕捞定心导向缓冲器依次由捕捞头、弹性缓冲装置、整体扶正器、固定连接头组成。其中捕捞头装在最外端，固定连接头与控制短节缸体连接，整体扶正器固定在弹性缓冲装置和固定连接头上，其设计理念是辅助将机器人的重心保持在活塞缸筒的轴线上，避免机器人整体偏斜；将捕捞头与弹性缓冲装置一体设计，弹性缓冲装置内部设有合理大小的空间放置弹簧件，既能保护弹簧件也更加便于机器人上行到终点时缓冲减震，捕捞头用于捕捞时的连接。
[0009]所述的头部捕捞定心导向缓冲器依次由捕捞头、弹性缓冲装置、整体扶正器、固定连接头组成，整体扶正器与弹性缓冲装置及固定连接头均为螺栓连接，拆装方便可随时更换，进而可快速重新调整传感系统的信号采集位置。
[0010]所述的变径胶筒的两端为碗形，中间为圆柱形，便于减小两边固定位置的外形尺寸，节约两边固定位置所占用的井下有利作业空间，一端开设有六个定位孔，另一端车制螺纹配合卡固件，且能在空间紧密的工作条件下对变径胶筒进行稳定、可靠的固定。
[0011]所述变径胶筒一端开设有六个定位孔配合紧固件由内六角螺栓及自锁螺母拧紧固定，所述内六角螺栓及自锁螺母均与紧固件和尾部导向缓冲器外壁定位孔连接。圆环形的紧固件更加紧密接触变径胶筒底部圆形外壁，受压状态下变径胶筒外壁与紧固件的环形内表面之间有更大的接触面积，能产生更大的摩擦力，故能够更好的对变径胶筒进行固定，
避免受压的情况下变径胶筒定位孔错位脱离，内六角螺栓及自锁螺母双重螺纹连接不仅起到卡固作用，也使变径胶筒密封性能提升。
[0012]所述变径胶筒的另一端底部内外均车制螺纹，所述的卡固件内部也同样车制螺纹，两者螺纹配合与活塞缸体拧紧固定，利用多重螺纹连接锁紧既能使变径胶筒稳定卡固，也能使其可靠固定密封性能更好。
[0013]所述的变径胶筒需采用橡胶材料是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人，包括分别位于头部的捕捞定心导向缓冲器(6)、尾部的导向缓冲器(1)，其特征在于：还包括四连杆支撑机构(2)、活塞推杆(41)、活塞推杆套筒(42)，四连杆支撑机构(2)的外侧装有变径胶筒(8)，活塞缸筒(47)与外界连通，活塞缸筒(47)的两侧各设有导流、导压孔(48)，流体(7)通过导流、导压孔(48)进入活塞缸筒(47)内，活塞推杆(41)的行程设置使活塞缸筒(47)的两侧的导流、导压孔(48)在连通或阻断状态之间切换；通过进入活塞缸筒(47)内的流体(7)压力来推动活塞推杆套筒(42)的下行与上升，可带动活塞推杆(41)的伸缩，从而推动四连杆支撑机构(2)的支撑与收缩，可导致变径胶筒(8)的直径大小变化。2.根据权利要求1所述的一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人，其特征在于，所述的四连杆支撑机构(2)包括支撑块(23)和连接杆(22)，所述的支撑块(23)两侧各开设有环形连接孔，中间为长方体，均呈对称布置长方体两侧各开有圆弧形槽道，避免连接杆(22)在连续周向转动时对支撑块(23)两侧磨损破坏；长方体上方设计为圆弧形可在支撑时能更好的适应变径胶筒(8)及油管内壁(9)的形状，使其与变径胶筒(8)的接触面积增大，更加便于调整变径胶筒与(8)油管内壁(9)之间摩阻，既可阻止液体滑脱回流，也起到柱塞的作用，密封性能更好。所述的连接杆(22)两侧均设有环形连接孔，孔径大于支撑块(23)连接孔孔径，便于连接杆(22)周向转动；上侧有一定的斜度，避免连接杆(22)连续周向转动时对变径胶筒(8)磨损破坏，使连接杆(22)更容易周向转动；支撑块(23)与连接杆(22)一端由内六角螺栓及自锁螺母拧紧连接，连接杆(22)可绕支撑块连接孔周向转动，连接杆(22)上设置有凸台可在转动过程中角度限制为0
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，连接杆(22)另一端分别与支撑机构连接件(24)及支撑机构连接头(21)由内六角螺栓及自锁螺母拧紧连接，内六角螺栓及自锁螺母直径均小于连接杆(22)的连接孔，使连接杆(22)更容易周向转动，故在所述的支撑机构连接件(24)及支撑机构连接头(21)均设置凸台，同样也使另一端连接杆转(22)动过程中角度限制为0
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，保证了四连杆支撑机构(2)支撑起的位置固定，不会任意旋转摆动，将更加稳定、安全的支撑在油管内壁(9)上。3.根据权利要求1所述的一种四连杆支撑机构井下排水采气机器人，其特征在于，所述的头部捕捞定心导向缓冲器头(6)、控制短节(5)、活塞缸筒(47)、四连杆支撑机构(2)、变径胶筒(8)、尾部导向缓冲器(1)依次按顺序连接成一个圆柱体，更加方便与圆柱形的油管内壁进行相互配...

【专利技术属性】
技术研发人员：易良平，杨荣杰，杨兆中，李小刚，张程，钟鹏，朱静怡，顾强森，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：