專利名稱：一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于連續(xù)油管鉆井、測(cè)井、修井工程，有助于連續(xù)油管在水平井段下入更長(zhǎng)距離的牽引器。
背景技術(shù)：
由于連續(xù)油管用途非常廣泛可用來(lái)作清洗管線沖洗砂堵、清蠟、選擇性酸化、氣舉求產(chǎn)、擠水泥封堵、壓井、負(fù)壓射孔、試井、驅(qū)替鉆井液、大斜度井測(cè)井、水平井測(cè)井、完井、打撈、起下坐封膨脹式分割器、鉆塞、磨削落魚、永久性安裝作為生產(chǎn)管、井底攝像、小經(jīng)驗(yàn)鉆井、二次鉆井和加深鉆井、套管開窗側(cè)鉆、油管補(bǔ)貼等，可以進(jìn)行水平井鉆井、下套管井鉆井、裸眼井鉆井、加深鉆井、小井眼鉆井、微小井眼鉆井、老井開窗側(cè)鉆、欠平衡鉆井以及修井、完井等作業(yè)；連續(xù)油管鉆井具有低成本、低能耗、安全環(huán)保、應(yīng)用范圍廣泛等特點(diǎn)，能夠提高老油田、“低壓、低滲、低產(chǎn)”三低油氣藏等難動(dòng)用油氣藏的開發(fā)效益，尤其是在我國(guó)的·非常規(guī)氣藏、致密氣、頁(yè)巖氣及煤層氣等的勘探開發(fā)方面，有著廣泛的應(yīng)用前景。但連續(xù)油管井下作業(yè)技術(shù)存在著急需解決的問(wèn)題其一、鉆井時(shí)連續(xù)油管在井眼中不旋轉(zhuǎn)，下放遇阻嚴(yán)重，鉆壓施加困難。其二、連續(xù)油管井下遇阻，延伸井眼長(zhǎng)度受限，尤其是在鉆大斜度井、定向井、水平井、深井時(shí)，連續(xù)油管井下滑動(dòng)遇阻問(wèn)題更為嚴(yán)重。為解決這些問(wèn)題，石油鉆采行業(yè)設(shè)計(jì)了多種井下牽引器，井下牽引器即井下爬行器，也叫井下爬行機(jī)構(gòu)、井下拖拉機(jī)、井下牽引機(jī)器人、井下水力加壓器、井下鉆頭推進(jìn)器等，是一種能在井底提供牽引力的一種井下工具。井下牽引器按其運(yùn)動(dòng)原理可分為滾輪爬行式、履帶爬行式(鏈軌式)和抓靠臂伸縮滑動(dòng)式(步進(jìn)式)三種，其中輪式出現(xiàn)最早，伸縮式次之，履帶式最晚。牽引爬行器按其能量來(lái)源可分為連續(xù)管式(Coiled Tubing Tractor)、電纜式(Wireline Tractor)和連續(xù)管電纜混合式三種。其中連續(xù)管式牽引爬行器在其尾部連接有連續(xù)管，地面通過(guò)連續(xù)管泵入高壓液體，高壓液體驅(qū)動(dòng)牽引爬行器內(nèi)部渦輪機(jī)構(gòu)，為整個(gè)牽引爬行裝置提供能量。電纜式牽引爬行機(jī)構(gòu)則是通過(guò)連接在其尾部電纜從地面獲得能量。連續(xù)管電纜混合式牽引爬行機(jī)構(gòu)則既可通過(guò)地面泵入高壓液體提供能量驅(qū)動(dòng)，又可以通過(guò)電纜輸送電能驅(qū)動(dòng)。20世紀(jì)90年代后期，國(guó)外許多公司相繼開發(fā)了能夠在井下獨(dú)立作業(yè)的水平井牽引裝置(也就是電纜牽引器)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，到目前為止，有代表性的牽引器產(chǎn)品主要包括丹麥Welltec公司W(wǎng)ell Tractor輪式牽引器,英國(guó)Sondex有限公司的Sondex輪式牽引器，挪威Maritime Well Service (MWS)公司的PowerTrac Advance輪式牽引器、PowerTrac INVADER履帶式牽引器,英國(guó)ExproGroup公司的SmarTract伸縮式牽引器、法國(guó)Schlumberger 公司的 MaxTRAC 伸縮式牽引器、美國(guó) Western Well Tool 公司的 MicroholeDrilling Tractor 伸縮式牽引器。其中美國(guó) Western Well Tool 公司的 MicroholeDrilling Tractor伸縮式牽引器是連續(xù)油管式的靠地面高壓鉆井液驅(qū)動(dòng)的、可用于小井眼的牽引器，工作時(shí)可保持有效地鉆井液循環(huán)；其余的牽引器大都是輪式或履帶式，外圍尺寸較大，只適用于大直徑井眼，用電纜或鋼絲繩連接，電驅(qū)動(dòng)，牽引力較小，工作時(shí)不能進(jìn)行有效的鉆井液循環(huán)，一般限于測(cè)井行業(yè)的應(yīng)用。但無(wú)論是那種牽引器，對(duì)國(guó)內(nèi)而言，國(guó)外都采取了嚴(yán)格的技術(shù)保密措施，致使國(guó)內(nèi)對(duì)井下牽引器的研究還處于剛剛起步的階段自2002年8月，塔里木油田通過(guò)技術(shù)合作的方式，采用井下牽引器技術(shù)進(jìn)行了水平井產(chǎn)業(yè)剖面測(cè)井的探索，取得了一定的效果。此后，國(guó)內(nèi)的少數(shù)科研院所也相繼開展了井下牽引器的研究，主要有中國(guó)石油大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西南石油學(xué)院、大慶石油學(xué)院、西安石油大學(xué)等，也申請(qǐng)了一些牽引器的專利，但這些牽引器或多或少的存在一些缺點(diǎn)，并且大都局限于利用循環(huán)液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，沒有直接用伺服步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行牽引器驅(qū)動(dòng)與控制的，不能較好的滿足井下作業(yè)的要求。中國(guó)石油大學(xué)高進(jìn)偉、劉猛等人在文獻(xiàn)(高進(jìn)偉，劉猛，聞相禎.水平井井下輪式自適應(yīng)管道爬行器中國(guó))中提出了一種輪式拖動(dòng)器的結(jié)構(gòu)方案，并申請(qǐng)了實(shí)用新型專利(200520008070. 8. 2006-08-16,套管水平井測(cè)井牽引器變徑牽引裝置)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)也研制了一款電纜輪式拖動(dòng)器(唐德威，王新杰，鄧宗全.水平油井檢測(cè)儀器拖動(dòng)器.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2007，39 (9) :1395-1397)，并進(jìn)行了地面試驗(yàn)；西安石油大學(xué)朱林、吳 松平自行設(shè)計(jì)了一種輪式牽引器(朱林，吳松平.水平井測(cè)井儀器牽引爬行器的設(shè)計(jì).新技術(shù)新工藝，2007，(12) 32-34);遼河石油勘探局提出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輪式牽引器(200720190260. 5，套管水平井測(cè)井牽引器變徑牽引裝置)，并且2008年長(zhǎng)城鉆探測(cè)井公司在遼河油田的四口水平井對(duì)其研制的牽引器進(jìn)行了的井下試驗(yàn)，還有些其他科研院所也進(jìn)行了輪式牽引器相關(guān)方面的研究，但這些牽引器都有一些共同點(diǎn)都是輪式牽引器，都是電纜連接無(wú)循環(huán)，都是測(cè)井、修井等牽引力不大的井下作業(yè)用牽引器，因此存在很多缺陷，主要缺陷如下(一)輪式牽引器整體結(jié)構(gòu)不緊湊，外徑尺寸大，只適用于大直徑井眼，不能適用于小井眼井下牽引作業(yè)，適應(yīng)管徑能力有限；(二)依靠電纜或鋼絲繩連接的電驅(qū)動(dòng)，不能有效連接連續(xù)油管靠地面液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)有效的鉆井液循環(huán)；(三)牽引力較小，只適用于牽引測(cè)井電纜或鋼絲繩等；(四)大部分不能實(shí)現(xiàn)雙向驅(qū)動(dòng)。大慶石油學(xué)院邵守君、常玉連提出了一種漲閘活塞式行走的伸縮式拖動(dòng)器(邵守君.基于虛擬樣機(jī)的石油井故障探測(cè)機(jī)器人研究.大慶石油學(xué)院碩士論文.2007:5 7)主要由電氣組件、液壓組件、上支撐行走組件、下支撐行走組件及探測(cè)組件組成，通過(guò)電磁換向閥對(duì)四個(gè)液壓缸控制，使上、下支撐行走組件實(shí)現(xiàn)按要求的交替撐緊或收回，伸出與縮進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)自主行進(jìn)，但該牽引器存在很大的缺陷(一)牽引力較小，理論最大值僅5000N，只適用于牽引測(cè)井電纜或鋼絲繩等，無(wú)法實(shí)現(xiàn)牽引連續(xù)油管進(jìn)行井下作業(yè)；
(二)用連接電纜給電氣組件供電來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，牽引器中沒有提供鉆井液循環(huán)通道，無(wú)法實(shí)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程中井下液體與地面的有效循環(huán)；(三)支撐系統(tǒng)和導(dǎo)向輪部分采用連桿機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)不緊湊，牽引器外徑較大，能適用的井眼直徑范圍有限(0 90-0 130mm)。西南石油大學(xué)祝效華、胡志強(qiáng)、石昌帥等申請(qǐng)的(201110081197. 2，連續(xù)油管爬行器及其爬行方法)連續(xù)油管爬行器及其爬行方法是由前爬行裝置、控制器和后爬行裝置組成，雖然是采用連續(xù)油管連接，利用地面液壓裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但是該專利明顯存在不足之處(一)牽引部分采用上下兩個(gè)牽引液缸進(jìn)行牽引驅(qū)動(dòng)和控制，使得牽引部分過(guò)長(zhǎng)，支撐機(jī)構(gòu)采用單液缸驅(qū)動(dòng)和彈簧復(fù)位裝置，使得牽引器液壓管路復(fù)雜，最小適用井眼直徑較大，不適合在小井眼中牽引前進(jìn)；(二)由于連續(xù)油管井下作業(yè)使連續(xù)油管內(nèi)循環(huán)壓耗較大，采用純液壓驅(qū)動(dòng)和控制，對(duì)牽引器內(nèi)外壓差最小值有一定要求，只有地面泵壓達(dá)到一定值以后才能驅(qū)動(dòng)牽引器正常工作，使得該牽引器對(duì)地面壓力依賴性比較大，牽引控制不靈活；
(三)只是提出用液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制概念，但并未給出具體的液壓驅(qū)動(dòng)與控制的管路實(shí)施方案；(四)支撐機(jī)構(gòu)采用撐桿結(jié)構(gòu)，使得牽引器最小適用井眼直徑較大，不適合在小井眼中牽引作業(yè)；

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其利用四個(gè)伺服電機(jī)有效的驅(qū)動(dòng)與控制牽引器在井下牽引連續(xù)油管柱順利下入和取出，解決了因井下連續(xù)油管摩阻較大，下入和取出連續(xù)油管困難等技術(shù)難題，使連續(xù)油管在井下能延伸更長(zhǎng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器包括上牽引器系統(tǒng)，包括上牽引器系統(tǒng)、六方中心滑管、下牽引器系統(tǒng)；上牽引器系統(tǒng)和下牽引器系統(tǒng)分別套在六方中心滑管的上部和下部。優(yōu)選地，六方中心滑管中間有中空?qǐng)A形的循環(huán)水眼、外部呈正六邊形，在六方中心滑管上部與上牽引單元對(duì)應(yīng)位置和下部與下牽引單元對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有上突出法蘭、下突出法蘭；上六方中心滑管螺桿和下六方中心滑管螺桿分別通過(guò)螺栓裝配在上突出法蘭、下突出法蘭上。優(yōu)選地，上牽引器系統(tǒng)、下牽引器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，在六方中心滑管上的安裝方向相同或相反。優(yōu)選地，上牽引器系統(tǒng)從上到下依次包括上支撐單元、上電驅(qū)動(dòng)與控制單元和上牽引單元。優(yōu)選地，上支撐單元包括上卡瓦支座、上卡瓦殼體、上卡瓦、上卡瓦鎖緊滑塊、上卡瓦伸縮桿、上螺桿推進(jìn)滑塊；上卡瓦支座為軸向具有正六邊形孔的圓柱體，上卡瓦支座套在六方中心滑管上并可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦支座的正六邊形孔的下端具有內(nèi)螺紋，在上卡瓦支座底端的外部沿周向均布有三個(gè)上卡瓦支座滑孔插銷總成；上卡瓦殼體為具有正六邊形孔的圓柱體，上卡瓦殼體套在六方中心滑管上并可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦殼體的上端具有外螺紋，上卡瓦殼體與上卡瓦支座通過(guò)螺紋連接成整體，并套在六方中心滑管上，可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦殼體的中部沿圓周方向均布有三個(gè)上卡瓦殼體滑孔插銷總成，上卡瓦殼體滑孔插銷總成與上卡瓦支座滑孔插銷總成上下對(duì)應(yīng)；上卡瓦具有三個(gè)，三個(gè)上卡瓦沿上卡瓦殼體周向均勻分布，上卡瓦上端通過(guò)上卡瓦支座滑孔插銷總成與上卡瓦支座連接，上卡瓦下端通過(guò)上卡瓦殼體滑孔插銷總成與上卡瓦殼體相連接；上卡瓦支座滑孔和上卡瓦殼體滑孔均為長(zhǎng)形孔，從而使得上卡瓦在張開和收縮時(shí)滑孔插銷在長(zhǎng)形孔中具有一定的軸向位移空間；上卡瓦殼體在外圓周方向均勻設(shè)有三個(gè)沿軸向的滑槽，滑槽的下端設(shè)有上卡瓦伸縮桿孔，上卡瓦伸縮桿孔的下端設(shè)置有上螺桿推進(jìn)滑塊空腔，上螺桿推進(jìn)滑塊空腔下端設(shè)有上螺桿定位孔，上螺桿定位孔下端設(shè)置上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、上電機(jī)固定環(huán)、上控制模塊的安裝空腔；三個(gè)上卡瓦鎖緊滑塊分別裝在三個(gè)滑槽中，上卡瓦鎖緊滑塊的下端與上卡瓦伸縮桿相連接；上卡瓦伸縮桿裝在上卡瓦伸縮桿孔中，上卡瓦伸縮桿下端與上螺桿推進(jìn)滑塊相連接。優(yōu)選地，上電驅(qū)動(dòng)與控制單元從上到下依次包括上螺桿、上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、上電機(jī)固定環(huán)、上控制模塊；三個(gè)上螺桿縱向定位在上卡瓦殼體的三個(gè)上螺桿定位孔中，上螺桿的上端與上螺桿推進(jìn)滑塊通過(guò)螺紋傳動(dòng)連接，上螺桿的下端與上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子通過(guò)齒輪連接，上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊固定連接并驅(qū)動(dòng)上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子；上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊通過(guò)上電機(jī)固定環(huán)固定在上卡瓦殼體內(nèi)，上螺桿、上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、上電機(jī)固定環(huán)和上控制模塊均裝在上卡瓦殼體的空腔內(nèi)；上卡瓦殼體的下端設(shè)有內(nèi)螺紋。優(yōu)選地，上牽引單元包括上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)、上牽引殼體、上牽引轉(zhuǎn)子、上牽引殼體支座；上牽引殼體為上端帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體，上牽引殼體可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)，上牽引殼體的上端具有外螺紋、下端具有徑向定位插銷螺孔，上牽引殼體的上端與上卡瓦殼體的下端通過(guò)螺紋連接；上牽引殼體空腔中的上端固定上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)，上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)下端連接并驅(qū)動(dòng)上牽引轉(zhuǎn)子，上牽引轉(zhuǎn)子內(nèi)腔加工有上牽引轉(zhuǎn)子螺母，上牽引轉(zhuǎn)子螺母與上六方中心滑管螺桿傳動(dòng)連接；上牽引殼體支座為帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體， 上牽引殼體支座上端帶有徑向定位插銷螺孔，上牽引殼體支座可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；上牽引殼體下端與上牽引殼體支座通過(guò)徑向定位插銷連接；上控制模塊可通過(guò)扭矩的大小、和轉(zhuǎn)數(shù)的多少對(duì)上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)和上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊進(jìn)行控制。上控制模塊可根據(jù)上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊的正反旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速的大小、轉(zhuǎn)數(shù)的多少、扭矩的大小分別對(duì)牽引器支撐系統(tǒng)的卡瓦是張開還是閉合、卡瓦張開和閉合的速度、卡瓦張開和閉合的程度、卡瓦支撐力的大小進(jìn)行控制；上控制模塊可根據(jù)上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速的大小、轉(zhuǎn)數(shù)的多少、扭矩的大小分別對(duì)牽引器上牽引單元和下牽引單元向的上牽引和向下的牽引方向、牽引速度的大小、牽引位移的大小、牽引力的大小進(jìn)行控制。優(yōu)選地，上卡瓦和上卡瓦鎖緊滑塊加工有相互配合的傾斜面，斜面的角度能保證在上卡瓦鎖緊滑塊向上移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)膨脹開上卡瓦；上卡瓦具有一定的彈性，能在上卡瓦鎖緊滑塊的作用下膨脹開，在外力消除情況下閉合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)I、每個(gè)直接通過(guò)伺服步進(jìn)電機(jī)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，減少了利用循環(huán)液驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)液能的依賴性，無(wú)論有無(wú)循環(huán)液能，只要能通電，都能夠在井下進(jìn)行牽引爬行國(guó)內(nèi)研究的牽引器主要側(cè)重液壓驅(qū)動(dòng)的輪式和伸縮式，對(duì)液壓依賴性較高，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜；2、直接通過(guò)伺服步進(jìn)電機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，包括抓緊卡瓦張開程度、抓緊力的大小，牽引爬行的距離、牽引力的大小每個(gè)伺服步進(jìn)電機(jī)直接控制一個(gè)動(dòng)作，控制簡(jiǎn)單，減少了利用循環(huán)液液壓閥控制管路的復(fù)雜性，并能節(jié)省大部分液壓管路占據(jù)的空間；3、每個(gè)上牽引器總成中有三個(gè)抓緊卡瓦成軸向均布，使?fàn)恳鞑蝗菀追D(zhuǎn)，穩(wěn)定性好；4、牽引靈活，牽引速度快直接用伺服步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，而且中間傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較少，使得牽引器上下牽引的靈活性和速度快慢很大程度取決于伺服步進(jìn)電機(jī)控制的靈活性和速度，而伺服步進(jìn)電機(jī)控制相對(duì)比較方便靈活，速度控制范圍大，因此用伺服步進(jìn)電機(jī)控制的牽引器牽引靈活，牽引速度快；5、牽引器可適用于小井眼井下牽引作業(yè)國(guó)內(nèi)很多牽引器的支撐系統(tǒng)采用連桿支撐結(jié)構(gòu)或管輪式結(jié)構(gòu)，使得最小適用井眼直徑較大，不適用于小直徑井眼牽引作業(yè)，本發(fā)明牽引器采用的支撐單元是斜面滑動(dòng)外推卡瓦膨脹式結(jié)構(gòu)，支撐部分較緊湊，可適用于較小直徑的井下牽引作業(yè)；6、牽引過(guò)程中能保證正常的井下液體循環(huán)國(guó)內(nèi)大部分牽引器是測(cè)井牽引器，工作中不能保證正常鉆井液或洗井液循環(huán)，本發(fā)明牽引器預(yù)留內(nèi)循環(huán)通道，在井下作業(yè)過(guò)程中能有效保證流體循環(huán)。


圖I為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器主視示意圖；圖2為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器俯視示意圖；圖3a為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器上卡瓦張開時(shí)上半部分沿圖2中A_A剖面示意圖；
圖3b為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器上卡瓦閉合時(shí)上半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖4為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器沿圖3中B-B截面示意圖；圖5為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器沿圖3中C-C截面示意圖；圖6為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器沿圖3中D-D截面示意圖；圖7為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器沿圖3中E-E截面示意圖；圖8為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器沿圖3中F-F截面示意圖；圖9為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器沿圖3中G-G截面示意圖；圖IOa為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器上卡瓦和下卡瓦主視示意圖；圖IOb為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器上卡瓦和下卡瓦俯視示意圖；圖Ila為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器下卡瓦張開時(shí)下半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖Ilb為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器下卡瓦閉合時(shí)下半部分沿圖2中A-A剖面示意圖；圖12a為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器上牽引器系統(tǒng)和下牽引器系統(tǒng)安裝方向向下主視不意圖；圖12b為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器上牽引器系統(tǒng)和下牽引器系統(tǒng)安裝方向相對(duì)主視不意圖；圖12c為電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管牽引器上牽引器系統(tǒng)和下牽引器系統(tǒng)安裝方向向上王視不意圖。圖中1、上牽引器系統(tǒng)，2、六方中心滑管，3、下牽引器系統(tǒng)；11、上支撐單元，12、上電驅(qū)動(dòng)與控制單元，13、上牽引單元；21、上六方中心滑管螺桿，22、上突出法蘭，23、下六方中心滑管螺桿，24、下突出法蘭；31、下支撐單元，32、下電驅(qū)動(dòng)與控制單元，33、下牽引單元；111、上卡瓦支座，112、上卡瓦支座滑孔插銷總成，113、內(nèi)螺紋，114、上卡瓦殼體，115、上卡瓦，116、上卡瓦鎖緊滑塊，117、上卡瓦伸縮桿，118、上卡瓦殼體滑孔插銷總成，119、上螺桿推進(jìn)滑塊；121、上螺桿，122、上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，123、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊，124、上電機(jī)固定環(huán)，125、上控制模塊；131、上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)；132、上牽引殼體，133、上牽引轉(zhuǎn)子，134、上牽引轉(zhuǎn)子螺母，135、上牽引殼體支座；311、下卡瓦支座，312、下卡瓦支座滑孔插銷總成，313、內(nèi)螺紋，314、下卡瓦殼體，315、下卡瓦，316、下卡瓦鎖緊滑塊，317、下卡瓦伸縮桿，318、下卡瓦殼體滑孔插銷總成，319、下螺桿推進(jìn)滑塊；321、下螺桿，322、下螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，323、下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊，324、下電機(jī)固定環(huán)，325、下控制模塊；331、下牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)，332、下牽引殼體，333、下牽引轉(zhuǎn)子，334、下牽引轉(zhuǎn)子螺母，335、下牽引殼體支座。
具體實(shí)施例方式如圖1-2所示，電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，包括上牽引器系統(tǒng)I、六方中心滑管2、下牽引器系統(tǒng)3 ;上牽引器系統(tǒng)I和下牽引器系統(tǒng)3分別套在六方中心滑管2的上部和下部。如圖1-3所示，六方中心滑管2中間有中空?qǐng)A形的循環(huán)水眼、外部呈正六邊形，在六方中心滑管上部與上牽引單元13對(duì)應(yīng)位置和下部與下牽引單元33對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有上突出法蘭22、下突出法蘭24 ;上六方中心滑管螺桿21和下六方中心滑管螺桿23分別通過(guò)螺栓裝配在上突出法蘭22、下突出法蘭上24 ;六方中心滑管2上端連接井下連續(xù)油管，下端 連接井底鉆具組合。如圖I所示，上牽引器系統(tǒng)I從上到下依次包括上支撐單元11、上電驅(qū)動(dòng)與控制單元12和上牽引單元13。如圖I、圖3、圖4所示，上支撐單元11包括上卡瓦支座111、上卡瓦殼體114、上卡瓦115、上卡瓦鎖緊滑塊116、上卡瓦伸縮桿117、上螺桿推進(jìn)滑塊119 ;如圖2、圖3所示，上卡瓦支座111為軸向具有正六邊形孔的圓柱體，上卡瓦支座111套在六方中心滑管2上并可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦支座111的正六邊形孔的下端具有內(nèi)螺紋113，在上卡瓦支座111底端的外部沿周向均布有三個(gè)上卡瓦支座滑孔插銷總成112 ;如圖3、圖4所示，上卡瓦殼體114為具有正六邊形孔的圓柱體，上卡瓦殼體114套在六方中心滑管2上并可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦殼體114的上端具有外螺紋，上卡瓦殼體114與上卡瓦支座111通過(guò)螺紋連接成整體，并套在六方中心滑管2上，可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)。如圖2、圖3、圖4所示，在上卡瓦殼體114的中部沿圓周方向均布有三個(gè)上卡瓦殼體滑孔插銷總成118，上卡瓦殼體滑孔插銷總成118與上卡瓦支座滑孔插銷總成112上下對(duì)應(yīng)；上卡瓦115具有三個(gè)，三個(gè)上卡瓦115沿上卡瓦殼體周向均勻分布，上卡瓦115上端通過(guò)上卡瓦支座滑孔插銷總成112與上卡瓦支座111連接，上卡瓦115下端通過(guò)上卡瓦殼體滑孔插銷總成118與上卡瓦殼體114相連接；上卡瓦支座滑孔和上卡瓦殼體滑孔均為長(zhǎng)形孔，從而使得上卡瓦115在張開和收縮時(shí)滑孔插銷在長(zhǎng)形孔中具有一定的軸向位移空間。如圖3、圖6、圖7所示，上卡瓦殼體114在外圓周方向均勻設(shè)有三個(gè)沿軸向的滑槽，滑槽的下端設(shè)有上卡瓦伸縮桿孔，上卡瓦伸縮桿孔的下端設(shè)置有上螺桿推進(jìn)滑塊空腔，上螺桿推進(jìn)滑塊空腔下端設(shè)有上螺桿定位孔，上螺桿定位孔下端設(shè)置上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子122、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123、上電機(jī)固定環(huán)124、上控制模塊125的安裝空腔；三個(gè)上卡瓦鎖緊滑塊116分別裝在三個(gè)滑槽中，上卡瓦鎖緊滑塊116的下端與上卡瓦伸縮桿117相連接；上卡瓦伸縮桿117裝在上卡瓦伸縮桿孔中，上卡瓦伸縮桿117下端與上螺桿推進(jìn)滑塊119相連接。如圖3、圖8、圖9所示，上電驅(qū)動(dòng)與控制單元12從上到下依次包括上螺桿121、上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子122、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123、上電機(jī)固定環(huán)124、上控制模塊125 ;三個(gè)上螺桿121縱向定位在上卡瓦殼體114的三個(gè)上螺桿定位孔中，上螺桿121的上端與上螺桿推進(jìn)滑塊119通過(guò)螺紋傳動(dòng)連接，上螺桿121的下端與上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子122通過(guò)齒輪連接，上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123固定連接并驅(qū)動(dòng)上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子122 ;上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123通過(guò)上電機(jī)固定環(huán)124固定在上卡瓦殼體內(nèi)，上螺桿121、上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子122、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123、上電機(jī)固定環(huán)124和上控制模塊125均裝在上卡瓦殼體114的空腔內(nèi)。上卡瓦殼體114的下端設(shè)有內(nèi)螺紋。如圖I、圖3所示，上牽引單元13包括上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131、上牽引殼體132、上牽引轉(zhuǎn)子133、上牽引殼體支座135。如圖3、圖7、圖8、圖9所示，上牽引殼體132為上端帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體，上牽引殼體132可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)，上牽引殼體132的上端具有外螺紋、下端具有徑向定位插銷螺孔，上牽引殼體132的上端與上卡瓦殼體114的下端通過(guò)螺紋連接；上牽引殼體空腔中的上端固定上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131，上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131下端連接并驅(qū)動(dòng)上牽引轉(zhuǎn)子133，上牽引轉(zhuǎn)子133內(nèi)腔加工有上牽引轉(zhuǎn)子螺母134，上牽引轉(zhuǎn)子螺母134與·上六方中心滑管螺桿21傳動(dòng)連接；上牽引殼體支座135為帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體，上牽引殼體支座135上端帶有與上牽引殼體132的上端徑向定位插銷螺孔對(duì)應(yīng)的徑向定位插銷螺孔，上牽引殼體支座135可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)；上牽引殼體132下端與上牽引殼體支座135通過(guò)徑向定位插銷螺孔連接。如圖3所示，上控制模塊125可通過(guò)扭矩的大小和轉(zhuǎn)數(shù)的多少對(duì)上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131和上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123進(jìn)行控制。如圖3、圖10、圖11所示，上卡瓦115和上卡瓦鎖緊滑塊116加工有相互配合的傾斜面，斜面的角度能保證在上卡瓦鎖緊滑塊116向上移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)膨脹開上卡瓦115 ;上卡瓦具有一定的彈性，能在上卡瓦鎖緊滑塊116的作用下膨脹開，在外力消除情況下閉合。下牽引系統(tǒng)I與上牽引系統(tǒng)3結(jié)構(gòu)完全相同，下面做簡(jiǎn)要說(shuō)明。如圖i所示，下牽引器系統(tǒng)3從下到上依次包括上支撐單元31、下電驅(qū)動(dòng)與控制單元32和下牽引單元33。如圖I、圖12所示，下支撐單元31包括下卡瓦支座311、下卡瓦殼體314、下卡瓦315、下卡瓦鎖緊滑塊316、下卡瓦伸縮桿317、下螺桿推進(jìn)滑塊319。如圖I、圖2、圖12所示，下卡瓦支座311為軸向具有正六邊形孔的圓柱體，下卡瓦支座311套在六方中心滑管2上并可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)；在下卡瓦支座311的正六邊形孔的上端具有內(nèi)螺紋313，在下卡瓦支座311上端的外部沿周向均布有三個(gè)下卡瓦支座滑孔插銷總成312。圖12所示，下卡瓦殼體314為具有正六邊形孔的圓柱體，下卡瓦支座311套在六方中心滑管2上并可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)；在下卡瓦殼體314的下端具有外螺紋，下卡瓦殼體314與下卡瓦支座311通過(guò)螺紋連接成整體，并套在六方中心滑管2上，可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)。圖12所示，在下卡瓦殼體314的中部沿圓周方向均布有三個(gè)下卡瓦殼體滑孔插銷總成318，下卡瓦殼體滑孔插銷總成318與下卡瓦支座滑孔插銷總成312上下對(duì)應(yīng)；下卡瓦315具有三個(gè)，三個(gè)下卡瓦315沿下卡瓦殼體周向均勻分布，下卡瓦315下端通過(guò)下卡瓦支座滑孔插銷總成312與下卡瓦支座311連接，下卡瓦315上端通過(guò)下卡瓦殼體滑孔插銷總成318與下卡瓦殼體314相連接；下卡瓦支座滑孔和下卡瓦殼體滑孔均為長(zhǎng)形孔，以使得下卡瓦315在張開和收縮時(shí)滑孔插銷在長(zhǎng)形孔中具有一定的軸向位移空間。如圖12所示，下卡瓦殼體314在外圓周方向均勻設(shè)有三個(gè)沿軸向的滑槽，在滑槽的上端設(shè)有下卡瓦伸縮桿孔，下卡瓦伸縮桿孔的上端設(shè)置有下螺桿推進(jìn)滑塊316空腔，下螺桿推進(jìn)滑塊空腔上端設(shè)有下螺桿定位孔，下螺桿定位孔的上端設(shè)置下螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子322、下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323、下電機(jī)固定環(huán)324、下控制模塊325安裝空腔；三個(gè)下卡瓦鎖緊滑塊316分別裝在三個(gè)滑槽中，下卡瓦鎖緊滑塊316的上端與下卡瓦伸縮桿317相連接；下卡瓦伸縮桿317裝在下卡瓦伸縮桿孔中，下卡瓦伸縮桿317上端與下螺桿推進(jìn)滑塊319相連接。如圖2、圖12所示，下電驅(qū)動(dòng)與控制單元32從下到上依次包括下螺桿321、下螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子322、下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323、下電機(jī)固定環(huán)324、下控制模塊325 ;三個(gè)下螺桿321縱向定位在下卡瓦殼體314的三個(gè)下螺桿定位孔中，下螺桿321的下端與下螺桿推進(jìn)滑塊319通過(guò)螺紋傳動(dòng)連接，下螺桿321的上端與下螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子322通過(guò)齒輪連接，下卡瓦 驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323固定連接并驅(qū)動(dòng)下螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子322 ;下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323通過(guò)下電機(jī)固定環(huán)324固定在下卡瓦殼體內(nèi)，下螺桿321、下螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子322、下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323、下電機(jī)固定環(huán)324和下控制模塊325均裝在下卡瓦殼體314的空腔內(nèi)。如圖I、圖2、圖12所示，下牽引單元33包括下牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)331、下牽引殼體332、下牽引轉(zhuǎn)子333、下牽引殼體支座335。如圖12所示，下牽引殼體332為下端帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體，下牽引殼體332的下端具有外螺紋、上端具有內(nèi)螺紋，下牽引殼體332可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)；下牽引殼體332的下端與下卡瓦殼體314的上端通過(guò)螺紋連接；下牽引殼體空腔中的下端固定下牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)331，下牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)331上端連接并驅(qū)動(dòng)下牽引轉(zhuǎn)子333，下牽引轉(zhuǎn)子333內(nèi)腔加工有下牽引轉(zhuǎn)子螺母334，下牽引轉(zhuǎn)子螺母334與下六方中心滑管螺桿23傳動(dòng)連接；下牽引殼體支座335為帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體，下牽引殼體支座335的上端帶有徑向定位插銷螺孔，下牽引殼體支座335可以相對(duì)六方中心滑管2作軸向滑動(dòng)；下牽引殼體332上端與下牽引殼體支座335通過(guò)徑向定位插銷連接。如圖12所示，下控制模塊325可通過(guò)扭矩的大小和轉(zhuǎn)數(shù)的多少對(duì)下牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)331和下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323進(jìn)行控制。如圖10、圖11所示，下卡瓦315和下卡瓦鎖緊滑塊316加工有相互配合的傾斜面，斜面的角度能保證在下卡瓦鎖緊滑塊316向下移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)膨脹開下卡瓦315 ;下卡瓦具有一定的彈性，能在下卡瓦鎖緊滑塊316的作用下膨脹開，在外力消除情況下閉合。本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可由地面輸入指令分別對(duì)上控制模塊125和下控制模塊325進(jìn)行控制，其控制原理如下(一)、上牽引器系統(tǒng)I控制原理上控制模塊125接收到地面信號(hào)后，可驅(qū)動(dòng)上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子122和上螺桿121正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通過(guò)上螺桿121與上螺桿推進(jìn)滑塊119的螺桿滑塊機(jī)構(gòu)推動(dòng)螺桿推進(jìn)滑塊119前進(jìn)或后退，螺桿推進(jìn)滑塊119通過(guò)上卡瓦伸縮桿117推動(dòng)上卡瓦鎖緊滑塊116前進(jìn)或后退，當(dāng)卡瓦鎖緊滑塊116前進(jìn)時(shí)，通過(guò)斜錐面外推上卡瓦115發(fā)生彈性變形，并沿上卡瓦支座滑孔和上卡瓦殼體滑孔滑動(dòng)，使其張開抓緊井壁，張緊力的大小可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123的扭矩來(lái)控制，張開的程度可由上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊123轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和角度來(lái)控制；當(dāng)卡瓦鎖緊滑塊116后退時(shí)，卡瓦鎖緊滑塊116與上卡瓦115的斜錐面離開，外推力消失，上卡瓦115在自身彈性與井壁擠壓力的作用下收縮到最小外徑狀態(tài)。上控制模塊125接收到地面信號(hào)后，同時(shí)控制上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)、帶動(dòng)上牽引轉(zhuǎn)子133和上牽引轉(zhuǎn)子螺母134正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通過(guò)六方中心滑管2上的上六方中心滑管螺桿21機(jī)構(gòu)，推動(dòng)上牽引器系統(tǒng)I沿六方中心滑管2向上或向下做相對(duì)滑動(dòng)，完成牽引功能，其牽引力的大小、位移和方向可分別由上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131的輸出扭矩、轉(zhuǎn)數(shù)和正反轉(zhuǎn)來(lái)控制。( 二)、下牽引器系統(tǒng)3控制原理下控制模塊325接收到地面信號(hào)后，可驅(qū)動(dòng)下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)下螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子322和下螺桿321正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通過(guò)螺桿321與上螺桿推進(jìn)滑塊319的螺桿滑塊機(jī)構(gòu)推動(dòng)螺桿推進(jìn)滑塊319前進(jìn)或后退，螺桿推進(jìn)滑塊319通過(guò)下卡瓦伸縮桿317推動(dòng)下卡瓦鎖緊滑塊316前進(jìn)或后退，當(dāng)卡瓦鎖緊滑塊316前進(jìn)時(shí)，通過(guò)斜錐面外推下卡瓦315發(fā)生彈性變形，并沿下卡瓦支座滑孔和下卡瓦殼體滑孔滑動(dòng)，使其張開抓緊井壁，張緊力的大小可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323的扭矩來(lái)控制，張開的程度可由下卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊323轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和角度來(lái)控制；當(dāng)卡瓦鎖緊滑塊下 316后退時(shí)，下卡瓦鎖緊滑塊316與下卡瓦315的斜錐面離開，外推力消失，下卡瓦315在自身彈性與井壁擠壓力的作用下收縮到最小外徑狀態(tài)。下控制模塊325接收到地面信號(hào)后，同時(shí)控制下牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)331正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)、帶動(dòng)下牽引轉(zhuǎn)子333和下牽引轉(zhuǎn)子螺母334正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通過(guò)六方中心滑管2上的上六方中心滑管螺桿21機(jī)構(gòu)，推動(dòng)下牽引器系統(tǒng)3沿六方中心滑管2向上或向下做相對(duì)滑動(dòng)，完成牽引功能，其牽引力的大小、位移和方向可分別由下牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)331的輸出扭矩、轉(zhuǎn)數(shù)和正反轉(zhuǎn)來(lái)控制。(三)、上控制模塊125和下控制模塊325彼此之間相互聯(lián)系，根據(jù)工作過(guò)程的先后順序的不同，上控制模塊125和下控制模塊325對(duì)各個(gè)電機(jī)模塊的控制存在相位差，保證牽引器工作的順利進(jìn)行。(四)、利用六方中心滑管2的外部六方形阻礙六方中心滑管2繞軸線旋轉(zhuǎn)的反作用形成軸向牽引力原理除上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子122、上牽引轉(zhuǎn)子133可相對(duì)六方中心滑管2作軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外，上牽引器系統(tǒng)1，六方中心滑管2，下牽引器系統(tǒng)3都不能繞六方中心滑管2軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，只能沿軸線滑動(dòng)，原因如下當(dāng)上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131帶動(dòng)上牽引轉(zhuǎn)子133繞六方中心滑管2軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，上牽引轉(zhuǎn)子133驅(qū)動(dòng)上牽引轉(zhuǎn)子螺母134轉(zhuǎn)動(dòng)，上牽引轉(zhuǎn)子螺母134帶動(dòng)上六方中心滑管螺桿21運(yùn)動(dòng)，由于上六方中心滑管2外部是六方的，使得上六方中心滑管2同上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)131，上牽引殼體132，上牽引殼體支座135，下卡瓦支座311，上卡瓦殼體114，上卡瓦115等在繞軸線旋轉(zhuǎn)上是一個(gè)整體，阻礙了上六方中心滑管2上的牽引轉(zhuǎn)子螺母134旋轉(zhuǎn)，阻礙的反作用對(duì)上六方中心滑管螺桿21產(chǎn)生軸向推力，牽引六方中心滑管2相對(duì)卡瓦做軸線運(yùn)動(dòng)；相反，如果上六方中心滑管2是圓的，上六方中心滑管2就會(huì)隨上牽引轉(zhuǎn)子螺母134的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，上牽引轉(zhuǎn)子螺母134對(duì)上六方中心滑管螺桿21的軸向推力無(wú)法形成，牽引器就失去沿軸線牽引的功能。(五)、內(nèi)置8芯電纜完成輸電和有線信號(hào)傳輸功能一般上控制模塊125和下控制模塊325的供電有三種方式，一種是連續(xù)油管內(nèi)置8芯電纜，既可以完成輸電，又可以實(shí)現(xiàn)有線信號(hào)傳輸；二是連續(xù)油管管壁外埋電纜，但這樣相對(duì)較少；三是連續(xù)油管外配置多芯電纜，完成輸電功能和信號(hào)傳輸功能；本發(fā)明可以采用內(nèi)置8芯電纜完成輸電和有線信號(hào)傳輸功能。本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器的工作過(guò)程如下(一 )、初始狀態(tài)上支撐單元11和下支撐單元31都處于張開抓緊井壁，上牽引器系統(tǒng)I處在六方中心滑管2的最上端，下牽引器系統(tǒng)3處在六方中心滑管2的最下端。( 二)、上支撐單元11收縮離開井壁，下支撐單元31仍處于張開抓緊井壁狀態(tài)；上牽引單元13和下牽引單元33不動(dòng)。(三)、上牽引單元13牽引上牽引器系統(tǒng)I相對(duì)六方中心滑管2向下移動(dòng)一個(gè)上牽引轉(zhuǎn)子螺母134的距離；同時(shí)下牽引單元33牽引六方中心滑管2和上牽引器系統(tǒng)I相對(duì)與井壁固定的下支撐單元31向下移動(dòng)一個(gè)下牽引轉(zhuǎn)子螺母334的距離；上牽引器系統(tǒng)I相當(dāng)于沿井壁向下移動(dòng)了一個(gè)上牽引轉(zhuǎn)子螺母134長(zhǎng)度和一個(gè)下牽引轉(zhuǎn)子螺母334的長(zhǎng)度之和的距離，六方中心滑管2相當(dāng)于向井下移動(dòng)了一個(gè)上牽引轉(zhuǎn)子螺母134長(zhǎng)度的距離。
(四)、上支撐單元11張開抓緊井壁，下支撐單元31仍處于張開抓緊井壁狀態(tài)；上牽引單元13和下牽引單元33不動(dòng)。(五)、上支撐單元11張開抓緊井壁，下支撐單元31收縮離開井壁；(六)、下牽引單元33牽引下牽引器系統(tǒng)3相對(duì)六方中心滑管2向下移動(dòng)一個(gè)下牽引轉(zhuǎn)子螺母334的距離；同時(shí)上牽引單元13牽引六方中心滑管2和下牽引器系統(tǒng)3相對(duì)與井壁固定的上支撐單元11向下移動(dòng)一個(gè)上牽引轉(zhuǎn)子螺母134的距離；下牽引器系統(tǒng)3相當(dāng)于沿井壁向下移動(dòng)了一個(gè)上牽引轉(zhuǎn)子螺母134長(zhǎng)度和一個(gè)下牽引轉(zhuǎn)子螺母334的長(zhǎng)度之和的距離，六方中心滑管2相當(dāng)于向井下移動(dòng)了一個(gè)下牽引轉(zhuǎn)子螺母334長(zhǎng)度的距離。(七)、上支撐單元11仍處于張開抓緊井壁狀態(tài)，下支撐單元31張開抓緊井壁，牽引器恢復(fù)到(一)初始狀態(tài)。按“(一)一(二)一(三)一(四)一(五)一(六)一(七)一(一)”的順序依次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可使?fàn)恳鞑粩嗟臓恳B續(xù)油管柱向井下爬行，下入連續(xù)油管；反之“(七)—(六)一(五)一(四)一(三)一(二)一(一)一(七)”的順序往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可使?fàn)恳鞑粩嗟臓恳B續(xù)油管柱向井上爬行，取出連續(xù)油管。上牽引器系統(tǒng)、下牽引器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，在六方中心滑管上的安裝方向相同或相反既可以如圖I所示安裝，也可以如圖12a，12b，12c安裝。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，包括上牽引器系統(tǒng)、六方中心滑管、下牽引器系統(tǒng)；其特征在于上牽引器系統(tǒng)和下牽引器系統(tǒng)分別套在六方中心滑管的上部和下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上牽引器系統(tǒng)、下牽引器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同；上牽引器系統(tǒng)、下牽引器系統(tǒng)在六方中心滑管上的安裝方向相同或相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于六方中心滑管中間有中空?qǐng)A形的循環(huán)水眼、外部呈正六邊形，在六方中心滑管上部與上牽引單元對(duì)應(yīng)位置和下部與下牽引單元對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)有上突出法蘭、下突出法蘭；上六方中心滑管螺桿和下六方中心滑管螺桿分別通過(guò)螺栓裝配在上突出法蘭、下突出法蘭上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上牽引器系統(tǒng)從上到下依次包括上支撐單元、上電驅(qū)動(dòng)與控制單元和上牽引單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上支撐單元包括上卡瓦支座、上卡瓦殼體、上卡瓦、上卡瓦鎖緊滑塊、上卡瓦伸縮桿、上螺桿推進(jìn)滑塊；上卡瓦支座為軸向具有正六邊形孔的圓柱體，上卡瓦支座套在六方中心滑管上并可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦支座的正六邊形孔的下端具有內(nèi)螺紋，在上卡瓦支座底端的外部沿周向均布有三個(gè)上卡瓦支座滑孔插銷總成；上卡瓦殼體為具有正六邊形孔的圓柱體，上卡瓦殼體套在六方中心滑管上并可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦殼體的上端具有外螺紋，上卡瓦殼體與上卡瓦支座通過(guò)螺紋連接成整體，并套在六方中心滑管上，可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；在上卡瓦殼體的中部沿圓周方向均布有三個(gè)上卡瓦殼體滑孔插銷總成，上卡瓦殼體滑孔插銷總成與上卡瓦支座滑孔插銷總成上下對(duì)應(yīng)；上卡瓦具有三個(gè)，三個(gè)上卡瓦沿上卡瓦殼體周向均勻分布，上卡瓦上端通過(guò)上卡瓦支座滑孔插銷總成與上卡瓦支座連接，上卡瓦下端通過(guò)上卡瓦殼體滑孔插銷總成與上卡瓦殼體相連接；上卡瓦支座滑孔和上卡瓦殼體滑孔均為長(zhǎng)形孔，從而使得上卡瓦在張開和收縮時(shí)滑孔插銷在長(zhǎng)形孔中具有一定的軸向位移空間；上卡瓦殼體在外圓周方向均勻設(shè)有三個(gè)沿軸向的滑槽，滑槽的下端設(shè)有上卡瓦伸縮桿孔，上卡瓦伸縮桿孔的下端設(shè)置有上螺桿推進(jìn)滑塊空腔，上螺桿推進(jìn)滑塊空腔下端設(shè)有上螺桿定位孔，上螺桿定位孔下端設(shè)置上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、上電機(jī)固定環(huán)、上控制模塊的安裝空腔；三個(gè)上卡瓦鎖緊滑塊分別裝在三個(gè)滑槽中，上卡瓦鎖緊滑塊的下端與上卡瓦伸縮桿相連接；上卡瓦伸縮桿裝在上卡瓦伸縮桿孔中，上卡瓦伸縮桿下端與上螺桿推進(jìn)滑塊相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上電驅(qū)動(dòng)與控制單元從上到下依次包括上螺桿、上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、上電機(jī)固定環(huán)、上控制模塊；三個(gè)上螺桿縱向定位在上卡瓦殼體的三個(gè)上螺桿定位孔中，上螺桿的上端與上螺桿推進(jìn)滑塊通過(guò)螺紋傳動(dòng)連接，上螺桿的下端與上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子通過(guò)齒輪連接，上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊固定連接并驅(qū)動(dòng)上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子；上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊通過(guò)上電機(jī)固定環(huán)固定在上卡瓦殼體內(nèi)，上螺桿、上螺桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、上電機(jī)固定環(huán)和上控制模塊均裝在上卡瓦殼體的空腔內(nèi)；上卡瓦殼體的下端設(shè)有內(nèi)螺紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上牽引單元包括上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)、上牽引殼體、上牽引轉(zhuǎn)子、上牽引殼體支座；上牽引殼體為上端帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體，上牽引殼體可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)，上牽引殼體的上端具有外螺紋、下端具有徑向定位插銷螺孔，上牽引殼體的上端與上卡瓦殼體的下端通過(guò)螺紋連接；上牽引殼體空腔中的上端固定上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)，上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)下端連接并驅(qū)動(dòng)上牽引轉(zhuǎn)子，上牽引轉(zhuǎn)子內(nèi)腔加工有上牽引轉(zhuǎn)子螺母，上轉(zhuǎn)子螺母與上六方中心滑管螺桿傳動(dòng)連接；上牽引殼體支座為帶有六方孔的中空?qǐng)A柱體，上牽引殼體支座上端帶有徑向定位插銷螺孔，上牽引殼體支座可以相對(duì)六方中心滑管作軸向滑動(dòng)；上牽引殼體下端與上牽引殼體支座通過(guò)徑向定位插銷連接；上控制模塊可通過(guò)正反旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速的大小、轉(zhuǎn)數(shù)的多少、扭矩的大小對(duì)上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)和上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上卡瓦和上卡瓦鎖緊滑塊加工有相互配合的傾斜面，斜面的角度能保證在上卡瓦鎖緊滑塊向上移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)膨脹開上卡瓦；上卡瓦具有一定的彈性，能在上卡瓦鎖緊滑塊的作用下膨脹開，在外力消除情況下閉合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于上控制模塊通過(guò)對(duì)上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速的大小、轉(zhuǎn)數(shù)的多少、扭矩的大小進(jìn)行控制，進(jìn)而分別對(duì)牽引器支撐系統(tǒng)的卡瓦是張開還是閉合、卡瓦張開和閉合的速度、卡瓦張開和閉合的程度、卡瓦支撐力的大小進(jìn)行控制；上控制模塊可通過(guò)對(duì)上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)速的大小、轉(zhuǎn)數(shù)的多少、扭矩的大小進(jìn)行控制，進(jìn)而分別對(duì)牽引器上牽引單元和下牽引單元的向上和向下的牽引方向、牽引速度的大小、牽引位移的大小、牽引力的大小進(jìn)行控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器，其特征在于根據(jù)工作過(guò)程的先后順序的不同，上控制模塊對(duì)上牽引驅(qū)動(dòng)電機(jī)、上卡瓦驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊的控制存在相位差。
全文摘要
本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種用于連續(xù)油管鉆井、測(cè)井、修井工程，有助于連續(xù)油管在水平井段下入更長(zhǎng)距離的牽引器。電機(jī)驅(qū)動(dòng)連續(xù)油管井下牽引器包括上牽引器系統(tǒng)、六方中心滑管、下牽引器系統(tǒng)；上牽引器系統(tǒng)包括上支撐單元、上電驅(qū)動(dòng)與控制單元、上牽引單元；上牽引器系統(tǒng)和下牽引器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，分別套在六方中心滑管的上部和下部，安裝方向相同或相反。本發(fā)明直接通過(guò)伺服步進(jìn)電機(jī)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，減少了利用循環(huán)液驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)液能的依賴性和利用循環(huán)液液壓閥控制管路的復(fù)雜性，節(jié)省大部分液壓管路占據(jù)的空間；牽引器能雙向牽引、穩(wěn)定性好、牽引靈活，牽引速度快；牽引器可適用于小井眼井下牽引作業(yè)，牽引過(guò)程中能保證正常的井下液體循環(huán)。
文檔編號(hào)E21B47/00GK102808589SQ20121029022
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者高德利, 侯學(xué)軍, 沈忠厚 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京), 重慶科技學(xué)院