一種水平井無動力牽引投送機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種井下管道機器人，特別涉及一種水平井無動力牽引投送機器人。
【背景技術】
[0002]在全球資源緊缺的環境下，水平井技術以其低成本，高產率，低污染等技術特點在世界范圍內迅速發展。與豎井相區別的是，水平井作業區域為較大，斜度段甚至為水平段，豎井中可以通過重力作用進行工作，但這種方式無法在水平井中應用。全球水平井數量已突破四萬口，對水平井內部進行檢測和操作的技術問題日益凸顯。管道機器人技術應用水平井作業時，解決了水平井難以到達指定地點及井下作業控制難等技術難題，現有技術，水平井用管道機器人進行工作時，對井下動力的要求高，而機器人又需滿足徑向尺寸小等外部限制，目前較成熟的水平井管道機器人為牽引式機器人，但牽引式機器人對井況要求較為嚴格，同時軸向尺寸較長，不宜大曲率轉向，難以回退，工作穩定性不高，操作復雜，價格昂貴，實用性和可靠性低。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是要解決上述現有水平井管道機器人可靠性低、動力的要求高、軸向尺寸長、難以適應各種復雜井況和難以回退等問題，而提供一種水平井無動力牽引投送機器人。
[0004]本實用新型是由彈射動力機構、卡瓦支撐機構、回退機構和主架組成，卡瓦支撐機構固定設置在主架左端，彈射動力機構和回退機構固定設置在主架內；
[0005]彈射動力機構包括第一彈簧、中心支撐桿、鋼絲接頭、鋼絲和套筒，鋼絲接頭固定設置在套筒上端，套筒固定設置在中心支撐桿后端，鋼絲設置在中心支撐桿內，鋼絲固定設置在鋼絲接頭上，第一彈簧繞設在中心支撐桿和套筒上；
[0006]卡瓦支撐機構包括卡瓦架、錐形頂尖、數個滾輪和第二彈簧，卡瓦架設置在主架上，卡瓦架具有數個卡瓦，滾輪設置在卡瓦架上，第二彈簧設置在卡瓦架內，并繞設在主架上，錐形頂尖設置在中心支撐桿上；
[0007]回退機構包括數個回退彈簧、數個回退卡塊、回退桿和回退底座，回退底座設置在主架上端，回退桿上端設置在錐形頂尖下端，回退桿下端設置在回退底座上端，回退彈簧設置在回退底座凹槽上，回退卡塊設置在回退彈簧與主架凹槽之間。
[0008]本實用新型的工作原理和過程:
[0009]工作時，操作人員將本裝置放置在水平井內，拉動鋼絲，第二彈簧收縮，錐形頂尖推動卡瓦架卡瓦，卡瓦架的數個卡瓦張開，數個滾輪與管壁接觸，同時使第一彈簧收縮，第一彈簧機械能轉化為彈性勢能，然后松開鋼絲，數個卡瓦自動回復原狀，第一彈簧彈出，第一彈簧中儲存的大量彈性勢能轉化為機器人的動能，使機器人水平前進，重復拉放鋼絲的動作，使彈射動力機構帶動機器人前行一直到預定的位置，如果機器人前行超過了預定位置，需要使用一定大小的恒力持續拉動鋼絲大約10秒時間，數個卡瓦即可自動解鎖收回，通過回退機構把機器人拉回到預定位置，回退機構工作時:拉動鋼絲，回退桿下滑到回退底座底部，回退彈簧進入回退桿凹槽內，錐形頂尖回位，完成本裝置回退過程。
[0010]本實用新型的有益效果:
[0011]本實用新型結構簡單，操作方便，實用性和可靠性強，工作動力源無需承受井下高溫高壓的工作環境，保證工作的穩定性，人力代替井下動力源牽引工作裝置，減少成本，保證動力可靠性，能夠實現自由回退，適合各種復雜井況。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的立體示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的局部立體示意圖。
【具體實施方式】
[0014]請參閱圖1和圖2所示，本實用新型是由彈射動力機構1、卡瓦支撐機構2、回退機構3和主架4組成，卡瓦支撐機構2固定設置在主架4前端，彈射動力機構I和回退機構3固定設置在主架4內；
[0015]彈射動力機構I包括第一彈簧11、中心支撐桿12、鋼絲接頭13、鋼絲14和套筒15，鋼絲接頭13固定設置在套筒15上端，套筒15固定設置在中心支撐桿12后端，鋼絲14設置在中心支撐桿12內，鋼絲14固定設置在鋼絲接頭13上，第一彈簧11繞設在中心支撐桿12和套筒15上；
[0016]卡瓦支撐機構2包括卡瓦架21、錐形頂尖22、數個滾輪23和第二彈簧24，卡瓦架21設置在主架4上，卡瓦架21具有數個卡瓦211，滾輪23設置在卡瓦架21上，第二彈簧24設置在卡瓦架21內，并繞設在主架4上，錐形頂尖22設置在中心支撐桿12上；
[0017]回退機構3包括數個回退彈簧31、數個回退卡塊32、回退桿33和回退底座34，回退底座34設置在主架4上端，回退桿33上端設置在錐形頂尖22下端，回退桿33下端設置在回退底座34上端，回退彈簧31設置在回退底座凹槽341上，回退卡塊32設置在回退彈簧31與主架凹槽41之間。
[0018]本實用新型的工作原理和過程:
[0019]參閱圖1和圖2所示，工作時，操作人員將本裝置放置在水平井內，拉動鋼絲14，第二彈簧24收縮，錐形頂尖22推動卡瓦架21卡瓦211，卡瓦架21的數個卡瓦211張開，數個滾輪23與管壁接觸，同時使第一彈簧11收縮，第一彈簧機械能轉化為彈性勢能，然后松開鋼絲14，數個卡瓦211自動回復原狀，第一彈簧11彈出，第一彈簧11中儲存的大量彈性勢能轉化為機器人的動能，使機器人水平前進，重復拉放鋼絲14的動作，使彈射動力機構I帶動機器人前行一直到預定的位置，如果機器人前行超過了預定位置，需要使用一定大小的恒力持續拉動鋼絲14大約30秒時間，數個卡瓦211即可自動解鎖收回，通過回退機構3把機器人拉回到預定位置，回退機構3工作時:拉動鋼絲14，回退桿33下滑到回退底座34底部，回退彈簧31進入回退桿凹槽331內，錐形頂尖22回位，完成本裝置回退過程。
【主權項】
1.一種水平井無動力牽引投送機器人，其特征在于:是由彈射動力機構(I)、卡瓦支撐機構(2)、回退機構(3)和主架(4)組成，卡瓦支撐機構(2)固定設置在主架(4)前端，彈射動力機構(I)和回退機構(3)固定設置在主架(4)內； 彈射動力機構⑴包括第一彈簧(11)、中心支撐桿(12)、鋼絲接頭(13)、鋼絲(14)和套筒(15)，鋼絲接頭(13)固定設置在套筒(15)上端，套筒(15)固定設置在中心支撐桿(12)后端，鋼絲(14)設置在中心支撐桿(12)內，鋼絲(14)固定設置在鋼絲接頭(13)上，第一彈簧(11)繞設在中心支撐桿(12)和套筒(15)上； 卡瓦支撐機構(2)包括卡瓦架(21)、錐形頂尖(22)、數個滾輪(23)和第二彈簧(24)，卡瓦架(21)設置在主架(4)上，卡瓦架(21)具有數個卡瓦(211)，滾輪(23)設置在卡瓦架(21)上，第二彈簧(24)設置在卡瓦架(21)內，并繞設在主架(4)上，錐形頂尖(22)設置在中心支撐桿(12)上； 回退機構(3)包括數個回退彈簧(31)、數個回退卡塊(32)、回退桿(33)和回退底座(34)，回退底座(34)設置在主架⑷上端，回退桿(33)上端設置在錐形頂尖(22)下端，回退桿(33)下端設置在回退底座(34)上端，回退彈簧(31)設置在回退底座凹槽(341)上，回退卡塊(32)設置在回退彈簧(31)與主架凹槽(41)之間。
【專利摘要】本實用新型公開了一種水平井無動力牽引投送機器人，是由彈射動力機構、卡瓦支撐機構、回退機構和主架組成，卡瓦支撐機構固定設置在主架左端，彈射動力機構和回退機構固定設置在主架內，工作時，操作人員將本裝置放置在水平井內，拉動鋼絲，第二彈簧收縮，卡瓦架的數個卡瓦張開，數個滾輪與管壁接觸，同時使第一彈簧收縮，然后松開鋼絲，數個卡瓦自動回復原狀，第一彈簧彈出，使機器人水平前進，重復拉放鋼絲的動作，機器人前行到預定的位置，如果機器人前行超過了預定位置，通過回退機構把機器人拉回到預定位置。本實用新型結構簡單，操作方便，保證工作的穩定性，減少成本，能夠實現自由回退，適合各種復雜井況。
【IPC分類】E21B23/00
【公開號】CN204691714
【申請號】CN201520363003
【發明人】陳晉市, 譚紀超, 鄭思佳, 林子楊, 齊海波
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年5月29日