[发明专利]具有带行星齿轮系统的液压马达的井下驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及用于插入井中的井下驱动单元，该井下驱动单元包括：驱动单元壳体；液压马达，其包括液压马达壳体；轮组件，其包括静止部分和旋转部分，静止部分与驱动单元壳体连接并与旋转部分可旋转地连接。本发明还涉及一种包括驱动单元的井下系统和这种驱动单元的用途。

背景技术

当在井下井中操作时，用于操作的工具可能无法自行下潜。一些工具在盘管的前部定位并通过在井中进一步向下推动管而被向前驱动。其它工具借助线缆降下到井中，并且重力因此将确保该工具下潜。因此，并非所有工具都能够在井中移动并因此需要通过另外的工具在井中向前移动。特别地，在井的水平部分中就是这种情况，因为重力不可能有助于移动。

已出于该目的开发了若干工具，尤其是在履带上运行的工具。然而，该工具具有它无法始终将其基脚保持在井的更加不平坦的部分上的缺点，并在一些情况下这种工具不可能通过两个井管相遇但未抵接因此留下间隙的位置。另一种工具具有借助滚子链条驱动并且全部由一个马达驱动的轮。然而，如果马达不能驱动所有轮，则工具不能再自行驱动。井具有障碍物并且一个轮无法被驱动跨越该障碍物就可能是这种情况。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术的以上劣势和缺点。更具体地，一个目的是提供一种用于使操作工具在井的全部部分中而且还在具有诸如21/8英寸的小内径的井中向前移动的改进的井下工具。

将从以下描述变得显而易见的上述目的以及众多其它的目的、优势和特征由一种用于插入井中的井下驱动单元通过根据本发明的方案来实现，所述井下驱动单元包括：

-驱动单元壳体，

-液压马达，其包括液压马达壳体，以及

-用于在井中向前驱动该驱动单元的轮组件，包括静止部分和旋转部分，静止部分与驱动单元壳体连接并与旋转部分可旋转地连接，该轮组件包括用于与井中的内壁接触并与旋转部分连接或形成旋转部分的一部分的轮环，

轮组件还包括液压马达，使得静止部分和旋转部分构成液压马达壳体，液压马达包括与旋转部分连接以使轮组件的一部分旋转的可旋转区段，

其中，轮组件还包括被容纳在液压马达壳体中的行星齿轮系统并且液压马达包括经该行星齿轮系统驱动轮环的可旋转区段。

在另一实施例中，一种用于插入井中的井下驱动单元可包括

-驱动单元壳体，

-包括液压马达壳体的液压马达，以及

-用于在井中向前驱动该驱动单元的轮组件，其包括静止部分和旋转部分，静止部分与驱动单元壳体连接并与旋转部分可旋转地连接，

该轮组件还包括液压马达，使得静止部分和旋转部分构成液压马达壳体，液压马达包括与旋转部分连接以使轮组件的一部分旋转的可旋转区段，

其中，轮组件还包括被容纳在液压马达壳体中的行星齿轮系统并且液压马达包括与行星齿轮系统的恒星齿轮连接或形成恒星齿轮的一部分的可旋转区段。

在液压马达与待旋转的轮部分之间具有行星齿轮系统通过降低液压马达的转速而获得更大的转矩。

通过将行星齿轮系统直接布置在液压马达壳体中，轮沿着其旋转轴线的宽度相对于配置在液压马达壳体外部的行星齿轮系统显著减小。小的轮宽度提供了驱动单元的较小直径，从而使驱动单元能够进入直径也较小的井。

通过将马达封装在轮组件中的液压马达壳体中，可避免滚子链条或履带。通过具有被封闭的壳体，来自驱动单元在其中自行推进的井流体的污物不会卡滞在链条或履带中从而破坏轮的功能。

在一个实施例中，轮组件可被悬置在驱动单元壳体中。

根据本发明的井下驱动单元还可包括可相对于驱动单元壳体在缩回位置与突出位置之间移动的臂组件，并且该臂组件可与轮组件的静止部分连接或者可形成该静止部分的一部分。

此外，根据本发明的井下驱动单元还可包括布置在驱动单元壳体中以使臂组件在缩回位置与突出位置之间移动的臂启动组件。

在一个实施例中，驱动单元可包括若干个臂组件，每个臂组件在一端中与驱动单元壳体连接并且在另一端中与轮组件连接。

通过将马达直接设置在轮中，每个轮可独立于驱动单元的其它轮向前驱动该驱动单元。当通过障碍物时，最接近障碍物的臂组件随着其它轮向前驱动该驱动单元而被压向驱动单元壳体。因此，驱动单元能够通过井或套管中的大多数障碍物。此外，当通过例如两个管状套管之间的间隙时，未位于间隙中的轮向前驱动该驱动单元，并且因此驱动单元能够在井的几乎全部部分中自行推进。