朱维兵， 张朝界， 庞青松

（1.西华大学机械工程学院，四川成都 610039；2.四川航天烽火伺服控制技术有限公司，四川成都 611130）

川渝地区页岩层经历了强烈的后期改造，地质条件相对复杂，页岩分布不稳定，呈现较强的各向异性特征。对于页岩气的勘探开发，井壁取心技术是关键技术之一，页岩气水平井的水平段长达1 000～2 000 m，采用常规钻杆、连续油管难以将取心器准确下至取心位置，且钻井完井工作难度大、耗时长、费用高[1–2]。针对川渝地区页岩气水平井长水平段取心困难的问题，张宇奇[3]将井下爬行器与旋转式井壁取心器相结合，设计了一种具备爬行、定位、推靠、取心、储样和解卡等功能的旋转式井壁取心器，可完成水平井水平段、大位移定向井斜井段的取心作业；张朝界等人[4]用Solidworks软件模拟实际工况，建立了页岩气水平井和取心器的三维模型，利用ADAMS虚拟样机仿真技术，对取心器的爬行能力、过弯能力、负载能力和越障能力进行了模拟分析，结果表明均满足设计要求。

爬行机构作为旋转式井壁取心器的直接驱动装置，其性能决定了取心器能否正常完成井下取心工作。1994 年，J.Hallundbæk 首先设计了 Welltec轮式爬行器[5]，Sondex公司对轮式爬行器进行了改进，采用了2个扶正机构[6]；D.Bloom等人[7]研发了Maxtrac伸缩式爬行器，M.Buyers等人[8]对其进行了改进，可以蠕动前进。2001年，沈阳工业大学研制了管道爬行器；高进伟等人[9]根据平行四边形原理设计了爬行及定心装置，解决了爬行器在井下的轴向居中问题；周劲辉等人[10]研制了水平井自扶正式电缆爬行器；……