水平裸眼井中的钻屑、沉砂以及特定的井眼几何形状使油井检测仪器无法下入预定的测量深度,而拖动器运送法则是一种将检测仪器送达目的深度经济而有效的手段。本文结合?大庆石油管理局测井公司第二分公司科研项目,对具有断电解锁功能、可在裸眼井内双向运行的拖动器进行分析与研究,设计了裸眼井拖动器虚拟样机。裸眼井拖动器采用了伸缩式运动方案,通过两个伸缩式的驱动单元接力实现了拖动器的连续行走。驱动单元液压出力装置的支撑臂组件采用具有2个自由度的7杆机构,该机构的接地臂可与起伏变化的裸眼井壁紧密接触,提供足够大的封闭正压力。通过推靠缸采用柱塞缸及特殊的中心进油方案,避免采用可靠性低的软管进油,并节省一根油管,为拖动器缩小直径提供了保障。以能适应大范围的井径尺寸变化、近似恒定增力比的推靠机构为研究对象,设计出具有4个自由度凸轮式推靠机构。利用反转法推导出使增力比为定值的凸轮实际廓线,讨论实际廓线为直线和圆弧的凸轮增力特性,确定由增力比设计实际廓线为直线和圆弧的凸轮参数计算方法。分析推靠机构在裸眼井内受力情况及考虑运动副摩擦情况下凸轮机构的受力状态,提出通过补偿增力比设计凸轮机构的方法,并最终确定推靠机构中采用实际廓线为圆弧的凸轮。围绕断电解锁功能设计拖动器液压系统,从结构与液动力两方面论证螺纹插装式三位四通换向阀改造成拖动器液压系统专用换向阀的可行性。设计活塞式压力补偿油箱,给出油箱可补偿容积的计算公式。对拖动器的断电解锁进行分析与研究,建立数学模型,通过数值方法求解模型,设计解锁弹簧的预紧力与刚度。以裸眼井壁为研究对象,分析IBL文件的格式和构成规律,提出应用数学软Mathematica 6.0自动生成*.ibl文件的方法,利用自动生成的*.ibl文件,在Pro/E中构造出用于仿真的裸眼井壁的几何模型。利用Pro/E、接口软件MPRO及ADAMS建立拖动器的虚拟样机。由拖动器的虚拟样机简化得到单组支撑臂仿真模型,利用该模型验证有关推靠机构的自由度计算、转角位移曲线、受力分析等理论推导的正确性。利用ADAMS/Hydraulics建立拖动器的液压系统的仿真模型,通过对液压系统时序仿真研究验证了所设计的液压系统的正确性。利用拖动器的虚拟样机,进行拖动器在裸眼井内的运动仿真,仿真结果表明拖动器的两驱动单元可交替出力,实现拖动器本体在裸眼井内的连续运行。