一种测井马笼头电气释放装置的释放控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种控制电路，特别涉及一种测井马笼头电气释放装置的释放控制电路。

背景技术：

测井马笼头是一种用于连接测井电缆和测井仪器的快速接头工具，在油田生产领域应用十分广泛。传统的测井马笼头都设计有防阻卡的机械拉力弱点，当井下仪器遇卡时，施力使测井马笼头在弱点拉力棒处被拉断，以避免电缆断落井中，实际生产中，由于机械弱点拉力棒不能重复使用，一旦拉断必需重新更换安装，因此存在原料消耗大生产成本高的问题，特别是或者由于测井电缆受井筒壁摩擦或挤压而导致拉力无法充分传导至弱点拉力棒，或者由于测井仪器遇卡位置距井底具有一定距离，拉断拉力棒将会导致仪器坠落损坏现象。对此，测井马笼头电气释放装置得到了越来越多的开发和应用，应用电气释放装置可实现测井马笼头的主动释放，控制释放位置，保护测井仪器；专利号为201520558842的实用新型专利公开了“一种可释放马笼头”，具体披露了一种电气弱点，即电气释放装置，该电气弱点是通过地面提供电力将保险开关熔断的方法实现对测井马笼头的自主释放，但是，由于该电气弱点设计安装在承力中心轴线上，在测井操作过程中直接承载着测井马笼头及其所连接测井仪器的整体重量，因此，必然要求作为保险开关的熔断体要具有足够的抗拉强度，也就是要求其要具有较大的横断面面积，这就使保险开关的熔断需要消耗较大的电力功率，花费较长的熔断时间，存在能源消耗量大，释放效率较低的问题，同时在测井操作过程中连接弱点处还存在事故断裂隐患，释放的稳定性和可靠性也有待于提高和增强。因此，对现有技术做出改进，开发应用新型测井马笼头电气释放装置并配套设计安全稳定的释放控制电路是当前油田生产领域的一个现实课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种测井马笼头电气释放装置的释放控制电路，配套用于所述一种测井马笼头电气释放装置的释放过程控制。

一种测井马笼头电器释放装置，包括：连杆座1、卡爪2、推力筒3、弹簧5、连杆11和第一活塞总成6；所述第一活塞总成6则包括：第一活塞套6a、第一活塞杆6b、第一绝缘座6e、以及缠绕在所述第一活塞套6a外部的电热丝h和填充在所述第一活塞套6a内部的可熔融金属6c；所述第一活塞套6a和所述第一活塞杆6b由导电金属材料制成，所述第一绝缘座6e由绝缘材料制成。

其中：所述连杆座1上端面与所述连杆11下端面重合对接，下端开设有内螺纹，用以与承压接头13固定连接，中部设有外凸圆台，圆台面上开设有环形凹槽；所述卡爪2呈圆弧片状，外侧面上具有一个圆滑过渡增径区域9，使下部外径增大，若干个所述卡爪2组合成圆筒形组合体，优选所述卡爪2的数量为3～6个，所述圆筒形组合体环套在所述连杆座1与所述连杆11的重合对接处，设置在各所述卡爪2内侧面上的上排凸缘2a、下排凸缘2b分别嵌合在所述连杆11和所述连杆座1上开设的环形凹槽中，将所述连杆11和所述连杆座1卡接在一起；所述圆筒形组合体上端卡入所述推力筒3的下部空腔中，由所述推力筒3对上端固定限位，同时保持所述推力筒3与所述圆筒形组合体可以相对滑动，下端则置于所述连杆座1中部圆台面上开设的环形凹槽中，内侧与所述环形槽之间预设一定的配合间隙，由所述环形凹槽对下端固定限位，从而将所述连杆座1与所述连杆11固定连接在一起；所述第一活塞总成6上端借助所述第一活塞杆6b固定连接在所述所述推力筒3上，下端借助所述第一绝缘座6c固定连接在所述连杆座1上，对所述推力筒3起固定支撑的作用；所述弹簧5安装在所述推力筒3上部，上端由固定安装在所述连杆11上的限位环8进行限位，下端支撑在所述推力筒3上，初始状态下所述弹簧5处于被充分压缩状态，具有弹性力，所述弹性力作用于所述推力筒3上与所述第一活塞总成6对所述推力筒3的支撑力保持静态平衡。

一种测井马笼头电气释放装置的释放控制电路，配套用于所述一种测井马笼头电器释放装置的释放过程控制，包括：整流检测电路60和熔融控制电路70；所述整流检测电路60，包括有变压器t、主整流电路61、以及连接在所述主整流电路61输出端的第一滤波电容c1、第二滤波电容c2、稳压二极管vr、等效串联电阻r和电磁继电器k，其中：所述变压器t的输入端与两条检测测井电缆x相连接，所述变压器t的输出端与所述主整流电路61的输入端相连接，所述第一滤波电容c1并联连接在所述主整流电路61的输出端，所述等效串联电阻r的一端连接在所述主整流电路61的输出正极端，所述稳压二极管vr反向并联在所述等效串联电阻r的另一端与所述主整流电路61的输出负极端之间，所述第二滤波电容c2和所述电磁继电器k分别与所述稳压二极管vr并联连接，所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2优选为电解电容，同时，所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2上分别并联有第一耦合电容c3和第二耦合电容c4，以进一步提高滤波、整形的效果；所述熔融控制电路70，由两条供应电力的电力供应电缆y和连接两条所述电力供应电缆y的连接回路所构成，包括有作为加热元件接入的所述电热丝h，以及由所述电磁继电器k控制的双向选择开关f，其中：所述电热丝h连接在所述连接回路当中，所述双向选择开关f设置在某一电力供应电缆y的电力供应端，所述双向选择开关f的触点a1和触点a2分别设置在所述某一电力供应电缆y电力供应的对应端和所述连接回路上，当所述电磁继电器k有电流通过时，所述双向选择开关f在触点a1处闭合，反之，当所述电磁继电器k没有电流通过时，所述双向选择开关f在触点a2处闭合。

在油田测井马笼头中，所述一种测井马笼头电器释放装置安装在所述油田测井马笼头快速释放单元中，上端连接在所述连杆11上，下端安装在所述承压接头13上，由所述一种测井马笼头电气释放装置的释放控制电路进行释放过程控制；使用所述油田测井马笼头进行测井作业，所述检测测井电缆x中通有交流电流并施加于所述整流检测电路60的输入端，输入的电流经所述变压器t变压，所述主整流电路61整流，再经过所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2的滤波、整形，同时，在所述等效串联电阻r和所述稳压二极管vr分别对所述电流继电器k的分压和续流保护下，所述电磁继电器k中产生稳定的直流电流，此时，所述电流继电器k控制所述双向选择开关f在a1触点处闭合，安装有所述双向选择开关f的电力供应电缆y连通，而所述熔融控制电路70则形成断路，实现所述熔融控制电路70的一级安全保护；在需要主动释放测井马笼头时，中断井下测井仪器供电后，所述检测测井电缆x中无电流通过，此时，所述电流继电器k控制所述双向选择开关f在a2触点处闭合，安装有所述双向选择开关f的所述电力供应电缆y断开，而所述熔融控制电路70则形成完整回路，随后，在两条所述电力供应电缆y的两端接入电源，所述电源交流或者直流可选，向所述电热丝h供电加热，熔化预置于所述第一活塞套6a中的所述可熔融金属6c；此时，随着熔融状态的所述可熔融金属6c不断流入所述第一绝缘座6c中，所述第一活塞杆6b可相对所述第一活塞套6a向下产生运动，使所述第一活塞总成6对所述推力筒3的支撑力逐渐丧失，在所述弹簧5的弹性力作用下，所述推力筒3相对所述连杆11和卡爪2向下产生运动，当所述推力筒3对各卡爪2的固定限位点转移至所述卡爪2下端时，由于上端失去了固定限位作用，当所述推力筒3抵压在所述卡爪2外侧所述过渡增径区域9及以下位置时，由于各所述卡爪2受到力矩作用，由所述卡爪2构成的所述圆筒形组合体将在上端呈“花朵”状展开，使各所述卡爪2上排凸缘2a分别从所述连杆11上开设的环形凹槽中脱离开来，从而断开所述连杆座1和所述连杆11之间的连接。

进一步，所述一种测井马笼头电器释放装置，还包括第二活塞总成g，作为一种非自动复位常闭型慢动防护式行程开关，用以控制所述熔融控制电路70的导通与断开；所述第二活塞总成g包括有第二活塞套7a、第二活塞杆7b、第二绝缘座7d、以及安装在所述第二活塞杆7b端头上的导电活塞7c，所述第二活塞杆7b可在所述第二活塞套7a内相对所述第二活塞套7a运动，运动行程长度大于所述第二活塞套7a的长度，所述导电活塞7c在所述第二活塞套7a内始终保持与所述第二活塞套7a内壁紧密接触，所述第二活塞套7a和所述导电活塞7c由金属导电材料制成，所述第二活塞杆7b和所述第二绝缘座7d由绝缘材料制成，所述第二活塞总成g上端借助所述第二活塞杆7b固定连接在所述推力筒3上，下端借助所述第二绝缘座7d固定连接在所述连杆座1上，所述导电活塞7c上的线路引脚a和所述第二活塞套7a上的线路引脚b串联接入所述熔融控制电路70中，即：所述熔融控制电路70中，还包括有所述第二活塞总成g，所述第二活塞总成g与所述电热丝h串联连接在所述熔融控制电路70中的所述连接回路上；当在两条所述电力供应电缆y中通入交流电流，加热所述电热丝h熔化所述可熔融金属6c时，所述推力筒3带动所述第二活塞杆7b相对所述第二活塞套7a下行，在所述可熔融金属6c完全融化之前，所述导电活塞7c保持在所述第二活塞套7a中，并且与所述第二活塞套7a内表面紧密接触，使所述熔融控制电路30保持导通，当所述可熔融金属6c完全融化之后，所述第二活塞杆7b的运动行程超过所述第二活塞套7a的长度，所述导电活塞7c移出所述第二活塞套7a并与所述第二活塞套7a断开接触，使所述导电活塞7c接线脚a与所述第二活塞套7a接线脚b之间的连接线路断开，从而将所述熔融控制电路70的回路断开，及时停止对所述电热丝h的继续加热，实现对所述熔融控制电路30的二级安全保护，减小电力能源的不必要浪费。

本实用新型的有益效果是：提供一种具有双重安全保护功能的测井马笼头电器释放装置释放控制电路，在进行测井过程中，整流检测电路控制熔融控制电路断路，使熔融控制电路无法通电工作，实现一级安全保护，当停止测井操作后，整流检测电路控制使熔融控制电路闭合，在此基础上，需要主动释放测井马笼头时，可向熔融控制电路通电熔断电热丝实现自主释放，熔断过程中通过第二活塞总成的行程保护，对熔融控制电路实现二级安全保护，及时切断熔融控制电路，中断电力供应，减小电力能源的不必要浪费。

附图说明

图1、具有机械释放和电器释放双重释放功能的测井马笼头局部装配图之一。

图2、具有机械释放和电器释放双重释放功能的测井马笼头局部装配图之二。

图3、具有机械释放和电器释放双重释放功能的测井马笼头局部装配图之三。

图4、测井马笼头电器释放装置装配结构简图。

图5、测井马笼头电器释放装置释放状态结构简图。

图6、卡爪断面形状示意图。

图7、测井状态下测井马笼头电气释放装置的释放控制电路图。

图8、释放状态下测井马笼头电气释放装置的释放控制电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图对本实用新型请求保护的技术方案做进一步描述。

一种具有机械释放和电器释放双重释放功能的测井马笼头，如图1、图2和图3所示，由鱼雷接头10、打捞帽4、设置在所述打捞帽4中的钢球连接装置20、机械弱点装置30、电气释放装置40、对开螺套14、密封筒15、承压接头13和下螺套16、以及接口接头50和设置在所述接口接头50中的测井马笼头电器释放装置的释放控制电路51所组成；所述鱼雷接头10与所述释放接头21通过螺纹连接，将所述鱼雷接头10与所述钢球连接装置20连接起来，所述钢球接头24与所述弱点拉力棒31通过螺纹连接，将所述钢球连接装置20与所述弱点拉力装置30连接起来，所述弱点拉力棒31与所述连杆11通过螺纹连接，将所述机械弱点装置30与所述电气释放装置40连接起来，所述鱼雷接头10、所述钢球连接装置20、所述机械弱点装置30与所述电气释放装置40依次相互连接，构成了测井马笼头快速释放单元；进一步，所述连杆座1与所述承力接头13螺纹连接，同时通过与所述下螺套16配合连接，将所述电气释放装置40与所述接口接头50连接起来，所述密封筒15承载在所述承压接头13的外凸圆台面上并与所述承压接头13螺纹连接，对所述电气释放装置40起密封保护作用，所述打捞帽4承载在所述接口接头50的外凸圆台面上并与所述接口接头50螺纹连接，对所述测井马笼头快速释放单元起保护作用。

所述电器释放装置40，如图4所示，由连杆座1、卡爪2、推力筒3、弹簧5、连杆11、平衡杆12、限位环8、第一活塞总成6和第二活塞总成g组成；所述第一活塞总成6包括第一活塞套6a、第一活塞杆6b、第一绝缘座6e、电热丝h和可熔融金属6c，所述第二活塞总成g包括第二活塞套7a、第二活塞杆7b、第二绝缘座7d和导电活塞7c；所述第一活塞套6a、所述第一活塞杆6b、第二活塞套7a和所述导电活塞7c由导电金属材料制成，所述第一绝缘座6e、第二活塞杆7b和第二绝缘座7d由绝缘材料制成。

其中，所述卡爪2呈圆弧片状，如图6所示，外侧面上具有一个圆滑过渡增径区域9，内侧面上设有上排凸缘2a和下排凸缘2b，所述下排凸缘2b的前端面为下收斜面，所述下排凸缘2b以下的底部区域2c厚度减薄，内侧面也设置为下收斜面；6个所述卡爪2组合成为圆筒形组合体，所述圆筒形组合体上端卡入所述推力筒3的下部空腔中，下端则置于所述连杆座1中部圆台面上开设的环形凹槽中，基于所述卡爪2上所述底部区域2d的厚度减薄及其所具有的下收斜面，如图4和图5所示，所述圆筒形组合体内侧自然与所述环形槽之间形成配合间隙；所述第一活塞总成6上端借助所述第一活塞杆6b固定连接在所述推力筒3上，下端借助所述第一绝缘座6c固定连接在所述连杆座1上，对所述推力筒3起固定支撑的作用，同时，所述第二活塞总成g上端借助所述第二活塞杆7b固定连接在所述推力筒3上，下端借助所述第二绝缘座7d固定连接在所述连杆座1上。

所述测井马笼头电器释放装置的释放控制电路51，如图7和图8所示，包括：整流检测电路60和熔融控制电路70；所述整流检测电路60与检测测井电缆x并联连接，由变压器t、主整流电路61、以及连接在所述主整流电路61输出端的第一滤波电容c1、所述第一耦合电容器c3、第二滤波电容c2、第二耦合电容器c4、稳压二极管vr、等效串联电阻r和电磁继电器k组成，所述第一滤波电容c1和所述第二滤波电容c2均为温度特性优异的钽电容，以充分保证所述整流检测电路60滤波、整形的稳定性，其中：所述第一滤波电容c1为22微法、所述第一耦合电容器c3为0.1微法，两者并联连接在所述主整流电路61的输出端，所述等效串联电阻r为150欧母，一端连接在所述主整流电路61的输出正极端，所述稳压二极管vr反向并联在所述等效串联电阻r另一端与所述主整流电路61的输出负极端之间，所述第二滤波电容c2为22微法、所述第二耦合电容器c4为0.1微法，二者与所述电磁继电器k分别并联连接在所述稳压二极管vr的两端；所述熔融控制电路70，由所述电热丝h、所述第二活塞总成g、以及由所述电磁继电器k控制的双向选择开关f所组成，其中：所述电热丝h和所述第二活塞总成g串联连接在两条电力供应电缆y之间的连接回路当中，所述双向选择开关f设置在某一条所述电力供应电缆y的电力供应端，触点a1和触点a2分别设置所述电力供应电缆y和两条所述电力供应电缆y之间的所述连接回路上。

在使用所述一种具有双重释放功能的测井马笼头进行测井作业过程中，所述检测测井电缆y接有交流电源，向测井仪器供电，使所述熔融控制电路70持续断路，如图7所示，如果出现操作遇卡的情况，可对电缆施加提拉力，拉断所述弱点拉力棒31，通过机械弱点装置30释放测井仪器；当出于保护测井仪器的目的或者依据测井操作工艺的要求需要主动释放测井仪器时，中断对井下测井仪器供电，使所述熔融控制电路70线路闭合，如图8所示；向所述熔融控制电路70中接入直流电源，控制电流强度在400～450毫安范围内，加热所述第一活塞总成6中的所述电热丝h，使所述可熔融金属6c熔化，此时，所述第二活塞总成g与所述第一活塞总成6配合动作，当所述可熔融金属6c完全熔化后，所述第二活塞总成g通过所述第二活塞杆7b的行程控制，切断所述熔融控制电路70的所述连接回路，停止对所述电热丝h的电力供应，减少电力能源的不必要浪费；同时，所述第一活塞总成6控制所述卡爪2放开对所述连杆11和连杆座1之间的卡接，而后向电缆施加提拉力时，可使所述电缆拉动所述鱼雷接头10、所述释放接头21、所述钢球接头24、所述弱点拉力棒和所述连杆11提升上移，进而使所述钢球接头24和所述钢球锁套23之间产生了相对运动，所述钢球22失去所述钢球锁套23的约束而松脱出来，断开了所述释放接头21与所述钢球接头24之间的连接，进一步向所述电缆施加提拉力，所述鱼雷接头10和所述释放接头21脱离所述打捞帽4，与所述电缆一起被提拉至地面，其余部件和测井仪器均留在井下，留待进一步打捞。