专利名称：用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井中电缆接头技术领域，确切地说涉及一种用于测井电 缆和井下仪器快速连接及分离的电缆接头。
背景技术：
在现有技术中，为了了解已投产油气井的井下情况，根据生产实际，需要不定 期对井下情况进行测试，在实施测试时使用的测井仪器需要采用专用电缆将测试仪器下 入井内，在生产测井技术领域所使用的电缆一般为单芯电缆。电缆头(俗称马笼头)是电缆与井下测井仪器间的连接专用设备，石油生产测 井领域现用单芯电缆头，其主要包括电加热单元和与电加热单元连接的仪器接口单元， 如公告号为201013362，公告日为2008年1月30日的中国专利文献公开了一种用于石油 测井仪器和测井电缆之间的专用连接装置测井电缆马笼头，包括接口部分，安全拉力部 分，以及信号传输部分。上述三部分均置于电缆马笼头外壳中，其特征是接口部分位 于电缆马笼头两端，快接鱼雷接口端与安全拉力部分相连；安全拉力部分下端与仪器接 口端相连。信号传输部分通过接线柱、信号线、胶囊以及过线筒实现信号传输以及密封 绝缘性能。效果是实现快接鱼雷公头与电缆马笼头硬连接。缩短了电缆马笼头长度， 提高了其可靠性，降低维护频率，方便维修，提高仪器可靠性。但这种结构的电缆头主要有以下不足之处一是无电缆锥框，采用的是金属垫 压电缆钢丝的方式，一旦仪器遇卡，若想把电缆从电缆头中拉出，其用力的大小无法准 确计算数据，可能将电缆拉断；二是电缆头无主动释放装置，不能在不损伤电缆的前提 下实现电缆与井下仪器的分离。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于测井电缆和井下仪器快速连 接及分离的电缆头，本实用新型解决了当仪器遇卡时，电缆头无法拉出，导致电缆拉断 情况发生的技术问题。同时，本实用新型还能在不损伤电缆的前提下实现电缆与井下仪 器的快速分离。本实用新型是通过采用下述技术方案实现的—种用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，包括电加热单元，和 与电加热单元一端连接的仪器接口单元，其特征在于在所述电加热单元的另一端连接 有释放单元，所述释放单元包括保护弹簧、释放杆、防转剪切螺钉、钢球锁套、钢球、 密封接头、释放套、电缆锥套和打捞头，其中保护弹簧的下端固连在释放杆的螺旋 沟槽中，释放杆通过防转剪切螺钉与打捞头相连，释放杆通过钢球与释放套相连，释放 杆上设置有作为电缆通道的通孔，通孔的下端为锥形，通孔的尺寸与所用电缆锥套相匹 配，钢球设置在钢球锁套中，打捞头的尺寸与相应的打捞工具相匹配，打捞头的上端用 防转剪切螺钉与释放杆相连，下端母螺纹与密封接头相连。[0008]所述的保护弹簧为螺旋形。所述的释放杆外形为圆柱形。所述的钢球锁套外形为圆柱形。所述的密封接头外形为圆柱形，沿轴向有三个通孔，中心通孔中装有拉力杆， 其余两个孔用于安装接线插针。释放单元还包括有涨销，涨销的外形为圆柱形，在常态下用于释放套与拉力杆 的固连。所述的释放套外形为圆柱形，设置有轴向圆形通孔，通过钢球与释放杆相连。所述的打捞头外形为圆柱形，设置有轴向圆形通孔。所述电加热单元为现有技术，也可以采用如下结构电加热单元外形为圆柱 形，包含对开螺套、O形密封圈、合金外筒、合金、隔离体、轴套、定位键、线路骨 架、平衡泥浆通道、防转销、内六角螺钉、快速加热器、外壳、拉力杆；对开螺套外形 为圆柱形，是释放单元的密封接头与外壳间的连接装置；合金外筒为圆柱形，其轴向内 孔中装用合金，外圆周装有快速加热器；合金是本领域中的常用合金，装在合金外桶 内；隔离体装在合金与合金外筒之间；轴套外形为圆柱形，有轴向中心盲孔和两个用于 过线的轴向通孔，拉力杆的下端置于该盲孔中；定位键用螺钉固连在外壳上；泥浆平衡 通道是外壳上的两个圆形小孔；防转销是可防止拉力杆相对于轴套转动的圆柱形销钉， 快速加热器是本领域常用的加热器，外形为螺旋形；外壳的外形为圆柱形，有轴向圆形 通孔，上端通过对开螺套与释放单元的密封接头相连，下端公螺纹与仪器接口单元的护 帽相连；拉力杆外形为圆柱形，上端通过涨销与释放单元的释放套相连，中下段固熔在 合金中，下端置于轴套的中心盲孔内。所述的仪器接口单元为现有技术，也可以采用下述结构，其外形为圆柱形，包 含绝缘套、O形密封圈、护帽、单芯插针、导电弹簧；绝缘套外形为圆柱形，有轴向通 孔，该通孔用于安装导电弹簧和单芯插针，绝缘套安装在电加热单元的外壳的下端圆形 孔内；护帽外形为圆柱形，上端母螺纹与电加热单元的外壳相连。本技术方案中使用的O形密封拳、螺钉等均为标准件。与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在1、由于本实用新型采用在电加热单元的另一端连接有释放单元，所述释放单元 包括保护弹簧、释放杆、防转剪切螺钉、钢球锁套、钢球、密封接头、释放套、电缆锥 套和打捞头，这样的技术方案，既能实现电缆与生产测井仪器的快速连接，又能在必要 时，在不损伤电缆的前提下实现测井电缆与井下仪器的分离，解决了当仪器遇卡时，电 缆头无法拉出，导致电缆拉断情况发生的技术问题。2、本实用新型采用释放杆通过防转剪切螺钉与打捞头相连，可有效制止释放杆 的转动。3、本实用新型中，钢球锁套外形为圆柱形，在常态下可有效防止释放杆与释放 套的分离。4、本实用新型中，涨销外形为圆柱形，在常态下用于释放套与拉力杆的固连。
下面将结合说明书附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明，其 中图1为本实用新型的装配结构示意图图中标记1、保护弹簧，2、释放杆，3、防转剪切螺钉，4、钢球锁套，5、钢球，6、第一 O形密封圈，7、硅脂螺钉，8、密封接头，9、对开螺套，10、第二 O形密封圈，11、合 金外筒，12、合金，13、隔离套，14、轴套，15、第一定位键，16、第二定位键，17、线 路骨架，18、绝缘套，19、第三O形密封圈，20、护帽，21、单芯插针，22、导电弹簧， 23、平衡泥浆通道，24、防转销，25、内六角螺钉，26、快速加热器，27、外壳，28、拉 力杆，29、铜地线密封塞，30、涨销，31、释放套，32、电缆锥套，33、打捞头。
具体实施方式
实施例1本实用新型最佳实施方式如下图1包含释放单元、电加热单元、仪器接口单 元。释放单元外形为圆柱形，包含保护弹簧1、释放杆2、防转剪切螺钉3、钢球锁套 4、钢球5、O形密封圈6、硅脂螺钉7、密封接头8、铜地线密封塞29、涨销30、释放 套31、电缆锥套32、打捞头33;保护弹簧1为螺旋形，下端固连在释放杆2的螺旋沟槽 中；释放杆2外形为圆柱形，通过防转剪切螺钉3与打捞头相连33，通过钢球5与释放 套31相连，释放杆2加工有圆柱形通孔，该通孔用作电缆通道，通孔下端为锥形，其尺 寸与所用电缆锥套32相匹配；防转剪切螺钉3，可有效制止释放杆的转动；钢球锁套4 外形为圆柱形，在常态下可有效防止释放杆2与释放套31的分离；钢球5用于固连释放 杆2与释放套31 ；硅脂螺螺钉7可有效防止硅脂外溢；密封接头8外形为圆柱形，沿轴 向有三个通孔，中心通孔中装有拉力杆28，其余两个孔用于安装接线插针；涨销30外形 为圆柱形，在常态下用于释放套31与拉力杆28的固连；释放套31外形为圆柱形，有轴 向圆形通孔，通过钢球5与释放杆2相连；打捞头33外形为圆柱形，有轴向圆形通孔， 其尺寸与相应的打捞工具相匹配，打捞头33上端用防转剪切螺钉3与释放杆2相连，下 端母螺纹与密封接头8相连。电加热单元外形为圆柱形，包含对开螺套9、O形密封圈 10、合金外筒11、特种合金12、隔离体13、轴套14、定位键15、16、线路骨架17、平 衡泥浆通道23、防转销24、内六角螺钉25、快速加热器26、外壳27、拉力杆28 ；对开 螺套9外形为圆柱形，是释放单元的密封接头8与外壳27间的连接装置；合金外筒11为 圆柱形，其轴向内孔中装用特种合金12，外圆周装有快速加热器26;特种合金12是经自 己设计后从专业厂家定制的，具有熔点低、凝固快的特点，装在合金外筒11内；隔离体 13是一种合成材料，具有阻燃、隔热的功能，装在特种合金12与合金外筒13之间；轴 套14外形为圆柱形，有轴向中心盲孔和两个用于过线的轴向通孔，拉力杆28的下端置于 该盲孔中；定位键15用螺钉固连在外壳上，用于轴套14、线路骨架17的安装定位；泥 浆平衡通道23是外壳上的两个圆形小孔，可有效降低井筒内流体对外壳的挤压；防转销 24是圆柱形销钉，可防止拉力杆28相对于轴套14的转动；快速加热器26是经自己设计 后从专业厂家定制的，外形为螺旋形，具有加热快、可靠性高的特点；外壳27的外形为圆柱形，有轴向圆形通孔，上端通过对开螺套9与释放单元的密封接头8相连，下端公螺 纹与仪器接口单元的护帽20相连；拉力杆28外形为圆柱形，上端通过涨销30与释放单 元的释放套31相连，中下段固熔在特种合金12中，下端置于轴套14的中心盲孔内。仪 器接口单元外形为圆柱形，包含绝缘套18、O形密封圈19、护帽20、单芯插针21、导电 弹簧22;绝缘套18外形为圆柱形，有轴向通孔，该通孔用于安装导电弹簧22和单芯插 针21，绝缘套18安装在电加热单元的外壳27的下端圆形孔内；护帽20外形为圆柱形， 上端母螺纹与电加热单元的外壳27相连。RWCH-38电加热式单芯电缆可释电缆头出厂时其电加热单元、仪器接口单元等 均已按相关行业标准安装、调试完毕，使用者作好电缆锥套后把打捞帽与密封接头连上 即可。通过地面面板的控制，RWCH-38电加热式单芯电缆可释电缆头有“测井”和 “加热释放”两种工作模式；在“测井”模式下，该电缆头用于实现地面电缆与井下仪
器间的连接。当井下仪器遇卡时，若需要实现测井电缆与井下仪器的无损伤分离，可让 RWCH-38电加热式单芯电缆可释电缆头工作于“加热释放模式”，在地面向快速加热器 供电约8分钟后，特种合金熔化，此时用小于200公斤的力上提电缆，释放杆就会脱离释 放套，释放杆与电缆一起回收到地面。将井下的RWCH-38电加热式单芯电缆可释电缆 头回收到地面后，在“加热释放模式”下对特种合金加热约8分钟后，内推释放杆，释 放杆与释放套便可通过钢球实现固连，待特种合金凝固后该电缆头恢复到常态，可再次 利用。实施例2作为本实用新型另一较佳实施方式一种用于测井电缆和井下仪器快速连接及 分离的电缆头，包括电加热单元，和与电加热单元一端连接的仪器接口单元，在所述电 加热单元的另一端连接有释放单元，所述释放单元包括保护弹簧1、释放杆2、防转剪切 螺钉3、钢球锁套4、钢球5、密封接头8、释放套31、电缆锥套32和打捞头33，其中 保护弹簧1的下端固连在释放杆2的螺旋沟槽中，释放杆2通过防转剪切螺钉3与打捞 头33相连，释放杆2通过钢球5与释放套31相连，释放杆2上设置有作为电缆通道的通 孔，通孔的下端为锥形，通孔的尺寸与所用电缆锥套32相匹配，钢球5设置在钢球锁套 4中，打捞头33的尺寸与相应的打捞工具相匹配，打捞头33的上端用防转剪切螺钉3与 释放杆2相连，下端母螺纹与密封接头8相连。所述的保护弹簧1为螺旋形。所述的释 放杆2外形为圆柱形。所述的钢球锁套4外形为圆柱形。所述的密封接头8外形为圆柱 形，沿轴向有三个通孔，中心通孔中装有拉力杆28，其余两个孔用于安装接线插针。释 放单元还包括有涨销30，涨销30的外形为圆柱形，在常态下用于释放套31与拉力杆28 的固连。所述的释放套31外形为圆柱形，设置有轴向圆形通孔，通过钢球5与释放杆2 相连。所述的打捞头33外形为圆柱形，设置有轴向圆形通孔。所述电加热单元为现有 技术，也可以采用如下结构电加热单元外形为圆柱形，包含对开螺套9、O形密封圈、 合金外筒211、合金12、隔离体、轴套14、定位键、线路骨架17、平衡泥浆通道23、防 转销24、内六角螺钉25、快速加热器26、外壳27、拉力杆28 ；对开螺套9外形为圆柱 形，是释放单元的密封接头8与外壳27间的连接装置；合金外筒211为圆柱形，其轴向 内孔中装用合金12，外圆周装有快速加热器26;合金12是本领域中的常用合金12，装 在合金12外桶内；隔离体装在合金12与合金外筒211之间；轴套14外形为圆柱形，有轴向中心盲孔和两个用于过线的轴向通孔，拉力杆28的下端置于该盲孔中；定位键用螺 钉固连在外壳27上；泥浆平衡通道是外壳27上的两个圆形小孔；防转销24是可防止拉 力杆28相对于轴套14转动的圆柱形销钉，快速加热器26是本领域常用的加热器，外形 为螺旋形；外壳27的外形为圆柱形，有轴向圆形通孔，上端通过对开螺套9与释放单元 的密封接头8相连，下端公螺纹与仪器接口单元的护帽20相连；拉力杆28外形为圆柱 形，上端通过涨销30与释放单元的释放套31相连，中下段固熔在合金12中，下端置于 轴套14的中心盲孔内。所述的仪器接口单元为现有技术，也可以采用下述结构，其外形 为圆柱形，包含绝缘套18、O形密封圈、护帽20、单芯插针21、导电弹簧22;绝缘套 18外形为圆柱形，有轴向通孔，该通孔用于安装导电弹簧22和单芯插针21，绝缘套18 安装在电加热单元的外壳27的下端圆形孔内；护帽20外形为圆柱形，上端母螺纹与电加 热单元的外壳27相连。
权利要求1.一种用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，包括电加热单元，和与 电加热单元一端连接的仪器接口单元，其特征在于在所述电加热单元的另一端连接有 释放单元，所述释放单元包括保护弹簧(1)、释放杆(2)、防转剪切螺钉(3、)钢球锁套(4)、钢球(5)、密封接头(8)、释放套(31)、电缆锥套(32)和打捞头(33)，其中保 护弹簧(1)的下端固连在释放杆(2)的螺旋沟槽中，释放杆(2)通过防转剪切螺钉(3)与 打捞头(33)相连，释放杆(2)通过钢球(5)与释放套(31)相连，释放杆(2)上设置有作 为电缆通道的通孔，通孔的下端为锥形，通孔的尺寸与所用电缆锥套(32)相匹配，钢球(5)设置在钢球锁套(4)中，打捞头(33)的尺寸与相应的打捞工具相匹配，打捞头(33) 的上端用防转剪切螺钉(3)与释放杆(2)相连，下端母螺纹与密封接头8相连。
2.根据权利要求1所述的用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，其特征 在于所述的保护弹簧(1)为螺旋形。
3.根据权利要求1所述的用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，其特征 在于所述的释放杆(2)外形为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，其特征 在于所述的钢球锁套(4)外形为圆柱形。
5.根据权利要求1所述的用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，其特征 在于所述的密封接头(8)外形为圆柱形，沿轴向有三个通孔，中心通孔中装有拉力杆 (28)，其余两个孔用于安装接线插针。
6.根据权利要求1所述的用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，其特征 在于释放单元还包括有用于释放套(31)与拉力杆(28)的固连的涨销(30)，涨销(30) 的外形为圆柱形。
7.根据权利要求1所述的用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，其特征 在于所述的释放套(31)外形为圆柱形，设置有轴向圆形通孔，通过钢球(5)与释放杆 (2)相连。
8.根据权利要求1所述的用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，其特征 在于所述的打捞头(33)外形为圆柱形，设置有轴向圆形通孔。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测井电缆和井下仪器快速连接及分离的电缆头，涉及石油钻井中电缆接头技术领域，包括电加热单元，和与电加热单元一端连接的仪器接口单元，在所述电加热单元的另一端连接有释放单元，所述释放单元包括保护弹簧、释放杆、防转剪切螺钉、钢球锁套、钢球、密封接头、释放套、电缆锥套和打捞头，本实用新型解决了当仪器遇卡时，电缆头无法拉出，导致电缆拉断情况发生的技术问题。同时，本实用新型还能在不损伤电缆的前提下实现电缆与井下仪器的快速分离。
文档编号E21B47/00GK201802385SQ201020520270
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者尹国平, 沙玉琢, 熊伟, 陈小东, 陈雄 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司