一种测井马笼头电气释放装置及应用其的测井马笼头的制作方法

本实用新型涉及一种测井马笼头释放装置，特别涉及一种测井马笼头电气释放装置及应用该装置的测井马笼头。

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及应用该装置的测井马笼头，提高测井马笼头的释放稳定性和可靠性。

一种测井马笼头电气释放装置，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6d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，内侧与所述环形凹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固定连接在所述推力筒3上，下端借助所述第一绝缘座6e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。

所述一种测井马笼头电气释放装置，应用于油田测井马笼头，安装在所述油田测井马笼头的快速释放单元中，上端连接在所述连杆11上，下端安装在所述承压接头13上；在应用所述油田测井马笼头进行测井作业过程中，如果需要主动释放测井马龙头时，中断井下测井仪器供电后，向所述电热丝6d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气释放装置，还包括第二活塞总成7，用以控制所述第一活塞总成6中电加热电路的导通与中断；所述第二活塞总成7包括：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7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串联接入所述第一活塞总成6的电加热线路中；当加热熔化所述可熔融金属6c释放测井马龙头时，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，使所述第一活塞总成6的电加热线路连续导通，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，从而断开了所述第一活塞总成6中的电加热线路，停止对所述可熔融金属6c的加热。

再进一步，所述一种测井马笼头电气释放装置，还包括平衡杆12，用以对所述连杆座1与所述连杆11和所述承压接头13之间的连接起加固、对中和定位的作用；所述平衡杆12为变径圆杆状结构，一端设有外螺纹，用以与所述承压接头13对中固定连接，另一端沿中心轴线穿过所述连杆座1并延伸到所述连杆11中，对所述连杆座1与所述连杆11之间的连接起到对中定位和进一步强化的作用。

同时，优选在所述限位环8的侧面设置圆筒形护板，约束所述弹簧5在工作过程中的径向变形，提高所述弹簧5的弹性释放效率。

本实用新型的有益效果是：该测井马笼头连杆座采用卡爪卡接方式与连杆连接，强度可靠，效果稳定，包含有可熔融金属的第一活塞总成采用承力中心轴线旁侧连接结构，使其只承受弹簧施予的工作弹力，因此对可熔融金属的承力强度要求较低，断面尺寸要求较小，可有效减小熔融释放耗电功率，缩短熔融时间，提高工作效率，特别是设置了第二活塞总成，对第一活塞总成的熔融通电时序进行有效的控制，进一步减少电力消耗，节约能源，提高测井马笼头的释放稳定性和可靠性。

附图说明

图1、测井马笼头电气释放装置装配结构简图。

图2、卡爪断面形状示意图。

图3、测井马笼头电气释放装置释放状态结构简图。

图4、实施例2中一种测井马笼头电气释放装置局部装配图之一。

图5、实施例2中一种测井马笼头电气释放装置局部装配图之二。

图6、图5中x-x截面剖视图。

图7、实施例2中一种测井马笼头电气释放装置局部装配图之三。

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。

实施例1

一种测井马笼头电气释放装置，如图1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7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6d和可熔融金属6c，所述第二活塞总成7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，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串联接入所述第一活塞总成6的电加热线路中。

其中，所述卡爪2呈圆弧片状，如图2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1和图2所示，所述圆筒形组合体内侧自然与所述环形凹槽之间形成了配合间隙；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6e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7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。

在应用所述一种油田测井马笼头进行测井作业过程中，当需要主动释放测井马龙头时，中断井下测井仪器供电后，向所述电热丝6d的两端通电加热，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，如图3所示，随着所述可熔融金属6c的不断熔化，受所述弹簧5弹性力作用，所述推力筒3自身将相对所述连杆11和卡爪2并带动所述第一活塞杆6b和所述第二活塞杆7b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，将使6个所述卡爪2上的所述上排凸缘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；同时，当所述可熔融金属6c完全熔化，所述第一活塞杆6b下行至所述第一活塞套6a底部时，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，使所述导电活塞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，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，从而即时停止所述第一活塞总成6中的电加热电路的供电，减少电力能源的不必要浪费。

实施例2

应用实施例1所述的电气释放装置的一种具有双重释放功能的测井马笼头，即机械释放功能和电器释放功能，如图4、图5和图7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、所述电气释放装置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组成。

其中：所述钢球连接装置20，包括有释放接头21、钢球接头24、钢球22和钢球锁套23，所述机械弱点装置30包括有弱点拉力棒31，所述电气释放装置40，包括有连杆座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7，所述接口接头50中设置有模块电路51。

所述一种具有双重释放功能的测井马笼头，如图4和图5所示，通过所述鱼雷接头10与所述释放接头21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，通过所述钢球接头24与所述弱点拉力棒31螺纹连接，将所述钢球连接装置20与所述机械弱点装置30连接起来，通过所述弱点拉力棒31与所述连杆11的螺纹连接，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，如图5所示，所述连杆座1与所述承压接头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。

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，如过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，这就要求所述电气释放装置40具有高于所述弱点拉力棒31的弱点强度；如图5和图6所述，由于所述电气释放装置40的释放控制点，即所述第一活塞总成6，采用的是承力中心轴线旁侧连接结构，不需要承载测井仪器的重量以及电缆施加的拉力，而所述测井仪器的重量以及电缆施加的拉力则是由所述卡爪2卡接所述连杆11和所述连杆座1的连接机构承载，因此，连接处的弱点强度完全能够满足机械释放功能的要求，不会导致因所述电气释放装置40弱点强度不足而导致测井操作事故的发生。

当处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，中断井下测井仪器供电后，向所述第一活塞总成6提供电力，加热所述第一活塞总成6中的可熔融金属6c使其熔化，此时，所述第二活塞总成7与所述第一活塞总成6配合动作，当所述可熔融金属6c完全熔化后即时控制切断所述第一活塞总成6的加热供电线路，停止对所述第一活塞总成6提供不必要的的电力，减少电力能源的浪费；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。