可释放马笼头的研制

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1、罗学东1,2(1.中国石油大学(华东)地球资源与信息学院山东东营)(2.中国石油集团测井有限公司华北事业部河北任丘)摘要:常规马笼头虽然在技术上已经比较成熟,但是由于设计上采用了小额定值的拉力棒结构,大大限制了处于遇卡临界状态下测井绞车电缆施加给测井仪器的张力。结合国内外同类产品特点和国内现有材料,研制出了国产可释放马笼头。文章介绍了该马笼头的组成、功能、性能参数和工作原理,并对研究的关键技术进行了阐述。通过各种基础性的试验,证明了其可靠性和稳定性。关键词:可释放马笼头;组成;工作原理;关键技术;性能试验中

2、图法分类号:P631.8+1文献标识码:B文章编号:100429134(2009)0420020202了跟踪国外测井先进技术,进一步提高我国测井工艺装备的整体水平,结合国内外已有仪器特点和现有可利用材料,我们对可释放马笼头进行了研制。引言0马笼头是连接测井绞车电缆和测井仪器的一种电缆连接器,目前服务于现场的绝大多数是纯机械结构带有拉断弱点(即拉力棒)的常规马笼头。虽然技术已经比较成熟,但在使用中的一些缺点是无法克服的,主要表现在以下两方面:(1)根据需要,常规马笼头内部通常装有额定值较小的拉力棒。当井下仪器

3、处于遇卡的临界状态时(注:结构指标11.1组成及功能一套可释放马笼头由地面专用供电测量面板和井下可释放马笼头两部分组成。(1)地面专用供电测量面板其功能包括:①给加热器提供400VDC工作电压;②测量并显示加热器的温度,给张力测量电路提供40VDC工作电压;③测量并显示缆头张力;④给井下提供继电器换挡电压180VDC。(2)井下可释放马笼头井下可释放马笼头的主要功能有:①测井仪器连接;②通过继电器组合分配缆芯完成多种功能;③释放电缆;④缆头张力测量;⑤内部加热器温度测量。设常规马笼头所用拉力棒的额定值为T1

4、,仪器解卡张力为F,可释放马笼头所用拉力棒的额定值为T2,本文中的临界状态指T1

5、的测井电缆造成一定的损伤,使其使用寿命降低进而带来安全隐患;二是可能会出现将电缆拉断的意外事故,这会给打捞作业带来很大的麻烦,同时电缆报废也会造成很大的经济损失。目前美国Halliburton公司研究出了ReleasableWirelineCableHeadTool3,国内少数厂家也先后展开了一系列的研究。与国际著名测井公司相比,我国测井技术的差距主要体现在测井装备方面4。因此,为工作原理正常测井施工过程中,可释放马笼头和常规马笼2第一作者简介:罗学东,男,1975年生,工程师,1998年毕业于大庆石油学院

6、机械设计及制造专业,中国石油大学(华东)地球资源与信息学院在读工程硕士。目前在中国石油集团测井有限公司华北事业部从事仪器研究工作。邮编:062552性能试验4张力和缆头张力均增大而仍无法顺利上提仪器,即确认井下仪器已经被完全卡死的时候,就可将地面专用供电测量面板和仪器连通,操作档位由“测井”转置为“释放”(两种状态相对独立),此时井下可释放马笼头接收到“释放”指令。当地面系统开始供以足够的电流时,加热器部分便开始工作,使特殊合金在短时间内熔化,熔化过程中,机械部位向上发生一定位移,当原有的约束失效之后,即完

7、成电缆释放。试验1目的:检测高温状态下仪器的稳定性和可靠性。试验变化过程见表1。此时仪器处于自由垂直悬挂状态,试验过程中将温度维持在185℃左右大约半个小时,以确定马笼头高温下的稳定性能。表1试验1过程变化表时间温度/℃备注9:5510:1310:1710:25185177185194恒温温度下降到177℃后开始升温继续升温关键技术33.1释放系统释放系统包括加热器部分和执行机构。井下可释放马笼头部分结构示意图如图1所示。距离增加(开始释放)释放10:3020010:34210结论:仪器高温下性能稳定,释放

8、功能正常,符合设计要求。试验2目的:温漂测试,观察温度变化。试验变化过程见表2。试验过程中温度维持在图1井下可释放马笼头部分结构示意图加热器部分是可释放马龙头的关键部位,加热器要求在短时间内熔化特殊合金(决定仪器性能的关键部件之一)以便达到释放的目的,这就要求加热器的功率很大。由于仪器内部安装空间所限,其体积又要很小,因此在研制过程中经过反复试验和理论计算,才得以最终确定。加热器的外壳和电热丝选用特殊材料制成,同