一种可熔断单芯电缆释放装置在电缆技术领域应用

唐文强 王坤

摘要:现有的可熔断单芯电缆释放系统设置有机械弱点，缺点是新旧电缆其钢丝的拉断值不一致，因此拉断钢丝的力值只能根据经验控制，精度不好控制；同时固定钢丝的鱼雷一旦拉脱后必须更换，成本比较高；可熔断单芯电缆释放装置采用电气弱点，熔断电路在仪器串不工作的情况下起作用，熔断、释放电缆只需30KG的拉力即可保证电缆脱出，并且不会导致电子雷管的误爆，比传统的机械弱点拉断更加经济实惠。

关键词:可熔断单芯电缆；装置

1技术背景现状

在射孔作业过程中，可熔断单芯电缆释放系统可作为普通马笼头完成射孔作业；一旦测井仪器被卡住，或者根据射孔需要，必须释放射孔工具串时；切断射孔工具串的供电电源，由地面供电面板或者用可释放马龙头专用的地面控制盒给可释放装置提供特定的电压，并且该电压不会影响射孔工具串的电路部分，加热装置将在60S以内将熔断保护器熔断，从而实现马笼头与射孔仪器串的分离。

现有的可熔断单芯电缆释放系统设置有机械弱点，在正常测井施工中，需要将电缆的外层钢丝固定在鱼雷上圆周均匀分布的18个孔内，每根钢丝的拉力值一定，在鱼雷上固定多少根钢丝，就可设置多大的拉力值，该钢丝固定的多少由井况及井深决定，一旦仪器遇卡，可通过上提电缆将鱼雷上固定的所有钢丝拉断，即可实现机械弱点释放。其缺点是：新旧电缆其钢丝的拉断值不一致，因此拉断钢丝的力值只能根据经验控制，精度不好控制；同时固定钢丝的鱼雷一旦拉脱后必须更换，成本比较高。

2可熔断单芯电缆释放装置基本原理

可熔断单芯电缆释放装置，包括制动杆，制动杆的一端外侧套有记忆性材料制成的锁紧钩，锁紧钩的端部设置有垫片；制动杆的另一端套有上壳体，且上壳体的一端覆盖在锁紧钩上，上壳体的另一端通过螺纹结构连接有下壳体，其中下壳体内部设置有绝缘四分筒，绝缘四分筒的外部套有加热器，绝缘四分筒与加热器之间设置有熔断保护器，绝缘四分筒的一端与制动杆连接，且绝缘四分筒与制动杆连接处的外侧套有第二缓冲垫；其中绝缘四分筒的另一端连接有绝缘块，绝缘块与用于与连接轴连接的连接件之间设置有碟簧，其中连接件与下壳体之间设置有高压密封针；其中高压密封针的一端插入第二缓冲垫内，高压密封针的另一端伸出下壳体之外。该装置采用电气弱点，熔断电路在仪器串不工作的情况下起作用，熔断、释放电缆只需30KG的拉力即可保证电缆脱出，并且不会导致电子雷管的误爆，比传统的机械弱点拉断更加经济实惠。

3可熔断单芯电缆释放装置特点

3.1碟簧与绝缘块之间设置有第四缓冲垫；

3.2上壳体的端部与锁紧钩之间设置有第一缓冲垫；

3.3锁紧钩的端部与上壳体的连接处设置有弹簧，其中弹簧设置在制动杆与上壳体之间，且弹簧与锁紧钩的端部接触；

3.4锁紧钩为65Mn、TC4、50CrVA或QBe2材料制成；

3.5垫片外套有档圈；

3.6加热器与第二缓冲垫之间设置有第三缓冲垫。

4与传统技术相比较的优势

4.1该方法通过下壳体及其内部的绝缘四分筒将制动杆与连接轴连接，并且四分筒的外部套有熔断保护器和加热器，加热器通过将热将熔断保护器熔断，此时四分筒散开，从而使得四分筒与制动杆处于待分离状态，因此通过施加很小的力即可将锁紧钩拉脱，达到分离电缆的目的，并且通过试验施加的力不大于30KG即能够把保证电缆脱出，并且不会导致电子雷管的误爆，比传统的机械弱点拉断更加经济实惠。

4.2通过碟簧和第四缓冲垫的配合，能够保证该装置中绝缘四分筒与连接件连接部位在承受横向方位的剧烈震动后仍然能够正常工作。

4.3第一缓冲垫能够保证锁紧钩端部与上壳体的连接处能够承受横向的震动；蛋黄能够保证上壳体的端部与锁紧钩的连接处能够承受横向或纵向的震动。

4.4锁紧钩采用65Mn、TC4、50CrVA或QBe2记忆性材料制成，在其受到外力时会发生形变，但是外力消失后，锁紧钩会恢复到原本的形态，提高了本装置的使用寿命。

4.5加热器及其外部套设的第三缓冲垫和第二缓冲垫能够保证加热器及其内部的绝缘四分筒承受横向或纵向的剧烈震动。

5具体构造

图1为结构示意图；

图2为缓冲部件的分布示意图。

图中：1为挡圈；2为上壳体；3为制动杆；4为弹簧；5为第二缓冲垫；6为绝缘四分筒；7为下壳体；8为碟簧；9为高压密封针；10为第四缓冲垫；11为绝缘块；12为加热器；13为第三缓冲垫；14为锁紧钩；15为垫片；16为第一缓冲垫；17为连接件。

6具体使用方法

本装置提供了一种可熔断单芯电缆释放装置，如图1所示，包括锁紧钩段、上壳体段和下壳体端；其中锁紧钩段包括锁紧钩14，锁紧钩14内部设置有制动杆3，制动杆3的一端插入锁紧钩14中，且锁紧钩14的一端设置有垫片15，垫片15外套有垫圈1；上壳体段包括上壳体2，上壳体2的一端套在锁紧钩14的另一端外侧，且制动杆3插入上壳体2内，且上壳体2的端部与锁紧钩14之间设置有第一缓冲垫16，第一缓冲垫16用于缓冲上壳体与锁紧钩之间的震动；锁紧钩14的端部和上壳体2之间设置有弹簧4，弹簧4设置在上壳体2与制动杆3之间，且弹簧4与锁紧钩14的端部接触；下壳体段包括下壳体7，下壳体7通过螺纹结构与上壳体2连接，且下壳体7设置在上壳体2的内侧，下壳体7的内侧设置有第二缓冲垫5，第二缓冲垫5，第二缓冲垫5内部包裹有加热器12，加热器12内部设置有绝缘四分筒6，且绝缘四分筒6与加热器12之间设置有熔断保护层；其中绝缘四分筒6还与绝缘块11连接，绝缘块11与第四绝缘垫10连接，第四绝缘垫10通过碟簧8与连接件17连接，连接件17用于将本发明装置与连接轴连接；且连接件17伸出下壳体外侧，连接件17与下壳体7之间设置有高圧密封针9，高压密封针9的一端插入第二缓冲垫5中，高压密封针9的另一端伸出下壳体7的外部。

在射孔作业过程中，使用本装置作为普通马笼头完成射孔作业，在测井仪器遇卡或者根据射孔的需求，必须释放射孔工具串时，切断射孔工具串的供电电源，然后通过底面供电面板或其他底面控制盒提供给本装置一定电压，加热器12能够在60s内将熔断保护器熔断，然后绝缘四分筒6散开，并且在弹簧4的作用下制动杆3向右弹起，从而将锁紧钩14释放，此时需要小于30KG的力即可将锁紧钩拉脱，从而保证了电缆的脱出。

7结论

该可熔断单芯电缆释放装置包括制动杆，制动杆的一端外侧套有记忆性材料制成的锁紧钩，锁紧钩的端部设置有垫片；制动杆的另一端套有上壳体，且上壳体的一端覆盖在锁紧钩上，上壳体的另一端通过螺纹结构连接有下壳体，其中下壳体内部设置有绝缘四分筒，绝缘四分筒的外部套有加热器，绝缘四分筒与加热器之间设置有熔断保护器，绝缘四分筒的一端与制动杆连接，且绝缘四分筒与制动杆连接处的外侧套有第二缓冲垫。该装置采用电气弱点，熔断电路在仪器串不工作的情况下起作用，熔断、释放电缆只需30KG的拉力即可保证电缆脱出，并且不会导致电子雷管的误爆，比传统的机械弱点拉断更加经济实惠。目前已申请国家专利，效果良好，可以在行业内广泛推广。