CN112041536A - 用于井下装置的模块化机电组件 - Google Patents

Abstract

一种用于井下装置的电动释放装置，包括设置在井下装置的引导件内的一个或多个卡爪。一个或多个卡爪可在引导件内相对于电动释放装置的中心轴线在径向上移动，使得一个或多个卡爪可在接合位置和脱离位置之间移动。电动释放装置还包括可绕中心轴线旋转的凸轮，使得凸轮可在锁定位置和解锁位置之间移动。当凸轮处于锁定位置时，凸轮会阻止一个或多个卡爪移动到脱离位置。电动释放装置还可包括电子设备板。电子设备板可以附接到使凸轮在锁定位置和解锁位置之间旋转的马达。

Description

用于井下装置的模块化机电组件

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2018年2月19日提交的美国申请序列号15/898,675的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

本公开涉及用于井下装置的电动释放装置的模块化组装的系统和方法。

本部分旨在向读者介绍可能与本技术的各个方面有关的本领域的各个方面，下面将对此进行描述和/或要求保护。认为该讨论有助于向读者提供背景信息以促进对本公开的各个方面的更好理解。因此，应该理解的是，应当从这种角度来阅读这些陈述，而不是作为任何形式的承认。

从钻入地质地层的井眼生产烃是一项非常复杂的工作。在许多情况下，与烃勘探和生产有关的决策可以通过来自井下测井工具的测量结果来告知，这些测井工具被传送到井眼深处。该测量结果可用于推断井眼周围的地质地层的特性和特征。因此，当研究井眼以确定井眼内的流体、井眼内的气体或井眼本身的物理状况时，可能期望将具有相关测量工具和/或传感器的井下装置放置在井眼内。

电缆可用于在井眼的套管内升高或降低井下装置。在某些情况下，套管内的障碍物可能阻止井下装置沿套管的某些部分移动。例如，当井下装置被布置在井眼内时，地质地层可以使套管的一部分收缩(例如，由于施加到套管的外部压力)，使得电缆不能使井下装置移动通过该收缩部。在某些情况下，当试图迫使井下装置穿过收缩部时，电缆可能会断裂。不幸的是，当断裂的电缆布置在井眼内时，很难回收井下装置。另外，更换断裂的电缆可能是昂贵且费时的。

在某些情况下，井下装置包括与机电或电部件结合操作的一系列机械部件。井下装置的电气部件可能更换起来困难且耗时。因此，在维修技术人员检查或更换井下装置的电气部件时，井下装置可能在相当长的一段时间内不能操作。

发明内容

下面阐述本文公开的某些实施例的概述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些某些实施例的简要概述，并且这些方面无意于限制本公开的范围。实际上，本公开内容可以包括以下可能未阐述的多个方面。

在一个示例中，用于井下装置的电动释放装置包括设置在井下装置的引导件内的一个或多个卡爪。一个或多个卡爪可在引导件内相对于电动释放装置的中心轴线在径向上移动，使得一个或多个卡爪可在接合位置和脱离位置之间移动。电动释放装置还包括可绕中心轴线旋转的凸轮，使得凸轮可在锁定位置和解锁位置之间移动。当凸轮处于锁定位置时，凸轮可能会阻止一个或多个卡爪移动到脱离位置。电动释放装置还包括电子设备板。电子设备板可以包括使凸轮在锁定位置和解锁位置之间旋转的马达。

在另一示例中，一种方法包括经由马达旋转电动释放装置的凸轮齿轮。电动释放装置可以设置在井下装置的壳体内。凸轮齿轮可以联接到凸轮，该凸轮可以在锁定位置和解锁位置之间旋转。该方法还包括经由压力释放阀抵消电动释放装置的内部区域与周围环境之间的压力差。压力释放阀可以包括在打开位置和关闭位置之间移动的密封销。当密封销处于打开位置时，密封销可以使流体流过压力释放阀，而当密封销处于关闭位置时，可以阻止流体流经压力释放阀。该方法还包括经由绳索套组件移动一个或多个卡爪。一个或多个卡爪可以在接合位置和脱离位置之间移动。当一个或多个卡爪处于接合位置时，一个或多个卡爪可将绳索套(socket)组件联接至井下装置。当一个或多个卡爪处于脱离位置时，绳索套组件可从井下装置脱开。

在另一个示例中，电动释放装置的壳体可以包括围绕壳体的轴向中心线同心地布置的凸轮。凸轮可绕轴向中心线旋转并在锁定位置和解锁位置之间移动。传动轴可旋转地联接至凸轮的凸轮齿轮，并使凸轮齿轮在锁定位置和解锁位置之间旋转。壳体可以包括一个或多个卡爪，其设置在壳体的引导件中，该卡爪相对于轴向中心线在接合位置和脱离位置之间径向移动。当凸轮处于锁定位置时，一个或多个卡爪可设置在接合位置。该外壳还包括电子设备板，该电子设备板包括多个联接器，这些联接器使电子设备板可移除地联接到壳体上。多个联接器可以包括电阻温度检测器联接器，该电阻温度检测器联接器将电阻温度检测器流体联接到井下装置的周围环境。多个联接器还可包括导线联接器，其联接电子设备板与壳体之间的一个或多个电连接件。多个联接器还可包括驱动轴联接器，该驱动轴联接器将传动轴联接到设置在电子设备板上的马达。

可以相对于本公开的各个方面对上述特征进行各种改进。在这些各个方面中也可以并入其他特征。这些改进和附加特征可以单独存在或以任何组合存在。例如，以下关于一个或多个所示实施例讨论的各种特征可以单独地或以任何组合结合到本公开的任何上述方面中。上面呈现的简要概述旨在使读者熟悉本公开的实施例的某些方面和上下文，而不限于所要求保护的主题。

附图说明

通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，在附图中：

图1是根据本公开的实施例的可沿沿井眼的长度获得数据测量结果的井眼测井系统和井下装置的示意图；

图2是根据本公开的实施例的图1的井下装置和绳索套组件的前视图；

图3是根据本公开的实施例的图2的井下装置的前视图，其中，井下装置与绳索套组件脱开；

图4是根据本公开的实施例的图2的井下装置的横截面视图，该井下装置包括电动释放装置；

图5是根据本公开实施例的图4的电动释放装置的横截面视图，其示出了处于锁定位置的凸轮；

图6是根据本公开实施例的图4的电动释放装置的横截面视图，其示出了处于解锁位置的凸轮；

图7是根据本公开的实施例的图4的电动释放装置的横截面视图，其示出了处于接合位置的卡爪(dog)；

图8是根据本公开的实施例的图4的电动释放装置的横截面视图，其示出了处于脱离位置的卡爪；

图9是根据本公开的实施例的可用于操作图4的电动释放装置的方法的实施例；

图10是根据本公开的实施例的图2的井下装置的实施例的透视图，其示出了可移除的压力释放阀；

图11是根据本公开的实施例的图5的凸轮的实施例的透视图，其示出了锁定指示器；

图12是根据本公开的实施例的图10的井下装置的实施例的侧视图；

图13是根据本公开的实施例的可联接至图2的井下装置的电子设备壳体的横截面视图；

图14是根据本公开的实施例的图13的电子设备壳体的横截面视图，其示出了可将电子设备板联接到电子设备壳体的螺栓；

图15是根据本公开的实施例的图14的电子设备壳体和电子设备板的示意图；

图16是根据本公开的实施例的图15的电子设备板的透视图；

图17是根据本公开的实施例的图13的电子设备壳体的沿线17-17截取的特写横截面视图；

图18是根据本公开的实施例的图13的电子设备壳体的沿线18-18截取的特写横截面视图；

图19是根据本公开的实施例的图13的电子设备壳体的沿线19-19截取的特写横截面视图；和

图20是根据本公开的实施例的将电子设备板联接到图15的电子设备壳体的方法的实施例。

具体实施方式

以下将描述本公开的一个或多个具体实施例。这些描述的实施例仅仅是当前公开的技术的示例。另外，为了提供对这些实施例的简要描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，都必须做出许多特定于实施方式的决策，以实现开发人员的特定目标，例如遵守与系统相关和与业务相关的约束，这可能因实施方式而异。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言，这仍将是设计、制作和制造的例行工作。

当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”，“一个”和“该”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”，“包含”和“具有”旨在是包括性的，并且意味着除所列元件之外，可能还有其他元件。另外，应当理解，对本公开的“一个实施例”或“一实施例”的引用不旨在被解释为排除也包含所述特征的其他实施例的存在。

可以使用缠绕或解绕在滚筒上的电缆将井下装置输送通过井眼。在某些情况下，套管可以被布置在井眼内，使得套管可以使井下装置免受周围的地质地层的影响。井下装置可用于研究套管和/或井眼内的流体或气体的物理特性。在某些情况下，由于设置在套管内的障碍物，井下装置可能会卡在套管内。例如，来自地质地层的外部压力可以使套管的一部分收缩，从而阻止井下装置移动通过套管的收缩部分。

为了在这种情况下便于取回井下装置，可以将电动释放装置集成在井下装置内并且用于从电缆上脱开井下装置。例如，如果井下装置被卡在套管内，则电动释放装置可以使电缆从井下装置分离，从而可以从井眼取回电缆。随后可以使用指定的回收工具从井眼取回井下装置。

井下装置可以包括机械部件(例如，电动释放装置)的阵列以及机电部件和/或电气部件(例如，用于操作电动释放装置的控制器、温度传感器、位置传感器)的阵列。在某些情况下，机电部件和/或电气部件可能难以与机械部件分离。因此，对于操作员(例如，维修技术人员)而言，维护和/或更换井下装置的某些部件可能是耗时的。例如，操作员可以移除大部分的机械部件，以便接近井下装置的机电部件和/或电气部件。本公开的系统和方法允许快速移除和/或更换井下装置的机电部件和电气部件。

考虑到这一点，图1示出了可以采用本公开的系统和方法的测井系统10。测井系统10可用于经由井眼16通过地质地层14输送井下装置12或假重(dummy weight)。在一些实施例中，套管17可设置在井眼16内，使得井下装置12可以横穿套管17内的井眼16。井下装置12可以经由测井绞车系统20在电缆18上输送。尽管测井绞车系统20在图1中示意性地示出为由卡车承载的移动测井绞车系统，但是测井绞车系统20可以是基本上固定的(例如，基本上是永久的或模块化的长期装置)。可以使用适合于测井的任何电缆18。电缆18可在滚筒22上缠绕或解绕，并且辅助电源24可向测井绞车系统20和/或井下装置12提供能量。

井下装置12可以经由任何合适的遥测(例如，经由穿过地质地层14脉冲的电信号或光信号或经由泥浆脉冲遥测)将测井测量结果26提供给数据处理系统28。数据处理系统28可以处理测井测量结果。测井测量结果26可以指示井眼16的某些性质(例如，压力、温度、应变、振动或其他)，其以其他方式操作人员可能无法辨别。

为此，数据处理系统28因此可以是可用于执行本公开的系统和方法的任何电子数据处理系统。例如，数据处理系统28可以包括处理器30，其可以执行存储在存储器32和/或存储装置34中的指令。因此，数据处理系统28的存储器32和/或存储装置34可以是任何合适的可以存储指令的制造品。存储器32和/或存储装置34可以是ROM存储器、随机存取存储器(RAM)、闪存、光存储介质或硬盘驱动器，仅举几个示例。显示器36可以是任何合适的电子显示器，它可以利用测井测量结果26提供可视化、测井或其他地质地层14或井眼16中的性质指示。

图2是井下装置12的前视图。为了便于讨论，可以参考纵轴或方向42，竖直轴或方向44和横向轴或方向46描述井下装置12及其部件。井下装置12的轴向中心线48平行于竖直方向44延伸。如本文中更详细地描述的，井下装置12可包括上部壳体50和电子设备壳体54，其可移除地联接到绳索套组件56。在一些实施例中，井下装置12可包括更多或更少的部件。例如，辅助工具58可以经由螺纹62联接到井下装置12的下端部60，使得辅助工具58可以用于向数据处理系统28提供附加的测井测量结果26。电缆18的下端部64可以通过压接(例如，压配合)、紧固件(例如，螺栓、夹具)、粘合剂(例如，焊接)或任何其他合适的方法固定地联接到绳索套组件56。因此，绳索套组件56可以通过在滚筒22上缠绕或解绕电缆18来使井下装置12能够沿着井眼16传送。

图3示出了井下装置12的前视图，其中绳索套组件56从井下装置12脱开。在一些实施例中，井下装置12可以包括轴向腔室66(例如，圆柱形内部区域)，其围绕轴向中心线48同心设置。绳索套组件56的外径68可以小于轴向腔室66的内径70。因此，绳索套组件56可以滑入(例如沿着方向72)或滑出(例如沿着方向44)井下装置12。绳索套组件56可包括应变计74，该应变计联接到绳索套组件56的下端部75。在本文中更详细地描述的，井下装置12可以包括集成的电动释放装置，其可以可移除地联接应变仪74，并且由此绳索套组件56，到井下装置12。例如，电动释放装置可以与应变仪74的连接区域76接合，因此，能够使绳索套组件56和井下装置12作为单个单元被输送通过井眼16(如图1所示)。虽然在本文公开的实施例中将电动释放装置描述为联接到应变仪74，但是应当注意到，电动释放装置可以代替应变仪74联接到任何合适的适配器。例如，钢适配器可以联接到绳索套组件56的下端部75而不是应变仪74。因此，电动释放装置可以通过与钢适配器的连接区域接合而将绳索套组件56联接到井下装置12。

如上所述，在测井系统10的某些操作条件下，井下装置12可能卡在套管17内(例如，基本上限制运动)。例如，来自地质地层14的外部压力可能当井下装置12设置在井眼16内时，收缩套管17的一部分，使得电缆18不能够将井下装置12取回到井眼16的表面。在一些实施例中，操作员(例如，操作人员、处理器)可以通过测量电缆18上的张力来确定井下装置12是否被卡住。例如，如果在滚筒22缠绕电缆18时限制了井下装置12的运动，则电缆18上的张力可能会显著增加。因为通过与应变仪74接合，电动释放装置将井下装置12联接到绳索套组件56，所以应变仪74可用于测量电缆18上的张力。在其他实施例中，可以经由设置在井眼16的表面附近的传感器来测量电缆18上的张力。例如，可以测量和分析缠绕滚筒22所需的扭矩，以确定井下装置12是否可以被卡在井眼16内。

如果滚筒22不能够从井眼16取回井下装置12，则电动释放装置可用于从井下装置12脱开绳索套组件56。在某些实施例中，电动释放装置可与应变计74的连接区域76脱离，使得电缆18和绳索套组件56可独立于井下装置12移动。因此，电缆18和绳索套组件56可从井眼16取回。在一些实施例中，绳索套组件56的外径68可以基本上小于井下装置12的外径78。这样，即使禁止井下装置12越过该限制，绳索套组件56也可以越过套管17内的限制。

在一些实施例中，在已经取回电缆18和绳索套组件56之后，回收工具可以下降到井眼16中，使得回收工具可以将井下装置12从井眼16内的障碍物释放。该回收工具可以被联接到高抗拉强度的回收电缆，该电缆可以比用于引导井下装置12通过井眼16的电缆18能够承受更大的张力，从而施加更大的力。因此，回收工具可以施加足以从障碍物中释放井下装置12的力，使得可以从井眼16取回井下装置12。

出于上述考虑，图4示出了电动释放装置90的横截面视图。如上所述，电动释放装置90可以集成在井下装置12内，并将井下装置12联接到绳索套组件56的应变仪74。电动释放装置90可以包括一个或多个与应变仪74的连接区域76接合的卡爪92。如本文中更详细地描述的，卡爪92可以绕轴向中心线48径向地滑动，从而使卡爪92可与连接区域76接合或脱离。在所示的实施例中，卡爪92处于接合位置94，其中卡爪92沿径向向内移动(例如，朝向轴向中心线48)。因此，卡爪92的外轮廓95与应变仪74的连接区域76接合，使得应变仪74被阻止相对于井下装置12的轴向运动(例如，沿着竖直方向44的运动)。相反，通过径向向外移动将卡爪92移动到脱离位置，使得卡爪92可与连接区域76脱离并且使应变仪74能够相对于井下装置12沿着竖直方向44移动。

卡爪92可以设置在引导件96内，这使得卡爪92能够绕轴向中心线48径向地滑动。在一些实施例中，引导件96固定地联接到井下装置12(例如，电子设备壳体54)，使得阻止引导件96以及由此卡爪92绕轴向中心线48旋转。凸轮98可以绕引导件96设置。凸轮98可以绕轴向中心线48旋转，因此使得凸轮98能够相对于设置在引导件96内的卡爪92旋转。如本文中更详细地描述的，当卡爪92处于接合位置时，凸轮98可以阻止卡爪92的径向运动。相反，凸轮98可以使卡爪92能够径向移动，使得卡爪92可以移动到脱离位置。

在一些实施例中，凸轮齿轮100可以联接到凸轮98的一部分(例如，内圆周)。在其他实施例中，凸轮齿轮100可以与凸轮98成一体，使得凸轮齿轮100和凸轮98可以是单件部件。凸轮齿轮100可以促进凸轮98围绕轴向中心线48的旋转运动。例如，可以使用马达102(例如，DC无刷马达)来旋转凸轮齿轮100，并且因此旋转凸轮98。马达102可包括与凸轮装置100接合的传动轴104，使得马达102的旋转运动引起凸轮齿轮100以及因此凸轮98的旋转运动。如本文中更详细地描述的，马达102可以由电子设备板108控制，该电子设备板可以通信地联接到数据处理系统28或可以操作电子设备板108的任何合适的系统。

例如，操作员(例如，操作人员)可以从井眼16的表面控制马达102，以使操作员可以接合或脱离电动释放装置90的卡爪92。因此，操作员可以从井下装置12上脱开电缆18和绳索套组件56(例如，当井下装置12被卡在井眼16内时)。在某些实施例中，处理器(例如，处理器30)可以基本上自动确定何时在接合位置94和脱离位置之间移动卡爪92。例如，处理器可以监视测井系统10的某些参数(例如，由滚筒22施加的扭矩、电缆18中的张力)，并且当参数超过阈值值时将卡爪92移动到脱离位置。处理器可以位于井眼16的表面附近，例如数据处理系统28的处理器30，或者可以集成在井下装置12的电子设备板108内。在任何情况下，卡爪92在接合位置94和脱离位置之间的运动可以分别从绳索套组件56联接或脱开井下装置12。

图5是电动释放装置90的横截面视图，其示出了卡爪92处于接合位置94，使得绳索套组件56的应变仪74被联接至井下装置12。尽管在所示的实施例中示出了八个卡爪92，但是应当注意到，电动释放装置90可以包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个卡爪92。凸轮98可包括围绕凸轮98的内圆周设置的轮廓外形110。轮廓外形110可包括沿凸轮98径向延伸的凸角112和凹槽114。在一些实施例中，凸角112的数量和凹槽114的数量可以等于电动释放装置90中包括的爪92的数量。

当凸轮98处于锁定位置115时，卡爪92可能无法绕轴向中心线48径向移动。例如，凸轮98的凸角112可以与卡爪92径向对准，而凸轮98处于锁定位置115，使得卡爪92不能径向向外延伸。因为引导件96可阻止卡爪92旋转运动(例如，绕轴向中心线48)和竖直运动(例如，沿着竖直方向44)，所以卡爪92可保持基本固定，而凸轮98处于锁定位置115。

如本文中更详细描述的，井眼16内的压力可以显著大于电动释放装置90的内部区域116内的压力。因此，在井眼16和内部区域116之间产生压差。在一些实施例中，即使凸轮98处于解锁位置，压力差也可以阻止井下装置12与绳索套组件56脱开，使得卡爪92可以与应变的连接区域76脱离。压力释放阀118可设置在井下装置12的一部分内(例如，在电子设备壳体54内)，并且在脱开绳索套组件56与井下装置12时用于抵消内部区域116与井眼16之间的压力差。例如，压力释放阀118可以包括密封销120，该密封销可以在打开位置(如图8所示)和关闭位置122之间径向滑动。当密封销120处于打开位置时，密封销120可使井眼流体流过压力释放阀118。相反，当密封销120处于关闭位置122时，密封销120可防止井眼流体流过压力释放阀118。

在所示的实施例中，来自井眼流体的压力迫使密封销120抵靠凸轮98的外圆周124，使得密封销120保持在关闭位置122。因此，阻止了井眼流体进入电动释放装置90的内部区域116。在一些实施例中，凸轮98可包括压力释放通道(压力释放，压力释放)126，其在凸轮98的外圆周124与电动释放装置90的内部区域116之间延伸。如上所述的，凸轮98可以经由马达102绕轴向中心线48旋转，使得凸轮98可以在锁定位置115和解锁位置之间移动(如图6所示)。在一些实施例中，当凸轮98旋转到解锁位置时，压力释放通道126可以与密封销120径向对准(如图8所示)。如本文中更详细地描述的，来自井眼流体的压力可以因此通过使密封销120径向向内滑动进入压力释放通道126中而将密封销120移动到打开位置。因此，井眼流体可以流过压力释放阀118和压力释放通道126，以使井眼流体可以进入电动释放装置90的内部区域116，并抵消内部区域116和井眼16之间的压力差。

图6示出了在密封销120已经移动到打开位置之前处于解锁位置128的凸轮98。当凸轮98移动到解锁位置128时，凸轮98内的凹槽114可与卡爪92径向地对准。如图7所示，凸轮98旋转到解锁位置128可在卡爪92的外表面132和凸轮98之间产生间隙130。在一些实施例中，间隙130的长度可以基本上等于或大于连接区域76的深度135。因此，能使应变仪74迫使卡爪92在当与井下装置12脱开时径向向外，使得卡爪92可以移动到脱离位置。

图8示出了处于脱离位置134的卡爪92。如上所述，卸压阀(压力释放，压力释放)118可以在绳索套组件56可以从井下装置12脱开之前抵消电动释放装置90的内部区域116和井眼16之间的压力差。在一些实施例中，密封销120可以通过径向延伸进入凸轮98的压力释放通道126中而移动到打开位置136。因此，井眼流体可以流入电动释放装置90的内部区域116，从而抵消了内部区域116和井眼16之间的压力差。因此，电缆18可以通过滚筒22缠绕，从而使绳索套组件56能够从井下装置12脱开。具体地，应变仪74可以迫使卡爪92进入凸轮98的凹槽114中，使得卡爪92移动到脱离位置134。这样，卡爪92可以与连接区域76脱离，从而能使应变仪74，因此使绳索套组件56，能够从井下装置12脱开。

考虑到前述，图9示出了可以用于操作电动释放装置90的方法140的实施例。如上所述，电动释放装置90可以用于在某些操作条件期间从绳索套组件56脱开井下装置12。在一些实施例中，电动释放装置90的马达102可用于使凸轮98绕轴向中心线48从锁定位置115旋转至解锁位置128(处理框142)。当凸轮98处于解锁位置128时，密封销120可以与布置在凸轮98内的压力释放通道126径向对准。井眼流体可以径上向内(例如，从关闭位置122到打开位置136)推动密封销120。因此，井眼流体可以进入电动释放装置90的内部区域116，使得内部区域116和井眼16之间的压力差被抵消(处理框144)。

当凸轮98移动到解锁位置128时，在卡爪92的外表面132与凸轮98之间产生间隙130。间隙130可使卡爪92径向向外滑动并从接合位置94移动到脱离位置134(处理框146)，使得应变仪74可从井下装置12脱开。因此，电缆18可独立于井下装置12移动绳索套组件56。

图10是电子设备壳体54的一个实施例的透视图。在一些实施例中，压力释放阀118可以可移除地联接到电子设备壳体54，使得压力释放阀118可以用不同的压力释放阀更换和/或检查是否磨损。例如，压力释放阀118可以包括围绕压力释放阀118的圆周设置的螺纹147。螺纹147可以被配置为与设置在电子设备壳体54内的孔口148接合。因此，压力释放阀118可以从电子设备壳体54的孔口148上拧入或拧出。但是，应当注意到，在其他实施例中，压力释放阀118可以经由压配合、粘合剂等可移除地联接到电子设备壳体54上。在任何情况下，压力释放阀118都可以作为单个部件从电子设备壳体54中移除。

在一些实施例中，孔口148可设置成与凸轮98在径向上相邻，使得孔口148在电子设备壳体54的外表面和凸轮98的外表面之间延伸。因此，当压力释放阀118被移除时，操作员(例如，维修技术人员)可以通过孔口148查看来视觉地检查凸轮98。凸轮98可以包括锁定指示器149，其被压印、印刷或雕刻在凸轮98的外表面上，如图11所示。锁定指示器149可以包括可以将凸轮98的位置(例如，凸轮98被设置在锁定位置115)传送到操作员的符号和/或文本的任何合适的组合。例如，如图12所示，当凸轮98设置在锁定位置115时，锁定指示器149可以与孔口148对准，从而操作员可以视觉上验证凸轮98的位置是锁定位置115。换句话说，操作员可以通过孔口148观察锁定指示器149，并且因此验证凸轮98被设置在锁定位置115。类似地，当凸轮98设置在解锁位置128中，压力释放通道126可以与孔口148对准，由此使得操作员能够经由通过孔口148的目视检查来确定凸轮98的位置是解锁位置128。通过孔口148目视检查凸轮98的位置之后，操作员可以经由螺纹147将压力释放阀118联接到电子设备壳体(电子设备，电子设备)54上。

图13是井下装置12的电子设备壳体54的横截面视图。电子设备壳体54可以容纳电子设备板108，该电子设备板108可以包括马达102、传感器、控制遥测件、通信装置或井下装置12的任何其他合适的电子部件。例如，电子设备板108可以包括电阻温度装置150(例如，RTD 150)，其可以收集井眼16内部的井眼流体(例如，泥浆)的实时温度数据，并将收集到的数据传送到数据处理系统28。如在此更详细地描述的，电子设备板108可以作为单个单元从电子设备壳体54中移除，使得井下装置12的电气部件(例如，马达102、RTD150)可以与井下装置12的机械部件(例如，电动释放装置90)分离。因此，操作员可以通过将整个电子设备板108作为一个单元更换为另一个电子设备板，在很短的时间间隔内(例如，少于30秒)，更换井下装置12的几乎所有电气部件。

为了促进电子设备板108的快速移除和更换，电子设备板108可以在几个连接点处与电子设备壳体54接合。如本文中更详细描述的，连接点可以包括RTD联接器152、导线联接器154和驱动轴联接器156。RTD联接器152可以使得能够从电子设备壳体54快速移除和更换RTD。导线联接器154可以使得能够通过单个连接点建立电子设备板108和电子设备壳体54之间的所有电连接。最后，驱动轴联接器156可以使马达102与用于旋转电动释放装置90的凸轮98的传动轴104联接或脱开。

图14示出了可用于将电子设备板108联接到电子设备壳体54的保持螺栓158。尽管在所示实施例中示出了两个保持螺栓158，但是电子设备板108可以经由1、2、4、5或更多个保持螺栓158被联接到电子设备板54。在一些实施例中，每个保持螺栓158可包括单件部件，其可拧入电子设备壳体54的上端部160中。在其他实施例中，保持螺栓158可以包括多个彼此联接并由此形成保持螺栓158的单独的部件。保持螺栓158可以各自包括突起162，这些突起被配置成在电子设备板108的端板164和电子设备壳体54之间施加压缩力，使得电子设备板108可以联接到电子设备壳体54。端板164可以分配由保持螺栓158施加在电子设备壳体54的较大表面积上的压缩力。

在一些实施例中，保持螺栓158可以沿着电子设备板108的长度166延伸。操作员(例如，维修技术人员)可以接近和松开(例如，从电子设备壳体54的上端部160旋开)靠近电子设备壳体54的下端部168的保持螺栓158。例如，操作员可以通过开口170接近保持螺栓158，开口170由设置在下端部60附近的螺纹联接器172产生。在一些实施例中，当保持螺栓158从电子设备壳体54的上端部160旋开时，保持螺栓158可以保持联接到电子设备板108。如图15中所示的，在将保持螺栓158从电子设备壳体54的上端部60上旋开之后，由此操作员可以通过开口170从电子设备壳体54中移除电子设备板108和保持螺栓158。这样，操作员可以将电子设备板108与电子设备壳体54和电动释放装置90分开。

图16是电子设备板108的实施例的透视图。当将电子设备板108重新插入到电子设备壳体54中时，对准钉174可用于促进电子设备板108在电子设备壳体54内的对准。例如，对准钉174可以相对于电子设备板108的轴向中心线176径向地移位。因此，当对准钉174与电子设备壳体54内的对准孔同心时，对准钉174可以仅使电子设备板108能够完全滑入电子设备壳体54中。因而，对准钉174可以确保电子设备板108的RTD联接器152、导线联接器154和驱动轴联接器156与电子设备壳体54正确对准。在一些实施例中，对准钉174的延伸高度178可以比RTD 150的延伸高度180更长。对准钉174可以因此防止RTD 150受到不希望的压缩力(例如沿着竖直方向44)，如果电子设备板108未对准地插入电子设备壳体54中。

图17是图13中的线17-17的特写横截面视图，其示出了RTD联接器152。如上所述的，对准钉174可以确保电子设备板108以正确的取向接合电子设备壳体54。因此，当将电子设备板108插入到电子设备壳体54中时，RTD 150可以与RTD联接器152接合。在一些实施例中，RTD 150可以设置在RTD联接器152的细长通道182内。如上所述的，RTD 150可以用于测量井眼16内的井眼流体(例如，泥浆)的温度。在一些实施例中，电子设备壳体54内的开口184可以使RTD 150能够与井眼流体流体地连通。这样，井眼流体可以流入RTD联接器152的上部186中，并且可以填充RTD 150和细长通道182之间的间隙188。

在一些实施例中，密封件可以设置在RTD 150和细长通道182之间，从而可以阻止井眼流体流入电子设备壳体54的其他区域。在其他实施例中，RTD 150可以密封地(例如，经由压配合)设置在细长通道182内，使得可以省略密封件。来自井眼流体的压力可以向RTD150施加压缩力(例如，沿着竖直方向44)，其可以将压缩力传递到电子设备壳体54的端板164。因此，端板164可以在电子设备壳体54上分配压缩力。端板164可以是任何合适的材料，例如钢，其使得端板164能够传递来自RTD 150的压缩力而不会变形。

图18是图13中沿18-18线的特写横截面视图，其示出了设置在井下装置12内的导线联接器154。导线联接器154可使电子设备板108经由单个连接件电气联接到井下装置12。例如，导线联接器154可以包括可移除地联接到隔板(bulkhead)202的接触块200。在一些实施例中，接触块200和隔板202可以各自包括十二个销连接器206，它们在当接触块200联接到隔板202时可以彼此接合。但是，应注意到，接触块200和隔板202可包括少于或多于十二个的销连接器206。例如，接触块200和隔板202可各自包括1、2、3、4、5、10、15、20或更多销连接器206。

在一些实施例中，接触块200可以经由弹簧228联接到电子设备板208，而隔板202固定地联接到井下装置12的一部分，例如电子设备壳体54。当将电子设备板108插入电子设备壳体54中并且接触块200与隔板202接合时，弹簧228可以被压缩。因此，弹簧228可以在将电子设备板108设置在电子设备壳体54内的同时在接触块200和隔板之间施加压缩力，这可以确保保持接触块200与隔板202之间的电连接。

图19是图13中沿19-19线的特写横截面视图，其示出了驱动轴联接器156。如上所述，马达102可以联接到电子设备板108，传动轴104可以可旋转地联接到井下装置12的一部分，例如电子设备壳体54。因而，当将电子设备板108插入电子设备壳体54中时，驱动轴联接器156可以使马达102能够与传动轴104联接。类似地，驱动轴联接器156可以使马达102能够在当将电子设备板108从电子设备壳体54中移除时，从传动轴104脱开。

例如，驱动轴联接器156可以包括下联接器210和上联接器212，该下联接器210和上联接器212可以在马达102和传动轴104之间传递旋转运动(例如，绕竖直方向44)。如在本文中更详细地描述的，传动轴104可包括六边形横截面214(例如，外部六角形件214)，该六角形横截面214与设置在上联接器212的第一端部218内的内部轮廓216(例如，内部六角形件216)接合。在某些实施例中，当将电子设备板108插入电子设备壳体54中时，外部六角形件214可以相对于内部六角形件216未对准。如本文中更详细地描述的，即使外部六角形件214和内部六角形件216未对准，驱动轴联接器156也可以使电子设备板108能够插入电子设备壳体54中。此外，当马达102旋转时，驱动轴联接器156可以使外部六角形件214和内部六角形件216自动对准并彼此接合，使得马达102可以将旋转运动传递到传动轴104。注意到，外部六角形件214和内部六角形216件不限于六边形形状，而是可以是任何合适的横截面，诸如三角形、正方形、圆形或椭圆形。

上联接器212的第二端部219可包括与下联接器210的外部轮廓222接合的内部轮廓220。下联接器210可经由销224联接到上联接器212，销224设置在上联接器212的凹槽226内。销224和凹槽226可以使上联接器212相对于下联接器210轴向地(例如，沿着竖直方向44)滑动，同时使下联接器210能够将旋转运动(例如，绕竖直方向44)传递到上联接器212。弹簧228可以将力施加到上联接器212，以使上联接器212处于延伸位置(例如，沿方向44)。销224和凹槽226可以阻止弹簧228将上联接器212滑离下联接器210。在一些实施例中，可以用任何合适的致动器来代替弹簧228，该致动器可以在上联接器212和下联接器212之间施加压缩力。例如，除了弹簧228之外或代替弹簧228，可以使用例如液压致动器、气动致动器等。下联接器210可以固定地联接至马达102的输出轴，使得马达102可以旋转下联接器210。

如上所述，在某些实施例中，当将电子设备板108插入电子设备壳体54中时，传动轴104的外部六角形件214可以与上联接器212的内部六角形件216不对准。在这样的一实施例中，上联接器212可以在下联接器210之上轴向地(例如，沿着竖直轴线或方向44)滑动，使得电子设备板108可以完全就位在电子设备壳体54内。因此，上联接器212和下联接器210之间的弹簧228可被轴向地压缩。当马达102以电子方式接通时，马达102可以使驱动轴联接器156旋转，使得传动轴104的外部六角形件214和上联接器212的内部六角形件216对准。由弹簧228产生的压缩力可以使上联接器212在传动轴104上滑动，使得外部六角形件214和内部六角形件216可以完全接合。马达102因此可以通过驱动轴联接器156将旋转运动传递到传动轴104。

出于上述考虑，图20示出了方法240的实施例，该方法可用于将电子设备板108联接到井下装置12的电子设备壳体54中。经由设置在井下装置12的下端部60附近的开口170将电子设备板108插入电子设备壳体54中(处理框242)。操作员(例如，维修技术人员)可以将电子设备板108对准在电子设备壳体54内(处理框244)。例如，操作员可以确保电子设备板108的对准钉174与设置在电子设备壳体54内的对准孔同心。在一些实施例中，电子设备壳体54和电子设备板108之间的联接随后可以接合(处理框245)。

例如，RTD 150可以与RTD联接器152接合(处理框246)，以使RTD150密封地设置在电子设备壳体54的细长通道182内。导线联接器154可以使电子设备板108的接触块200与电子设备壳体54的隔板202接合(处理框248)，使得在销连接器206之间建立电连接。弹簧228可以在接触块200与隔板202之间施加压缩力，以使销连接器206保持接合。驱动轴联接器156可以使马达102的输出轴与电动释放装置90的传动轴104接合(处理框250)。如上所述的，如果传动轴104的外部六角形件214与上联接器212的内部六角形件216未对准，则上联接器212可在下联接器210上滑动。因此，驱动轴联接器156可使得即使传动轴104和上联接器未对准也能够将电子设备板108插入在电子设备壳体54内。当马达102旋转时，上联接器212的内部六角形件216可以与传动轴104的外部六角形件214对准，使得弹簧228可以使上联接器212在传动轴104上滑动。操作员对保持螺栓158施加扭矩(处理框252)，以使电子设备板108固定地联接到电子设备壳体54。

已经通过示例的方式示出了上述特定实施例，并且应当理解，这些实施例可能易于进行各种修改和更换形式。还应当理解，权利要求书并不旨在限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。

Claims (20)

1.一种用于井眼中的井下操作的电动释放装置，包括：

引导件，设置在井下装置内；

一个或多个卡爪，设置在引导件内，其中，一个或多个卡爪配置为在引导件内相对于电动释放装置的中心轴线在接合位置和脱离位置之间径向移动，

凸轮，绕中心轴线可旋转，其中，凸轮配置为在锁定位置和解锁位置之间移动，其中，当凸轮处于锁定位置时，凸轮阻止一个或多个卡爪移动到脱离位置；和

电子设备板，其中，该电子设备板联接到配置为使凸轮在锁定位置和解锁位置之间旋转的马达。

2.根据权利要求1所述的电动释放装置，其中，当一个或多个卡爪处于所述接合位置时，所述井下装置被联接至电缆，并且其中，当一个或多个卡爪处于脱离位置时，所述一个或多个卡爪使所述井下装置能够从所述电缆脱开。

3.根据权利要求1所述的电动释放装置，其中，凸轮包括围绕凸轮的内周设置的轮廓，其中，该轮廓包括径向延伸的凸角和径向延伸的凹槽。

4.根据权利要求3所述的电动释放装置，其中，当凸轮处于所述锁定位置时，所述径向延伸的凸角与一个或多个卡爪的外表面对准，使得当凸轮处于锁定位置时，一个或多个卡爪被阻止径向运动，以及其中当凸轮处于解锁位置时，径向延伸的凹槽与一个或多个卡爪的外表面对准，使得当凸轮处于解锁位置时，一个或多个卡爪能够径向移动。

5.根据权利要求1所述的电动释放装置，其中，凸轮可旋转地联接至传动轴，并且其中，所述马达被配置为使所述传动轴旋转。

6.根据权利要求5所述的电动释放装置，其中，马达经由驱动轴联接器联接至所述传动轴，其中，所述驱动轴联接器包括上联接器和下联接器，并且其中所述上联接器配置为当传动轴的外部轮廓与上联接器的内部轮廓对准时，与传动轴接合。

7.根据权利要求6所述的电动释放装置，其中，上联接器被配置为当传动轴的外部轮廓与上联接器的内部轮廓未对准时在下联接器上滑动。

8.根据权利要求1所述的电动释放装置，其中，所述井下装置还包括：

压力释放阀，设置在井下装置的孔口内；

密封销，设置在压力释放阀内，其中该密封销配置成在打开位置和关闭位置之间径向地滑动；和

压力释放通道，设置在凸轮内，其中压力释放通道径向地延伸穿过凸轮，并且其中当凸轮处于锁定位置时，压力释放通道和密封销在径向上未对准，使得密封销被阻止与移动到打开位置。

9.根据权利要求8所述的电动释放装置，其中，当凸轮处于解锁位置时，压力释放通道和密封销径向地对准，使得密封销可移动至打开位置。

10.根据权利要求8所述的电动释放装置，其中，锁定指示器设置在凸轮上，并且配置成当所述凸轮处于锁定位置时与所述孔口径向地对准。

11.根据权利要求1所述的电动释放装置，其中，电子设备板经由保持螺栓可移除地联接到所述井下装置，其中，所述保持螺栓沿着所述电子设备板的长度延伸。

12.一种方法，包括：

经由马达旋转电动释放装置的凸轮，其中，电动释放装置设置在井下装置的壳体内，并且其中，凸轮被配置为在锁定位置和解锁位置之间旋转；

经由压力释放阀来抵消电动释放装置的内部区域与周围环境之间的压力差，其中压力释放阀包括密封销，该密封销被配置为在打开位置和关闭位置之间移动，其中当密封销处于打开位置时，该密封销使流体能够流过压力释放阀，并且当密封销处于关闭位置时，该密封销阻止流体流过压力释放阀；和

经由绳索套组件移动一个或多个卡爪，其中一个或多个卡爪配置为在接合位置和脱离位置之间移动，其中，当一个或多个卡爪处于接合位置时，一个或多个卡爪将绳索套组件联接到井下装置，并且其中当一个或多个卡爪处于脱离位置时，所述绳索套组件能够从井下装置脱开。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，当凸轮被设置在锁定位置时，一个或多个卡爪被设置在接合位置，并且其中当凸轮处于锁定位置时，一个或多个卡爪被阻止向所述脱离位置移动。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，当凸轮处于解锁位置时，一个或多个卡爪被配置为径向地移动到凸轮内的凹槽中，使得当绳索套组件相对于井下装置轴向移动时，一个或多个卡爪能够移动到脱离位置。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，当凸轮在锁定位置和解锁位置之间移动时，凸轮绕着电动释放装置的中心轴线旋转，以及其中，当一个或多个卡爪在接合位置和脱离位置之间过渡时，一个或多个卡爪绕中心轴线径向地移动。

16.一种电动释放装置的壳体，包括：

凸轮，围绕壳体的轴向中心线同心地设置，其中凸轮配置为围绕轴向中心线旋转并在锁定位置和解锁位置之间移动，其中传动轴可旋转地联接到凸轮，使得传动轴的旋转使凸轮在锁定位置和解锁位置之间移动；

一个或多个卡爪，设置在壳体的引导件内，其中一个或多个卡爪配置为相对于轴向中心线在接合位置和脱离位置之间径向移动，其中当凸轮处于锁定位置时，一个或多个卡爪设置在接合位置；和

电子设备板，设置在壳体内，其中，该电子设备板包括使电子设备板可移除地联接至壳体的多个联接器，其中，多个联接器包括以下至少之一：

电阻温度检测器联接器，其中，该电阻温度检测器联接器被配置为将电阻温度检测器流体地联接到井下装置周围的周围环境；

导线联接器，其中该导线联接器被配置为联接电子设备板与壳体之间的一个或多个电连接件；和

驱动轴联接器，其中，所述驱动轴联接器配置成将所述传动轴联接到设置在所述电子设备板上的马达。

17.根据权利要求16所述的壳体，其中，压力释放阀可移除地联接到设置在所述壳体内的孔口，其中，锁定指示器设置在凸轮上，并且其中，当凸轮设置在锁定位置时，所述锁定指示器与所述孔口对准。

18.根据权利要求16所述的壳体，其中，电阻温度检测器联接器包括设置在所述壳体内的细长通道，其中，电阻温度检测器密封地设置在所述细长通道内，使得所述电阻温度检测器联接器阻止流体从周围环境进入所述壳体。

19.根据权利要求16所述的壳体，其中，导线联接器包括隔板和接触块，其中，所述隔板联接到壳体，并且接触块联接到所述电子设备板，其中，隔板被配置成当将电子设备板插入壳体中时与接触块接合，以及其中，隔板和接触块在壳体与电子设备板之间建立所有的电气连接。

20.根据权利要求16所述的壳体，其中，驱动轴联接器包括上联接器和下联接器，其中，下联接器固定地联接到所述马达的输出轴，其中，上联接器包括内部轮廓，该内部轮廓被配置为当内部轮廓和外部轮廓对准时与传动轴的外部轮廓接合，并且其中，上联接器被配置为当内部轮廓和外部轮廓未对准时在下联接器上滑动。

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