專利名稱：編碼式分級射孔儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬油田勘探開發(fā)領(lǐng)域的射孔儀，尤其涉及ー種編碼式分級選發(fā)射孔儀。
背景技術(shù)：
頁巖油氣層勘探開發(fā)一般采取電纜分級橋塞、射孔、壓裂的施工方法，其主要構(gòu)成包括由射孔槍、雷管、雷管控制系統(tǒng)組成的射孔單元，以及通過電纜連接的多級射孔単元、測井地面系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。其中雷管控制系統(tǒng)和測井地面系統(tǒng)大都采用液控分級點火射孔方式，如果某支射孔槍進水，會導致射孔槍混亂起爆，層位射錯，難以保證作業(yè)安全
實用新型內(nèi)容
本實用新型為解決現(xiàn)在施工中某支射孔槍進水，導致射錯層位的弊端，提供了一種一次下井可攜帯多支射孔槍的編碼式分級射孔儀器。本實用新型的技術(shù)解決方案是包括由射孔槍、雷管、雷管控制系統(tǒng)組成的射孔單元，以及通過電纜連接的多級射孔単元、測井地面系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，多級射孔單元按編碼順序連接電纜后，中間通過地面控制系統(tǒng)與測井地面系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)連接；其中每支射孔單元的雷管控制系統(tǒng)是由電源電路、脈沖接收電路、MCU、電子開關(guān)、電子開關(guān)控制電路連接組成；地面控制系統(tǒng)包括D/A轉(zhuǎn)換器，與D/A轉(zhuǎn)換器相連接的MCU ;地面控制系統(tǒng)與雷管控制系統(tǒng)之間的通信方式為脈沖信號。電子開關(guān)采用雙聯(lián)分級脈沖開關(guān)，分別連接到下一級射孔単元和本級射孔単元的雷管。所述地面控制系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間通過USB相連接。本實用新型具有以下優(yōu)點I.遵循油田現(xiàn)有測井地面系統(tǒng)及測井儀器的接口和操作規(guī)范，保證了所設計的新型儀器與現(xiàn)行裝備的兼容性，減少了儀器推廣過程中的費用。2.將MCU、高精度程控電源、高溫功率器件等先進的技術(shù)應用到新研制的儀器中，保證了儀器的可靠性。3.本儀器通過地面控制系統(tǒng)和雷管控制系統(tǒng)的脈沖開關(guān)控制，在確定井下狀態(tài)正確無誤的前提下，通知程控電源送出點火信號，完成本層位的射孔，并準備下ー層位的作業(yè)。在這個過程中，用戶可隨時中斷，并使系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)。徹底解決了原有液控分級點火射孔方式存在的某支射孔槍進水，會導致射孔槍混亂起爆，層位射錯，難以保證作業(yè)安全的問題。

圖I為本實用新型系統(tǒng)組成框圖；圖2為本實用新型井下射孔單元的系統(tǒng)框圖；圖3為本實用新型軟件系統(tǒng)框圖。[0013]圖中CPS代表一個射孔單元；GUN代表一個射孔槍;MCU代表多點控制單元或稱單片微型計算機。
具體實施方式
結(jié)合附圖，一種編碼式分級射孔儀器總體方案包括射孔槍及雷管、雷管控制系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)，以及與地面控制系統(tǒng)相連接的通信系統(tǒng)。上述通信系統(tǒng)的輸出端還設置有上位機，上位機需運行本儀器專用軟件。上述地面控制系統(tǒng)包括D/A轉(zhuǎn)換器，與D/A轉(zhuǎn)換器相連接的MCU ;所述地面控制系統(tǒng)還包括電源電路。
·[0018]上述射孔槍中安裝有雷管及雷管控制系統(tǒng)。上述雷管控制系統(tǒng)包括電源電路、脈沖接收電路、MCU、電子開關(guān)、電子開關(guān)控制電路。上述電子開關(guān)包括高溫功率器件。上述電子開關(guān)的輸出端與雷管相連接。上述地面控制系統(tǒng)的輸出端與雷管控制系統(tǒng)的輸入端通過電纜相連接。上述地面控制系統(tǒng)與雷管控制系統(tǒng)之間的通信方式為脈沖信號。上述地面控制系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間通過USB相連接。參見圖I :地面控制系統(tǒng)安裝在測井地面系統(tǒng)與絞車之間。計算機發(fā)出的命令在地面經(jīng)過D/A電路變成脈沖形式并通過電纜傳到井下。不同的脈沖將使雷管控制系統(tǒng)打開不同的電子開關(guān)，以連通下一級射孔槍，或者連通本級射孔槍的雷管。脈沖發(fā)送完成后，所有井下雷管控制系統(tǒng)的電子開關(guān)全部就位，此時地面控制系統(tǒng)將發(fā)送點火信號，將選中的雷管引爆。參見圖2 :纜芯通過電源電路為雷管控制系統(tǒng)的MCU提供工作電源。MCU通過脈沖接收電路對地面控制系統(tǒng)下發(fā)的脈沖進行分辨；脈寬較小的脈沖將使MCU閉合A開關(guān)，也就是將纜芯連接到下一級射孔槍；脈寬較大的脈沖將使MCU閉合B開關(guān)，也就是將纜芯連接到本級射孔槍的雷管。無論纜芯連接的是20V的工作電源還是200V的點火電源，MCU都將正常工作，所有的電子開關(guān)也將永遠保持在最新的狀態(tài)，直至MCU的電源被斷掉。參見圖3 本儀器配套的專用軟件基于VC++ 6. O設計。軟件通過控制系統(tǒng)底層通信模塊與地面控制系統(tǒng)通信，能夠完成本次射孔槍號的選擇，并能實現(xiàn)對整個射孔槍串的狀態(tài)監(jiān)測。軟件通過程控電源底層通信模塊與程控電源通信，能夠完成對程控電源的詳細控制，并能實現(xiàn)對電源供電及點火情況的完整監(jiān)測。軟件的調(diào)度模塊使軟件能夠配合地面控制系統(tǒng)準確地實現(xiàn)任務觸發(fā)和用戶的中斷操作。本儀器的操作過程如下首先要在井下儀斷電的情況下對射孔槍進行校深，使其定位到最底部的射孔層位；打開對井下儀的供電，使所有開關(guān)處于初始打開位置，并且雷管控制系統(tǒng)的MCU等待接收控制脈沖；軟件將本次要引爆的射孔槍編號發(fā)送給地面控制系統(tǒng)，地面控制系統(tǒng)會發(fā)送相應的脈沖序列給井下儀；脈沖序列控制井下的電子開關(guān)動作到正確的位置；地面控制系 統(tǒng)在確定井下狀態(tài)正確無誤的前提下，通知程控電源送出點火信號，完成本層位的射孔，并準備下一層位的作業(yè)。在這個過程中，用戶可隨時中斷，并使系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種編碼式分級射孔儀器，包括由射孔槍、雷管、雷管控制系統(tǒng)組成的射孔單元，以及通過電纜連接的多級射孔單元、測井地面系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，其特征是多級射孔單元按編碼順序連接電纜后，中間通過地面控制系統(tǒng)與測井地面系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)連接；其中每支射孔單元的雷管控制系統(tǒng)是由電源電路、脈沖接收電路、MCU、電子開關(guān)、電子開關(guān)控制電路連接組成；地面控制系統(tǒng)包括D/A轉(zhuǎn)換器，與D/A轉(zhuǎn)換器相連接的MCU ;地面控制系統(tǒng)與雷管控制系統(tǒng)之間的通信方式為脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的編碼式分級射孔儀器，其特征是電子開關(guān)采用雙聯(lián)分級脈沖開關(guān)，分別連接到下一級射孔單元和本級射孔單元的雷管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的編碼式分級射孔儀器，其特征是所述地面控制系統(tǒng)與通信系統(tǒng)之間通過USB相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種編碼式分級射孔儀器。包括由射孔槍、雷管、雷管控制系統(tǒng)組成的射孔單元，以及通過電纜連接的多級射孔單元、測井地面系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，多級射孔單元按編碼順序連接電纜后，中間通過地面控制系統(tǒng)與測井地面系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)連接；其中每支射孔單元的雷管控制系統(tǒng)是由電源電路、脈沖接收電路、MCU、電子開關(guān)、電子開關(guān)控制電路連接組成；地面控制系統(tǒng)包括D/A轉(zhuǎn)換器，與D/A轉(zhuǎn)換器相連接的MCU；地面控制系統(tǒng)與雷管控制系統(tǒng)之間的通信方式為脈沖信號。本儀器通過地面控制系統(tǒng)和雷管控制系統(tǒng)的脈沖開關(guān)控制，在確定井下狀態(tài)正確無誤的前提下，通知程控電源送出點火信號，完成本層位的射孔，并準備下一層位的作業(yè)。
文檔編號E21B43/116GK202628047SQ201220264110
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者董經(jīng)利, 張志強, 張 林, 張振國, 黃向東, 劉毅 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局測井公司