一種編碼起爆控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油井完井射孔領(lǐng)域，涉及一種編碼起爆控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石油作為重要的自然資源，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中占據(jù)著舉足輕重的地位。改革開放以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)自然資源特別是石油的依賴日益顯現(xiàn)。我國(guó)是個(gè)石油匱乏的國(guó)家，每年一半以上的需求都需要進(jìn)口，而與此相對(duì)應(yīng)的是，我國(guó)的石油儀器研制在全世界范圍內(nèi)也處于比較落后的水平，加大先進(jìn)石油儀器的研制，提高采油效率，獲得更高的產(chǎn)量，是擺在我國(guó)石油儀器工作者面前非常迫切的問題。
[0003]由于我國(guó)總的石油分布的地質(zhì)條件復(fù)雜，油層薄等原因，給射孔壓裂工藝帶來更多復(fù)雜和困難，也對(duì)射孔壓裂工藝提出更高要求。采用電纜射孔的油井中絕大多數(shù)油井含有多個(gè)油層，傳統(tǒng)的電纜射孔每次只能輸送一支射孔器下井，每次下井只能射開一個(gè)油層，工作精力主要浪費(fèi)在起下電纜上，效率較低，特別是油層多的油井這種情況更加明顯。同時(shí)這對(duì)電纜的磨損也比較大，將顯著影響其使用壽命。
[0004]因此多級(jí)射孔作業(yè)，保證每級(jí)射孔槍的可靠引爆，成為石油開采研宄中的一個(gè)熱門課題。
[0005]關(guān)于油氣井電纜射孔用分級(jí)起爆系統(tǒng)，國(guó)外一些公司如斯倫貝謝、阿特拉斯有相關(guān)的產(chǎn)品，但價(jià)格過高。國(guó)外采用的是一種類似計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行選發(fā)射孔的系統(tǒng)，由地面的計(jì)算機(jī)發(fā)出不同進(jìn)位的指令，通過電纜到達(dá)井下的處理中心，處理中心分出若干聯(lián)線連接至各射孔彈，可進(jìn)行多次射孔，但是造價(jià)昂貴。德國(guó)DYNA energetics公司研發(fā)的適用于油田的選發(fā)電子雷管，裝配在多級(jí)連串的射孔槍內(nèi)，通過地面控制面板來起爆，實(shí)現(xiàn)井下分級(jí)射孔。
[0006]國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)具有自主研發(fā)的電子雷管，但是未曾出現(xiàn)適用于油田井下使用的耐高溫、高壓，抗震的電子選發(fā)射孔起爆裝置。因此也就沒有適用于該發(fā)射孔起爆裝置的起爆控制裝置，因此，就很難實(shí)現(xiàn)井下分級(jí)射孔的準(zhǔn)確控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種安全性高、引爆準(zhǔn)確的編碼起爆控制裝置，解決了起爆過程中出現(xiàn)的不耐高溫、不耐高壓、抗震等問題。
[0008]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]一種編碼起爆控制裝置，包括地面系統(tǒng)和井下系統(tǒng)，所述的地面系統(tǒng)包括地面監(jiān)控儀和含有分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊的計(jì)算機(jī)，井下系統(tǒng)包括多個(gè)裝在不同射孔器內(nèi)的編碼控制器，所述的地面監(jiān)控儀通過連接線連接到計(jì)算機(jī)上，多個(gè)編碼控制器相互串聯(lián)后通過單芯電纜與地面監(jiān)控儀的輸出端串聯(lián)。
[0010]所述的分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊，用于設(shè)定射孔的參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定的射孔參數(shù)生成射孔指令序列并將射孔指令序列傳輸給地面監(jiān)控儀，同時(shí)接收編碼控制器反饋的攜帶有操作結(jié)果以及作業(yè)信息的射孔信號(hào)來判斷各級(jí)射孔器的狀態(tài)，以便操作地面監(jiān)控儀；
[0011]所述的地面監(jiān)控儀，用于接收分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊發(fā)出的控制指令，并將其接收到的控制指令轉(zhuǎn)換為編碼信號(hào)加載到單芯電纜上向井下系統(tǒng)的編碼控制器發(fā)出，以便監(jiān)控井下各級(jí)射孔器狀態(tài)，并實(shí)施選發(fā)射孔動(dòng)作，同時(shí)接收井下反饋的信息編碼，編譯后送計(jì)算機(jī)；
[0012]所述的編碼控制器，用于接收地面監(jiān)控儀發(fā)出的編碼信號(hào)，并根據(jù)編碼信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的檢測(cè)及點(diǎn)火操作，同時(shí)對(duì)自身開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并把檢測(cè)結(jié)果經(jīng)編碼后發(fā)送給地面系統(tǒng)的地面監(jiān)控儀。
[0013]所述的分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊包括射孔參數(shù)設(shè)定模塊、射孔指令輸出及反饋模塊、顯示模塊、通信模塊和輸入輸出模塊；所述的射孔參數(shù)設(shè)定模塊，用于根據(jù)多級(jí)射孔器的射孔器數(shù)量和射孔順序以及結(jié)合下井的深度和油層信息完成射孔的參數(shù)設(shè)定；所述的射孔指令輸出及反饋模塊，用于根據(jù)射孔參數(shù)生成射孔指令序列，并將射孔指令序列傳輸給地面監(jiān)控儀，地面監(jiān)控儀將相應(yīng)的指令序列傳輸給編碼控制器，在該指令的控制下起爆特定的射孔器，并輸出檢測(cè)信號(hào)以使編碼控制器檢測(cè)各級(jí)射孔器的信息，并向射孔指令輸出及反饋模塊反饋各級(jí)射孔器的狀態(tài)，以便射孔指令輸出及反饋模塊判斷各級(jí)射孔器的狀態(tài)；所述的顯示模塊，用于顯示起爆信息；所述的通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)與地面監(jiān)控儀的雙向通信；所述的輸入輸出模塊，用于與用戶的交互。
[0014]所述的地面監(jiān)控儀包括DSP主控芯片、編碼/解碼器和電平轉(zhuǎn)換器；所述的DSP主控芯片，用于與分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊的通信，并接收分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊發(fā)送的控制指令，并向編碼控制器發(fā)送接收到的控制指令，同時(shí)接收人工輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)串口并口轉(zhuǎn)換；所述的編碼/解碼器，用于將接收到的分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)換為電纜傳輸?shù)拇芯幋a，同時(shí)將接收到的井下儀器發(fā)送上來的編碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊能夠識(shí)別的指令；所述的電平轉(zhuǎn)換器，用于將串行編碼匹配調(diào)制到直流供電的單芯電纜上，并在接收數(shù)據(jù)的通道首先隔直流，濾波并提取有效信息，經(jīng)編解碼器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊能夠識(shí)別的指令。
[0015]所述的編碼控制器由通信邏輯控制電路、抗干擾電路、電壓調(diào)整電路、交直流轉(zhuǎn)換器和點(diǎn)火控制電路組成；所述的通信邏輯控制電路包括可編程模塊、輸入輸出接口、串行通信接口、預(yù)定標(biāo)器和中央處理器，用于實(shí)現(xiàn)與地面監(jiān)控儀的雙向通信，與下級(jí)編碼控制器的連通，并對(duì)電纜傳輸信號(hào)進(jìn)行濾波、整形、解釋處理，完成信號(hào)指定動(dòng)作后，對(duì)地面進(jìn)行回碼；所述的抗干擾電路包括整流電橋電路，整流電橋電路，用于對(duì)經(jīng)由電源輸入端輸入的能量進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換；所述的電壓調(diào)整電路一端接地，一端同時(shí)連接到中央處理器和時(shí)鐘電路，用于對(duì)從整流電橋電路接受的到的工作電源轉(zhuǎn)換為邏輯控制電路和時(shí)鐘電路所需要的電壓；時(shí)鐘電路一端接地，一端連接電壓調(diào)整電路，一端連接中央處理器，時(shí)鐘電路，用于提供處理器工作所需要的時(shí)鐘；所述的點(diǎn)火控制電路由電子開關(guān)和點(diǎn)火器以及儲(chǔ)能電容器組成，一方面用于濾除整流電橋電路輸出的高頻信號(hào)，一方面用于在邏輯控制電路的控制下對(duì)輸出給點(diǎn)火控制裝置的能量進(jìn)行安全控制。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0017]本實(shí)用新型提供的編碼起爆控制裝置，通過設(shè)置地面監(jiān)控儀和編碼控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下分級(jí)射孔的精確控制。射孔工藝技術(shù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工效，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0018]本實(shí)用新型通過在編碼控制器中設(shè)置抗干擾電路，因而能夠隔離電纜中的雜散電流，防止雷管意外起爆，且本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有控制電路在級(jí)數(shù)上有限的限制，通過相互串聯(lián)多個(gè)編碼控制器，使得該裝置能夠到12級(jí)甚至更多，同時(shí)通過設(shè)置交直流轉(zhuǎn)換器，使得該裝置能可靠起爆EFI雷管和磁電雷管，應(yīng)用范圍更廣，克服了現(xiàn)有技術(shù)中只能起爆EFI雷管的技術(shù)問題。
[0019]本實(shí)用新型提供的編碼起爆控制裝置與普通的電纜射孔比較，該裝置一次下井可以進(jìn)行多次射孔作業(yè)，大大節(jié)省射孔作業(yè)時(shí)間及成本，普通一次電纜射孔作業(yè)時(shí)間大概是2小時(shí)，如果井下有4、5個(gè)射孔層位，大概需要十小時(shí)左右時(shí)間，而該裝置可以一次完成多次射孔作業(yè)，大概三小時(shí)就可以完成，在遇到水平井等復(fù)雜射孔作業(yè)時(shí)，同時(shí)大大節(jié)省成本，且射孔起爆是通過編碼控制器進(jìn)行控制，不受電纜中雜散電流的干擾，大大提高了射孔作業(yè)的安全性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型提供的編碼起爆控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型提供的分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型提供的地面監(jiān)控儀結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型提供的編碼控制器結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型提供的編碼控制器另一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]參見圖1至圖5，一種編碼起爆控制裝置，包括地面系統(tǒng)和井下系統(tǒng)，所述的地面系統(tǒng)包括地面監(jiān)控儀和含有分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊的計(jì)算機(jī)，井下系統(tǒng)包括多個(gè)裝在不同射孔器內(nèi)的編碼控制器，所述的地面監(jiān)控儀通過USB連接線連接到計(jì)算機(jī)上，多個(gè)編碼控制器相互串聯(lián)后通過單芯電纜與地面監(jiān)控儀的輸出端串聯(lián)。
[0027]所述的分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊，用于設(shè)定射孔的參數(shù)，并根據(jù)設(shè)定的射孔參數(shù)生成射孔指令序列并將射孔指令序列傳輸給地面監(jiān)控儀，同時(shí)接收編碼控制器反饋的攜帶有操作結(jié)果以及作業(yè)信息的射孔信號(hào)來判斷各級(jí)射孔器的狀態(tài)，以便操作地面監(jiān)控儀；
[0028]所述的地面監(jiān)控儀，用于接收分級(jí)射孔選發(fā)控制模塊發(fā)出的控制指令，并將其接收到的控制指令轉(zhuǎn)換為編碼信號(hào)加載到單芯電纜上向井下系統(tǒng)的編碼控制器發(fā)出，以便監(jiān)控井下各級(jí)射孔器狀態(tài)，并實(shí)施選發(fā)射孔動(dòng)作，同時(shí)接收井下反饋的信息編碼，編譯后送計(jì)算機(jī)分析處理；
[0029]所述的編碼控制器，用于接收地面監(jiān)控儀發(fā)出的編碼信號(hào)，并根據(jù)編碼信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的檢測(cè)及點(diǎn)火操作，同時(shí)對(duì)自身開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并把檢測(cè)結(jié)果經(jīng)編碼后發(fā)送給地面系統(tǒng)的地面監(jiān)控儀。見附圖1，本實(shí)用新型