一種編碼起爆控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展過程中占據(jù)著舉足輕重的地位。改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，對自然資源特別是石油的依賴日益顯現(xiàn)。我國是個石油匱乏的國家，每年一半以上的需求都需要進口，而與此相對應(yīng)的是，我國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，是擺在我國石油儀器工作者面前非常迫切的問題。
[0003]由于我國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油層，工作精力主要浪費在起下電纜上，效率較低，特別是油層多的油井這種情況更加明顯。同時這對電纜的磨損也比較大，將顯著影響其使用壽命。
[0004]因此多級射孔作業(yè)，保證每級射孔槍的可靠引爆，成為石油開采研宄中的一個熱門課題。
[0005]關(guān)于油氣井電纜射孔用分級起爆系統(tǒng)，國外一些公司如斯倫貝謝、阿特拉斯有相關(guān)的產(chǎn)品，但價格過高。國外采用的是一種類似計算機指令進行選發(fā)射孔的系統(tǒng)，由地面的計算機發(fā)出不同進位的指令，通過電纜到達井下的處理中心，處理中心分出若干聯(lián)線連接至各射孔彈，可進行多次射孔，但是造價昂貴。德國DYNA energetics公司研發(fā)的適用于油田的選發(fā)電子雷管，裝配在多級連串的射孔槍內(nèi)，通過地面控制面板來起爆，實現(xiàn)井下分級射孔。
[0006]國內(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，就很難實現(xiàn)井下分級射孔的準確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種安全性高、引爆準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]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(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)控儀和含有分級射孔選發(fā)控制模塊的計算機，井下系統(tǒng)包括多個裝在不同射孔器內(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算機上，多個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)信息的射孔信號來判斷各級射孔器的狀態(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)控井下各級射孔器狀態(tài)，并實施選發(fā)射孔動作，同時接收井下反饋的信息編碼，編譯后送計算機分析處理；
[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，并根據(jù)編碼信號執(zhí)行相應(yīng)的檢測及點火操作，同時對自身開關(guān)狀態(tài)進行檢測，并把檢測結(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，并輸出檢測信號以使編碼控制器檢測各級射孔器的信息，并向射孔指令輸出及反饋模塊反饋各級射孔器的狀態(tài)，以便射孔指令輸出及反饋模塊判斷各級射孔器的狀態(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，用于與分級射孔選發(fā)控制模塊的通信，并接收分級射孔選發(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，同時接收人工輸入信號，實現(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)換為分級射孔選發(fā)控制模塊能夠識別的指令；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)換為分級射孔選發(fā)控制模塊能夠識別的指令。
[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)定標器和中央處理器，用于實現(xiàn)與地面監(jiān)控儀的雙向通信，與下級編碼控制器的連通，并對電纜傳輸信號進行濾波、整形、解釋處理，完成信號指定動作后，對地面進行回碼；所述的抗干擾電路包括整流電橋電路，整流電橋電路，用于對經(jīng)由電源輸入端輸入的能量進行極性轉(zhuǎn)換；所述的電壓調(diào)整電路一端接地，一端同時連接到中央處理器和時鐘電路，用于對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鐘電路所需要的電壓；時鐘電路一端接地，一端連接電壓調(diào)整電路，一端連接中央處理器，時鐘電路，用于提供處理器工作所需要的時鐘；所述的點火控制電路由電子開關(guān)和點火器以及儲能電容器組成，一方面用于濾除整流電橋電路輸出的高頻信號，一方面用于在邏輯控制電路的控制下對輸出給點火控制裝置的能量進行安全控制。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0017]本發(fā)明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現(xiàn)了對井下分級射孔的精確控制。射孔工藝技術(shù)，降低勞動強度，提高工效，有著重要的現(xiàn)實意義。
[0018]本發(fā)明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，且本發(fā)明克服了現(xiàn)有控制電路在級數(shù)上有限的限制，通過相互串聯(lián)多個編碼控制器，使得該裝置能夠到12級甚至更多，同時通過設(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]本發(fā)明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行多次射孔作業(yè)，大大節(jié)省射孔作業(yè)時間及成本，普通一次電纜射孔作業(yè)時間大概是2小時，如果井下有4、5個射孔層位，大概需要十小時左右時間，而該裝置可以一次完成多次射孔作業(yè)，大概三小時就可以完成，在遇到水平井等復(fù)雜射孔作業(yè)時，同時大大節(jié)省成本，且射孔起爆是通過編碼控制器進行控制，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為本發(fā)明提供的編碼起爆控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明提供的分級射孔選發(fā)控制模塊結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0022]圖3為本發(fā)明提供的地面監(jiān)控儀結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0023]圖4為本發(fā)明提供的編碼控制器結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0024]圖5為本發(fā)明提供的編碼控制器另一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[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)控儀和含有分級射孔選發(fā)控制模塊的計算機，井下系統(tǒng)包括多個裝在不同射孔器內(nèi)的編碼控制器，所述的地面監(jiān)控儀通過USB連接線連接到計算機上，多個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)信息的射孔信號來判斷各級射孔器的狀態(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)控井下各級射孔器狀態(tài)，并實施選發(fā)射孔動作，同時接收井下反饋的信息編碼，編譯后送計算機；
[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，并根據(jù)編碼信號執(zhí)行相應(yīng)的檢測及點火操作，同時對自身開關(guān)狀態(tài)進行檢測，并把檢測結(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，本發(fā)明的整個過程其實就是