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编码式分级射孔仪器

阅读：1027发布：2020-08-16

专利汇可以提供编码式分级射孔仪器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种编码式分级选发射孔仪。包括由射孔枪、雷管、雷管控制系统组成的射孔单元，以及通过电缆连接的多级射孔单元、测井地面系统和通讯系统，多级射孔单元按编码顺序连接电缆后，中间通过地面控制系统与测井地面系统和通讯系统连接；其中每支射孔单元的雷管控制系统是由电源电路、脉冲接收电路、MCU、电子开关、电子开关控制电路连接组成；地面控制系统包括D/A转换器，与D/A转换器相连接的MCU；地面控制系统与雷管控制系统之间的通信方式为脉冲信号。本仪器通过地面控制系统和雷管控制系统的脉冲开关控制，在确定井下状态正确无误的前提下，通知程控电源送出点火信号，完成本层位的射孔，并准备下一层位的作业。，下面是编码式分级射孔仪器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种编码式分级射孔仪器，包括由射孔枪、雷管、雷管控制系统组成的射孔单元，以及通过电缆连接的多级射孔单元、测井地面系统和通讯系统，其特征是：多级射孔单元按编码顺序连接电缆后，中间通过地面控制系统与测井地面系统和通讯系统连接；其中每支射孔单元的雷管控制系统是由电源电路、脉冲接收电路、MCU、电子开关、电子开关控制电路连接组成；地面控制系统包括D/A转换器，与D/A转换器相连接的 MCU；地面控制系统与雷管控制系统之间的通信方式为脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的编码式分级射孔仪器，其特征是：电子开关采用双联分级脉冲开关，分别连接到下一级射孔单元和本级射孔单元的雷管。
3.根据权利要求1或2所述的编码式分级射孔仪器，其特征是：所述地面控制系统与通信系统之间通过USB相连接。

说明书全文

编码式分级射孔仪器

技术领域

[0001] 本发明属油田勘探开发领域的射孔仪，尤其涉及一种编码式分级选发射孔仪。

背景技术

[0002] 页岩油气层勘探开发一般采取电缆分级桥塞、射孔、压裂的施工方法，其主要构成包括由射孔枪、雷管、雷管控制系统组成的射孔单元，以及通过电缆连接的多级射孔单元、测井地面系统和通讯系统。其中雷管控制系统和测井地面系统大都采用液控分级点火射孔方式，如果某支射孔枪进水，会导致射孔枪混乱起爆，层位射错，难以保证作业安全。

发明内容

[0003] 本发明为解决现在施工中某支射孔枪进水，导致射错层位的弊端，提供了一种一次下井可携带多支射孔枪的编码式分级射孔仪器。

[0004] 本发明的技术解决方案是：包括由射孔枪、雷管、雷管控制系统组成的射孔单元，以及通过电缆连接的多级射孔单元、测井地面系统和通讯系统，多级射孔单元按编码顺序连接电缆后，中间通过地面控制系统与测井地面系统和通讯系统连接；其中每支射孔单元的雷管控制系统是由电源电路、脉冲接收电路、MCU、电子开关、电子开关控制电路连接组成；地面控制系统包括D/A转换器，与D/A转换器相连接的MCU；地面控制系统与雷管控制系统之间的通信方式为脉冲信号。

[0005] 电子开关采用双联分级脉冲开关，分别连接到下一级射孔单元和本级射孔单元的雷管。所述地面控制系统与通信系统之间通过USB相连接。

[0006] 本发明具有以下优点：1.遵循油田现有测井地面系统及测井仪器的接口和操作规范，保证了所设计的新型仪器与现行装备的兼容性，减少了仪器推广过程中的费用。

[0007] 2.将MCU、高精度程控电源、高温功率器件等先进的技术应用到新研制的仪器中，保证了仪器的可靠性。

[0008] 3. 本仪器通过地面控制系统和雷管控制系统的脉冲开关控制，在确定井下状态正确无误的前提下，通知程控电源送出点火信号，完成本层位的射孔，并准备下一层位的作业。在这个过程中，用户可随时中断，并使系统恢复初始状态。彻底解决了原有液控分级点火射孔方式存在的某支射孔枪进水，会导致射孔枪混乱起爆，层位射错，难以保证作业安全的问题。附图说明

[0009] 图1为本发明系统组成框图；图2为本发明井下射孔单元的系统框图；
图3为本发明软件系统框图。

[0010] 图中CPS代表一个射孔单元；GUN代表一个射孔枪；MCU代表多点控制单元或称单片微型计算机。

具体实施方式

[0011] 结合附图，一种编码式分级射孔仪器总体方案包括：射孔枪及雷管、雷管控制系统、地面控制系统，以及与地面控制系统相连接的通信系统。

[0012] 上述通信系统的输出端还设置有上位机，上位机需运行本仪器专用软件。

[0013] 上述地面控制系统包括D/A转换器，与D/A转换器相连接的MCU；所述地面控制系统还包括电源电路。

[0014] 上述射孔枪中安装有雷管及雷管控制系统。

[0015] 上述雷管控制系统包括电源电路、脉冲接收电路、MCU、电子开关、电子开关控制电路。

[0016] 上述电子开关包括高温功率器件。

[0017] 上述电子开关的输出端与雷管相连接。

[0018] 上述地面控制系统的输出端与雷管控制系统的输入端通过电缆相连接。

[0019] 上述地面控制系统与雷管控制系统之间的通信方式为脉冲信号。

[0020] 上述地面控制系统与通信系统之间通过USB相连接。

[0021] 参见图1：地面控制系统安装在测井地面系统与绞车之间。计算机发出的命令在地面经过D/A电路变成脉冲形式并通过电缆传到井下。不同的脉冲将使雷管控制系统打开不同的电子开关，以连通下一级射孔枪，或者连通本级射孔枪的雷管。脉冲发送完成后，所有井下雷管控制系统的电子开关全部就位，此时地面控制系统将发送点火信号，将选中的雷管引爆。

[0022] 参见图2：缆芯通过电源电路为雷管控制系统的MCU提供工作电源。MCU通过脉冲接收电路对地面控制系统下发的脉冲进行分辨；脉宽较小的脉冲将使MCU闭合A开关，也就是将缆芯连接到下一级射孔枪；脉宽较大的脉冲将使MCU闭合B开关，也就是将缆芯连接到本级射孔枪的雷管。无论缆芯连接的是20V的工作电源还是200V的点火电源，MCU都将正常工作，所有的电子开关也将永远保持在最新的状态，直至MCU的电源被断掉。

[0023] 参见图3：本仪器配套的专用软件基于VC++ 6.0设计。软件通过控制系统底层通信模块与地面控制系统通信，能够完成本次射孔枪号的选择，并能实现对整个射孔枪串的状态监测。软件通过程控电源底层通信模块与程控电源通信，能够完成对程控电源的详细控制，并能实现对电源供电及点火情况的完整监测。软件的调度模块使软件能够配合地面控制系统准确地实现任务触发和用户的中断操作。

[0024] 本仪器的操作过程如下：首先要在井下仪断电的情况下对射孔枪进行校深，使其定位到最底部的射孔层位；打开对井下仪的供电，使所有开关处于初始打开位置，并且雷管控制系统的MCU等待接收控制脉冲；软件将本次要引爆的射孔枪编号发送给地面控制系统，地面控制系统会发送相应的脉冲序列给井下仪；脉冲序列控制井下的电子开关动作到正确的位置；地面控制系统在确定井下状态正确无误的前提下，通知程控电源送出点火信号，完成本层位的射孔，并准备下一层位的作业。在这个过程中，用户可随时中断，并使系统恢复初始状态。

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