CN112761593A - 一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置及方法，其中，一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置，包括：桥塞、桥塞坐封工具、一级射孔枪、点火机构、起爆控制器以及加压机构；所述起爆控制器的一端连接所述一级射孔枪，另一端连接连续油管；所述加压机构与所述连续油管连接；所述桥塞连接所述桥塞坐封工具，所述桥塞坐封工具连接所述一级射孔枪；所述点火机构分别安装在所述桥塞坐封工具以及所述一级射孔枪内部；所述起爆控制器通过线路连接所述点火机构。以解决以往加压起爆点火时会存在无法使井筒内部建立有效的起爆压力、井内激动压力过大，导致桥塞坐封工具内部的点火头误起爆、不能将射孔枪上提到指定位置，导致出现误射孔的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油田开采分簇射孔领域，具体说是一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置及方法。
背景技术
水平井套管分段射孔大规模压裂是致密油、页岩油的有效开发方式，主要采用长水平段、多段簇、高排量、大液量的压裂方式改善渗流条件，提高地层能量、提高单井初始产量和最终采收率。分簇射孔与桥塞联作技术是水平井套管分段射孔大规模压裂的重要支撑技术，可实现油气井的分段压裂。分簇射孔与桥塞联作技术的原理是将射孔器和桥塞输送至目的层，一次下井完成桥塞坐封和分段射孔。通过桥塞封堵已压裂井段，并对未压裂井段进行分簇射孔，为水力压裂提供流体注入地层的孔道，随后对该井段进行压裂施工，压裂施工结束后再次采用分簇射孔与桥塞联作完成下一井段的压裂。
但在套变井或井况条件差导致不能泵送的井就只能使用连续油管延时分簇射孔与桥塞联作技术来完成施工。连续油管延时分簇射孔与桥塞联作技术工艺原理是：将工具串下放到预定位置，通过环空进行逐步加压，当压力通过工具侧孔达到设定压力后，便会引爆桥塞工具上安装的点火头，点火头再激发桥塞火药，利用坐封工具完成坐塞作业。在射孔枪和桥塞分离后，将工具最上方的射孔枪提至射孔段位置，通过连续油管内加压，激发点火头引爆第1支射孔枪，并最终完成第1簇射孔。与此同时，第1簇射孔后激发了下面的导爆索，并激发第2支射孔枪的起爆器，起爆器引爆延时起爆装置，延时火药经过7-10分钟的燃烧，再引爆第2支射孔枪。由于存在延时作用，第2支枪不会马上引燃，在此时间间隔内，将第2段射孔枪上提至第2段第2个射孔位置完成第2簇射孔。以此类推，完成后续射孔段的射孔作业。
该技术存在以下问题：1、当井筒有渗漏时，井筒内无法建立较高的起爆压力，则难以实现环空加压坐封桥塞。2、在下管过程中，桥塞坐封工具的压力点火头受井筒内瞬间压力变化的影响大，顿钻、溜钻或连续油管下速过快会造成井内的激动压力过大，存在发生误起爆事故的风险。3、延时装置启动后，在上提枪串过程中，连续油管滚筒设备出现问题，无法上提枪串，而延时装置无法终止起爆，会导致误射孔事故发生。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置及方法，以解决以往通过向井筒内部加压起爆点火时会存在以下问题，1、当井筒内部出现渗漏时无法使井筒内部建立有效的起爆压力，不能实现桥塞坐封。2、在下管过程中，由于井下压力不断变化或因设备问题导致井内激动压力过大，会导致桥塞坐封工具内部的点火头误起爆。
第一方面，本发明提供一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置，包括：桥塞、桥塞坐封工具、一级射孔枪、点火机构、起爆控制器以及加压机构；
所述起爆控制器的一端连接所述一级射孔枪，另一端连接连续油管，所述起爆控制器用于检测所述连续油管内部压力；
所述加压机构与所述连续油管连接，所述加压机构用于调节所述连续油管内部压力；
所述桥塞连接所述桥塞坐封工具，所述桥塞坐封工具连接所述一级射孔枪；
所述点火机构分别安装在所述桥塞坐封工具以及所述一级射孔枪内部；
所述起爆控制器通过线路连接所述点火机构，所述起爆控制器还用于控制所述点火机构进行点火。
优选地，所述起爆控制器包括：单片机以及压力检测仪；
所述单片机通过线路分别与所述点火机构以及所述压力检测仪连接，所述压力检测仪用于检测所述连续油管内部压力并传输给所述单片机，所述单片机用于根据所述压力监测仪检测到的压力变化控制所述点火机构点火。
优选地，所述加压机构包括：泵车以及注水管；
所述泵车通过所述注水管与所述连续油管内部连通。
优选地，所述点火机构包括：第一起爆电路模块、第一磁电雷管、第二起爆电路模块以及第二磁电雷管；
所述第一磁电雷管、所述第一起爆电路模块安装在所述桥塞坐封工具一端内部，所述第一磁电雷管连接所述第一起爆电路模块；
所述起爆控制器通过第一二极管正向连接所述第一起爆电路模块；
所述第二磁电雷管以及所述第二起爆电路模块安装在所述一级射孔枪一端内部，所述第二磁电雷管连接所述第二起爆电路模块；
所述起爆控制器通过第二二极管反向连接所述第二起爆电路模块。
优选地，还包括：二级射孔枪；
所述二级射孔枪的一端与所述一级射孔枪的另一端连接；
所述点火机构还包括：第三磁电雷管、第三起爆电路模块、压力导通开关；
所述第三磁电雷管、所述第三起爆电路模块安装在所述二级射孔枪一端内部，所述第三磁电雷管通过线路连接所述第三起爆电路模块，所述第三起爆电路模块正向连接第三二极管；
所述压力导通开关安装在所述二级射孔枪的一端，所述起爆控制器通过所述压力导通开关反向连接所述第二二极管。
优选地，所述压力检测仪为：压力传感器。
第二方面，本发明提供一种智能压力控制射孔与桥塞联作方法，包括如下步骤：
步骤S1：在起爆控制器内部预先设定起爆压力序列值；
步骤S2：将智能压力控制射孔与桥塞联作装置通过连续油管下入井下目的层；
步骤S3：通过加压机构对连续油管内部进行阶梯加压；
步骤S4：通过所述起爆控制器检测并判断所述连续油管内部实时压力序列值与所述起爆压力序列值是否相同，若相同则控制点火机构对桥塞坐封工具进行点火；
步骤S5：将一级射孔枪移动至井下需要射孔层段；
步骤S6：通过所述加压机构对所述连续油管内部进行阶梯加压；
步骤S7：所述起爆控制器检测并判断所述连续油管内部实时压力序列值与所述起爆压力序列值是否相同，若相同则所述起爆压力控制器控制所述点火机构对所述一级射孔枪进行点火。
优选地，在所述步骤S1中，所述起爆压力序列值包括：正向起爆压力序列值以及负向起爆压力序列值；
当所述连续油管内部的所述实时压力序列值与所述正向起爆压力序列值相同，则所述起爆控制器发出正电压控制所述点火机构点火，引爆所述桥塞坐封工具；
当所述连续油管内部的所述实时压力序列值与所述负向起爆压力序列值相同，则所述起爆控制器发出负电压控制所述点火机构点火，引爆所述一级射孔枪。
优选地，所述步骤S2：将智能压力控制射孔与桥塞联作装置通过连续油管下入井下目的层的步骤包括：
步骤S201：在所述起爆控制器内部预先设定启动压力值范围；
步骤S202：将所述智能压力控制射孔与桥塞联作装置置于井口内部并逐渐下入井下；
步骤S203：所述起爆控制器检测所述连续油管内部实时压力值，并判断该实时压力值是否在所述启动压力值范围内，若为是，则所述起爆控制器开启井下供电模式，否则为井上模式；
步骤S204：当所述起爆控制器为井下模式时，所述起爆控制器采集所述连续油管内部实时压力值，并判断所述实时压力值与井下目的层静压值是否相同，若相同则停止下井。
优选地，还包括以下步骤：
步骤S205:在所述起爆压力控制器内预设等待计数值；
步骤S206:所述起爆控制器采集并判断所述连续油管内部实时压力值是否与所述静压值相同，若相同，则进行计数累加，该累加值为第二计数值，若不相同，则回到所述步骤S201；
步骤S207:判断所述第二计数值是否与等待计数值相等，若相等，则执行所述步骤S3，若不相等,则回到步骤S206。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置及方法，通过设置起爆控制器控制起爆条件和加压机构控制连续油管内压力，以解决了以往通过向井筒内部加压起爆点火时会存在的，1、当井筒内部出现渗漏时无法使井筒内部建立有效的起爆压力，不能实现桥塞坐封。2、在下管过程中，由于井下压力不断变化或因设备问题导致井内激动压力过大，会导致桥塞坐封工具内部的点火头误起爆。3、在上提射孔枪进行射孔时，由于连续油管滚筒设备出现问题，使延时射孔枪没有上提到指定位置，导致出现误射孔的问题。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置的结构示意图。
图2是本发明实施例一种智能压力控制射孔与桥塞联作方法的流程图。
图3是本发明实施例中射孔与桥塞联作装置下入井下目的层阶段系统逻辑示意图。
图4是本发明实施例中等待阶段系统逻辑示意图。
图5是本发明实施例中起爆压力识别阶段系统逻辑示意图。
图6是本发明实施例中延时及点火阶段系统逻辑示意图。
图7是本发明实施例中正向起爆压力序列值阶梯压力起爆曲线图。
图8是本发明实施例中负向起爆压力序列值的阶梯压力起爆曲线图。
在图中，1-起爆控制器， 4-二级射孔枪，5-第三二极管，6-压力导通开关，9-一级射孔枪，10-第一二极管，11-第二二极管，13-第一起爆电路模块，15-第一磁电雷管，17-桥塞坐封工具，18-桥塞。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
图1是本发明实施例一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置的结构示意图。图2是本发明实施例一种智能压力控制射孔与桥塞联作方法的流程图。图3是本发明实施例中射孔与桥塞联作装置下入井下目的层阶段系统逻辑示意图。图4是本发明实施例中等待阶段系统逻辑示意图。图5是本发明实施例中起爆压力识别阶段系统逻辑示意图。图6是本发明实施例中延时及点火阶段系统逻辑示意图。图7是本发明实施例中正向起爆压力序列值阶梯压力起爆曲线图。图8是本发明实施例中负向起爆压力序列值阶梯压力起爆曲线图。如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置，包括：桥塞18、桥塞坐封工具17、一级射孔枪9、点火机构、起爆控制器1以及加压机构；起爆控制器1的一端连接一级射孔枪9，另一端连接连续油管，起爆控制器1用于检测连续油管内部压力；加压机构与连续油管连接，加压机构用于调节连续油管内部压力；桥塞18连接桥塞坐封工具17，桥塞坐封工具17连接一级射孔枪9；点火机构分别安装在桥塞坐封工具17以及一级射孔枪9内部；起爆控制器1通过线路连接点火机构，起爆控制器1还用于控制点火机构进行点火。
在本发明实施例中，一级射孔枪9的一端通过枪间接头螺纹连接桥塞坐封工具17的一端，另一端通过枪间接头连接起爆控制器1的一端，起爆控制器1内部安装有电池，起爆控制器1通过线路连接点火机构，起爆控制器1的另一端连接连续油管。
在进行射孔与桥塞坐封时，将桥塞18、桥塞坐封工具17、一级射孔枪9以及起爆控制器1连接形成的工具串通过连续油管下入井下目的层，启动加压机构，加压机构对连续油管内部进行加压，起爆控制器1连续油管内部压力进行检测判断，当连续油管内部的压力变化值符合预定条件时，起爆控制器1控制点火机构点火，引爆桥塞坐封工具17内部的桥塞火药，火药燃烧产生气体膨胀做功，推动筒体滑动，剪断销钉，完成桥塞坐封。
上提连续油管带动一级射孔枪9运动至射孔层段，加压机构对连续油管内部进行加压，起爆控制器1对连续油管内部实时压力值进行检测判断，当连续油管内部压力变化值符合预定条件时，起爆控制器1控制点火机构点火，引爆一级射孔枪9完成射孔。
在本发明及图1中，起爆控制器1包括：单片机以及压力检测仪；单片机通过线路分别与点火机构以及压力检测仪连接，压力检测仪用于检测连续油管内部压力并传输给单片机，单片机用于根据压力监测仪检测到的压力变化控制点火机构点火。
在本发明实施例中，单片机与压力检测仪安装在起爆控制器1内部，单片机通过线路连接电池。在进行射孔与桥塞坐封时，通过连续油管将工具串入井下，在下井过程中，压力检测仪实时检测连续油管内部压力并传输给单片机，单片机通过压力检测仪传输的压力值判断工具串是否处于目的层，判断到达目的层后，加压机构向连续油管内部加压，压力检测仪将实时压力值传输给单片机，单片机判断若该实时压力值符合预定条件，则发出信号控制点火机构点火，引爆桥塞坐封工具17完成桥塞18坐封。桥塞坐封完成后，上提连续油管至要射孔层段，加压机构向连续油管内部加压，单片机通过压力检测仪检测并判断实时压力值符合预定条件时，则发出信号控制点火机构点火，引爆一级射孔枪9，完成射孔。
在本发明及图1中，加压机构包括：泵车以及注水管；泵车通过注水管与连续油管内部连通。
在本发明实施例中，泵车设置在地面上，通过注水管连通连续油管内部，当需要对连续油管内部进行加压时，启动泵车将水通过注水管注入连续油管内部，从而调节连续油管内部压力。
在本发明及图1中，点火机构包括：第一起爆电路模块13、第一磁电雷管15、第二起爆电路模块以及第二磁电雷管；第一磁电雷管15、第一起爆电路模块13安装在桥塞坐封工具17一端内部，第一磁电雷管15连接第一起爆电路模块13；起爆控制器1通过第一二极管10正向连接第一起爆电路模块13；第二磁电雷管以及第二起爆电路模块安装在一级射孔枪9一端内部，第二磁电雷管连接第二起爆电路模块；起爆控制器1通过第二二极管11反向连接第二起爆电路模块。
在本发明实施例中，单片机的线路延伸至一级射孔枪9内部时，在一级射孔枪9内部通过分线分别连接第一二极管10与第二二极管11，其中，与第一二极管10为正向连接，与第二二极管11为反向连接。在进行桥塞坐封起爆时，单片机发出正电压信号传输给第一二极管10，第一二极管10传输给与其连接的第一起爆电路模块13，第一起爆电路模块13将单片机传输的直流电转换为交流电传输给第一磁电雷管15，从而引爆第一磁电雷管15，第一磁电雷管15引爆桥塞坐封工具17一端的点火器，点火器将第一磁电雷管15的爆轰转换成火焰输出，从而点燃桥塞坐封工具17内部桥塞火药，桥塞火药燃烧产生气体，气体膨胀形成压力做功推动推筒本体滑动，剪断销钉，完成桥塞坐封。
桥塞坐封完成后，连续油管上提，将一级射孔枪9提升至射孔层段，单片机发出负电压信号传输至第二二极管11，第二二极管11传输给与其连接的第二起爆电路模块，第二起爆电路模块将直流电转换为交流电后传输给第二磁电雷管，第二磁电雷管引爆使一级射孔枪9完成射孔。
其中，当单片机输出正电压时，电流通过第一二极管10传输至与其连接的第一起爆电路模块13，但不会通过第二二极管11，从而防止在引爆桥塞坐封工具17时，一级射孔枪9发生连爆。当单片机输出负电压时，电流通过第二二极管11传输至与其连接的第二起爆电路模块，从而引爆第一射孔枪9，实现了桥塞坐封与射孔分级作业。
在本发明及图1中，还包括：二级射孔枪4；二级射孔枪4的一端与一级射孔枪9的另一端连接；点火机构还包括：第三磁电雷管、第三起爆电路模块、压力导通开关6；第三磁电雷管、第三起爆电路模块安装在二级射孔枪4一端内部，第三磁电雷管通过线路连接第三起爆电路模块，第三起爆电路模块正向连接第三二极管5；压力导通开关6安装在二级射孔枪4的一端，起爆控制器1通过压力导通开关6反向连接第二二极管11。
在本发明实施例中，一级射孔枪9的另一端与二级射孔枪4一端通过枪间接头螺纹连接，压力导通开关6安装在枪间接头内部，单片机通过压力导通开关6反向连接第二二极管11。
当一级射孔枪9射孔时，井筒内压力瞬间增大，将推动压力导通开关6内部弹簧插针，使其在压力作用下断开与第二二极管11之间导线，连通与第三二极管5之间导线，从而连通单片机与第三二极管5之间线路。
在一级射孔枪9完成射孔后，将二级射孔枪4上提至下一射孔层段。单片机发出正电压信号通过压力导通开关6传输至第三二极管5，再从第三二极管5传输至与其连接的第三起爆电路模块，第三起爆电路模块将电流转换后传输给第三磁电雷管，第三磁电雷管引爆完成二级射孔枪4射孔操作。
其中，桥塞坐封工具17通过正向第一二极管10与单片机连接，一级射孔枪9通过反向第二二极管11、压力导通开关6与单片机连接，二级射孔枪4通过正向第三二极管5、压力导通开关6与单片机连接，通过单片机输出正、负电压实现分级引爆。
在实际应用中，如需要增加三级、四级射孔枪时，通过上述方法，在三、四级射孔枪内分别安装二极管，并且分别在三、四级射孔枪一端安装压力导通开关6。相邻的射孔枪内部二极管方向相反，即三级射孔枪内的二极管为反向连接，二级射孔枪4射孔完毕后推动三级射孔枪一端的压力导通开关6连通单片机与其内部二极管之间电路，当输入负电压时，即可引爆三级射孔枪。四级射孔枪内部二极管的为正向连接，三级射孔枪射引爆时，四级射孔枪一端的压力导通开关6导通单片机与四级射孔枪内部二极管之间电路，当输入正电压时，引爆四级射孔枪。
利用各级射孔枪中反向二极管的隔离作用，通过单片机正、负电压交替供电引爆，从而避免各级射孔枪连爆。在二级以上射孔枪安装压力导通开关6用于切断相邻射孔枪之间的线路，只有上一级射孔枪起爆时通过压力推动压力导通开关6连通与上一级射孔枪内二极管之间线路，才能进行引爆，防止输入正、负电压时，间隔的同向二极管连接的射孔枪发生连爆。同时，压力导通开关6还能够起到密封作用，防止上级射孔枪射孔后井筒内的液体从上级射孔枪进入下级射孔枪内部。
在本发明及图1中，压力检测仪为：压力传感器。
在本发明实施例中，压力传感器安装在起爆控制器1内部，压力传感器通过线路与单片机连接，在下井过程中，压力传感器实时检测井下压力传输给单片机，单片机通过压力值判断一级射孔枪9到达目的层。在桥塞坐封或射孔时，通过加压机构对连续油管内部加压，压力传感器将检测到的压力值变化传输给单片机，单片机控制桥塞坐封工具17和各级射孔枪引爆。
在本发明实施例中，桥塞18连接桥塞坐封工具17，桥塞坐封工具17与一级射孔枪9连接，一级射孔枪9连接二级射孔枪4，二级射孔枪4连接起爆控制器1，起爆控制器1连接连续油管。通过连续油管将桥塞18、桥塞坐封工具17、一级射孔枪9、二级射孔枪4以及起爆控制器1下入井内，在下井过程中，压力传感器将连续油管内部实时压力传输给单片机，单片机将井下实时压力与预设值进行对比，判断桥塞坐封工具17到达井下目的层后，通过加压机构向连续油管内部加压，压力传感器将检测到的连续油管内部压力值传输给单片机，单片机判断该实时压力值变化符合预定条件，控制输出正电压，通过第一二极管10传输给与其连接的第一起爆电路模块13，第一起爆电路模块13将直流电转换成交流电后传输给第一磁电雷管15，从而引爆第一磁电雷管15，完成桥塞坐封。桥塞坐封完成后，上提连续油管使一级射孔枪9到达射孔目的层段，加压机构向连续油管内部加压，压力传感器检测到实时压力值变化传输给单片机，单片机判断该压力变化符合预定值后，控制输出负电压，通过第二二极管11传输给与其连接的第二起爆电路模块，第二起爆电路模块将直流电转换为交流电后传输给第二磁电雷管，从而引爆第二磁电雷管，使一级射孔枪9完成射孔。在第二磁电雷管引爆同时，井内液体压力通过枪身上的射孔孔眼进入一级射孔枪9内部，液体压力推动压力导通开关6连通单片机与第三二极管5之间线路。将二级射孔枪4上提至下一射孔层段，单片机控制输出正电压，通过压力导通开关6传输至第三二极管5，第三二极管5将电流传输给与其连接的第三起爆电路模块，第三起爆电路模块将直流电转换为交流电后传输给第三磁电雷管，将第三磁电雷管引爆，完成二级射孔枪4射孔操作。
在本发明及图5、图6中，一种智能压力控制射孔与桥塞联作方法，包括如下步骤：步骤S1：在起爆控制器1内部预先设定起爆压力序列值；步骤S2：将智能压力控制射孔与桥塞联作装置通过连续油管下入井下目的层；步骤S3：通过加压机构对连续油管内部进行阶梯加压；步骤S4：通过起爆控制器1检测并判断连续油管内部实时压力序列值与起爆压力序列值是否相同，若相同则控制点火机构对桥塞坐封工具17进行点火；步骤S5：将一级射孔枪9移动至井下需要射孔层段；步骤S6：通过加压机构对连续油管内部进行阶梯加压；步骤S7：起爆控制器1检测并判断连续油管内部实时压力序列值与起爆压力序列值是否相同，若相同则起爆压力控制器控制点火机构对一级射孔枪9进行点火。
在本发明及图5、图6中，在步骤S1中，起爆压力序列值包括：正向起爆压力序列值以及负向起爆压力序列值；
当连续油管内部的实时压力序列值与正向起爆压力序列值相同，则起爆控制器1发出正电压控制点火机构点火，引爆桥塞坐封工具17；
当连续油管内部的实时压力序列值与负向起爆压力序列值相同，则起爆控制器1发出负电压控制点火机构点火，引爆一级射孔枪9。
在本发明实施例中，起爆控制器1内安装有单片机，连续油管内部安装有压力传感器，单片机通过线路与压力传感器连接，单片机通过线路连接电池。一级射孔枪9的一端连接桥塞坐封工具17，另一端连接二级射孔枪4，二级射孔枪4连接起爆控制器1。单片机内部安装有系统程序。点火机构分别安装在一级射孔枪9、二级射孔枪4一级桥塞坐封工具17内部，点火机构通过线路连接单片机。加压机构包括泵车，泵车通过注水管连通连续油管内部。
在步骤S2中:通过连续油管将智能压力控制射孔与桥塞联作装置（以下简称：射孔与桥塞联作装置）下入井下目的层，在下井过程中，压力传感器开始检测连续油管内部实时压力值并传输给单片机，单片机系统程序将判断压力传感器检测的实时压力值与系统程序内部预设的目的油层静液柱压力值（静压值）进行对比，判断是否一致，若一致，则说明射孔与桥塞联作装置已到达目的层。
在本发明实施例中，在实施步骤S3~S7的过程中，单片机系统的执行阶段为起爆压力识别阶段。
在步骤S1、S3中：射孔与桥塞联作装置到达井下目的层后，单片机系统进入起爆压力识别阶段，其中，单片机内部的系统程序中预先设定有起爆压力序列值，当射孔与桥塞联作装置到达目的层后，泵车通过注水管向连续油管内部注水，进行阶梯加压，阶梯加压的压力序列值为正向起爆压力序列值，其中，泵车加正向起爆压力序列值的阶梯加压过程为：加压到15 MPa以上，保压2Min，泄压到0MPa，保压2Min；加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min；加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min。
其中，从开始加压到15 MPa以上，保压2Min，泄压到0MPa，保压2Min，为第一压力波段，该压力波段为系统压力序列识别波段，系统将判断第一压力波段压力值与预设的系统压力序列识别波段压力值相同，则系统进入激发状态；后续加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min，为第二压力波段；加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min，为第三压力波段。第二压力波段与第三压力波段的压力序列值为正向起爆压力序列值。正向起爆压力序列值的阶梯压力起爆曲线如图7所示。
在步骤S4中：经过系统压力序列识别波段进入激发状态后，单片机系统程序持续通过压力传感器进行采样并计算实时压力值，并依次判断后续该实时压力值是否与预设的起爆压力序列值相同，若相同则进行计数累加，该累加值为起爆计数值；否则判断该实时压力值是否与静压值相同，若相同则系统重新进入第一波段识别，若不相同则继续采样并计算判断实时压力值。
当累加计数值等于系统预设采样点个数时，则判断是否完成系统预设所有压力波段识别，若完成，则系统将采集的所有压力波段压力序列值与预设的正向起爆压力序列值的编码曲线进行耦合匹配，由于泵车打压的系统误差及井下环境保压的现场因素，在两者曲线进行耦合匹配时，需要进行利用误差修正对系统整体进行误差补偿，当匹配完成符合预定起爆压力序列值时，则系统进入延时点火状态，若不相同则进入下一压力波段识别，系统重新采样并计算压力值。
若起爆计数值与预设采样点个数不同，则系统重新采样并计算压力值。上述起爆压力识别阶段系统逻辑如图5所示。该阶段用于不断判断采集的实时压力值是否与起爆压力序列值向匹配，若不匹配则要重新判断是否与静压值相同，从而避免因井下压力出现异常而发生误射孔问题。
如图6所示，在实时压力序列值与预设正向起爆压力序列值的编码曲线匹配成功后，单片机系统程序将进入延时点火阶段。在此过程中，系统程序会持续采样计算实时压力值，判断是否小于静压值，若小于，则系统程序会进入死循环，从而避免因发生意外情况井下压力变化，发生误射孔现象；若不小于，则进行计数值累加，该累加值为第一计数值，同时判断该第一计数值是否等于系统程序预设延时计数值，若不等于，则继续进行采样计算压力值；若等于，则单片机系统程序控制输出正电压，通过点火机构引爆桥塞坐封工具17完成桥塞坐封。上述过程为延时及点火阶段，该延时点火阶段系统逻辑如图6所示。该延时计数值用于在起爆前进行一段时间延时，该延时用于在引爆前给井口操作人员预留撤离时间，保证安全。
在步骤S5、S6中：桥塞坐封完成后，上提连续油管至一级射孔枪9到达射孔层段，泵车向连续油管内部注水，进行阶梯加压，阶梯加压的压力序列值为负向起爆压力序列值，负向起爆压力序列值阶梯加压过程为：加压到15 MPa以上，保压2Min，泄压到0MPa，保压2Min；加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min；加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min；加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min。负向起爆压力序列值的阶梯压力起爆曲线如图8所示。
其中，从开始加压到15 MPa以上，保压2Min，泄压到0MPa，保压2Min，为第一压力波段，该压力波段为系统压力序列识别波段，系统将判断第一压力波段压力值与预设的系统压力序列识别波段压力值相同，则系统进入激发状态；后续加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min，为第二压力波段；加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min，为第三压力波段，加压到15 MPa以上，保压1Min，泄压到0MPa，保压1Min，为第四压力波段。第二压力波段、第三压力波段以及第四压力波段的压力序列值为负向起爆压力序列值。负向起爆压力序列值的压力起爆曲线如图8所示。
在步骤S7中：按照负向起爆压力序列值进行加压后，系统程序将重复上述如图5所示的起爆压力识别阶段的逻辑执行过程，以及图6所示的延时点火逻辑执行过程，判断实时压力序列值与预设负向起爆压力序列值的编码曲线是否匹配，在匹配成功后，单片机系统输出负电压，通过点火机构引爆一级射孔枪9完成射孔。
系统对正向起爆压力序列值进行判断时，是在设定15min内连续识别2个压力波段信号并匹配编码曲线成功后执行起爆，系统对负向起爆压力序列值进行判断时，是在设定15min内连续识别3个压力波段信号并匹配编码曲线成功后执行起爆。若在第一压力波段系统进入激发状态后15min内编码指令不符，超过15min后起爆指令解除，系统将重置。
一级射孔枪9完成射孔后，连续油管上提至下一射孔层段，单片机系统输出正电压，通过点火机构引爆二级射孔枪4完成射孔。
在本发明及图3中，步骤S2：将智能压力控制射孔与桥塞联作装置通过连续油管下入井下目的层的步骤包括：步骤S201：在起爆控制器1内部预先设定启动压力值范围；步骤S202：将智能压力控制射孔与桥塞联作装置置于井口内部并逐渐下入井下；步骤S203：起爆控制器1检测连续油管内部实时压力值，并判断该实时压力值是否在启动压力值范围内，若为是，则起爆控制器1开启井下供电模式，否则为井上模式；步骤S204：当起爆控制器1为井下模式时，起爆控制器1采集连续油管内部实时压力值，并判断实时压力值与井下目的层静压值是否相同，若相同则停止下井。
在本发明实施例中，在实施步骤S201~S204的过程中，单片机系统的执行阶段为下井阶段。
在步骤S201中：在单片机的系统程序中需预设启动压力值。
在步骤S202中：启动压力传感器，将射孔与桥塞联作装置通过连续油管下入井口内部。
在步骤S203、S204中：射孔与桥塞联作装置逐渐下入井下过程中，单片机根据压力传感器检测到的实时压力值判断是否与启动压力值相同，启动压力值设定范围为2MPa～3MPa，若实时压力值处于该范围内，则说明射孔与桥塞联作装置已下入井下，单片机系统程序进入井下模式，否则为井上模式，该单片机系统开始进行间隔时段采样，此时单片机的采样率为1点/min，并将采样的实时压力值数据与单片机系统内部预设目的层静压值进行对比，判断是否已到达目的层，若与静压值不同，则继续进行采样判断，若与静压值一致，则说明射孔与桥塞联作装置已到达井下目的层，此时单片机采样率上升至1点/s。其中，井上模式与井下模式切换用于，当射孔与桥塞联作装置长时间处于井口未下入井下时，单片机不会进行快速间断时间采样，节省了电池电能。上述下井阶段单片机系统程序的逻辑如图3所示。
在本发明及图4中，还包括以下步骤：步骤S205:在起爆压力控制器内预设等待计数值；步骤S206:起爆控制器1采集并判断连续油管内部实时压力值是否与静压值相同，若相同，则进行计数累加，该累加值为第二计数值，若不相同，则回到步骤S201；步骤S207:判断第二计数值是否与等待计数值相等，若相等，则执行步骤S3，若不相等,则回到步骤S206。
在本发明实施例中，在实施步骤S205~S207的过程中，单片机系统的执行阶段为等待阶段。
在步骤S205、S206中：射孔与桥塞联作装置到达井下目的层后，系统程序进入起爆压力识别阶段之前，单片机系统程序将进入等待阶段，在等待阶段，单片机保持1点/s采样率，采样并计算当前实时压力值与静压值是否相等，若相等则进行计数累加，该累加值为第二计数值。
在步骤S207中：系统程序判断第二计数值等于预先设定的等待计数值时，则系统进入起爆压力识别阶段，对实时压力序列值与起爆压力序列值进行比较。若采样计算实时压力值与静压值不相等，则系统返回下井阶段重新执行。上述等待阶段单片机系统逻辑如图4所示。
该等待计数阶段用于进行延时，为井口操作预留时间，同时不断采样判断静压值，若出现井下压力与预设静压值不相同的情况，则不会执行步骤S4的点火过程，避免了误起爆操作。
本发明通过增加了起爆控制器1，并在其在系统中预设起爆压力序列值，避免了以往的单一压力加压起爆桥塞坐封工具与射孔枪时，装置在下井过程中，压力点火头受井筒内瞬间出现的压力变化的影响，顿钻、溜钻或连续油管下速过快会造成井内的激动压力过大，而发生误起爆事故的风险。起爆时必须要通过加压机构，向连续油管内部加压，且加压的压力值阶梯曲线与预设起爆压力序列值的序列编码一致才能进行起爆，避免了激动压力的影响。
通过设置点火机构与起爆控制器1配合，进行正、负电压交替供电点火，实现分级引爆，避免连爆。通过设置正、负向起爆压力序列值对桥塞坐封工具以及射孔枪分别控制引爆，防止桥塞坐封工具引爆后，在上提射孔枪过程中，连续油管内设备出现问题，无法上提设备串到达指定位置，导致误射孔事故发生。
以上实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能压力控制射孔与桥塞联作装置，其特征在于，包括：桥塞（18）、桥塞坐封工具（17）、一级射孔枪（9）、点火机构、起爆控制器（1）以及加压机构；
所述起爆控制器（1）的一端连接所述一级射孔枪（9），另一端连接连续油管，所述起爆控制器（1）用于检测所述连续油管内部压力；
所述加压机构与所述连续油管连接，所述加压机构用于调节所述连续油管内部压力；
所述桥塞（18）连接所述桥塞坐封工具（17），所述桥塞坐封工具（17）连接所述一级射孔枪（9）；
所述点火机构分别安装在所述桥塞坐封工具（17）以及所述一级射孔枪（9）内部；
所述起爆控制器（1）通过线路连接所述点火机构，所述起爆控制器（1）还用于控制所述点火机构进行点火。
2.根据权利要求1所述智能压力控制射孔与桥塞联作装置，其特征在于，所述起爆控制器（1）包括：单片机以及压力检测仪；
所述单片机通过线路分别与所述点火机构以及所述压力检测仪连接，所述压力检测仪用于检测所述连续油管内部压力并传输给所述单片机，所述单片机用于根据所述压力监测仪检测到的压力变化控制所述点火机构点火。
3.根据权利要求2所述智能压力控制射孔与桥塞联作装置，其特征在于，所述加压机构包括：泵车以及注水管；
所述泵车通过所述注水管与所述连续油管内部连通。
4.根据权利要求1-3任一项所述智能压力控制射孔与桥塞联作装置，其特征在于，所述点火机构包括：第一起爆电路模块（13）、第一磁电雷管（15）、第二起爆电路模块以及第二磁电雷管；
所述第一磁电雷管（15）、所述第一起爆电路模块（13）安装在所述桥塞坐封工具（17）一端内部，所述第一磁电雷管（15）连接所述第一起爆电路模块（13）；
所述起爆控制器（1）通过第一二极管（10）正向连接所述第一起爆电路模块（13）；
所述第二磁电雷管以及所述第二起爆电路模块安装在所述一级射孔枪（9）一端内部，所述第二磁电雷管连接所述第二起爆电路模块；
所述起爆控制器（1）通过第二二极管（11）反向连接所述第二起爆电路模块。
5.根据权利要求4所述智能压力控制射孔与桥塞联作装置，其特征在于，还包括：二级射孔枪（4）；
所述二级射孔枪（4）的一端与所述一级射孔枪（9）的另一端连接；
所述点火机构还包括：第三磁电雷管、第三起爆电路模块、压力导通开关（6）；
所述第三磁电雷管、所述第三起爆电路模块安装在所述二级射孔枪（4）一端内部，所述第三磁电雷管通过线路连接所述第三起爆电路模块，所述第三起爆电路模块正向连接第三二极管（5）；
所述压力导通开关（6）安装在所述二级射孔枪（4）的一端，所述起爆控制器（1）通过所述压力导通开关（6）反向连接所述第二二极管（11）。
6.根据权利要求2所述智能压力控制射孔与桥塞联作装置，其特征在于，所述压力检测仪为：压力传感器。
7.一种智能压力控制射孔与桥塞联作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：在起爆控制器（1）内部预先设定起爆压力序列值；
步骤S2：将智能压力控制射孔与桥塞联作装置通过连续油管下入井下目的层；
步骤S3：通过加压机构对连续油管内部进行阶梯加压；
步骤S4：通过所述起爆控制器（1）检测并判断所述连续油管内部实时压力序列值与所述起爆压力序列值是否相同，若相同则控制点火机构对桥塞坐封工具（17）进行点火；
步骤S5：将一级射孔枪（9）移动至井下需要射孔层段；
步骤S6：通过所述加压机构对所述连续油管内部进行阶梯加压；
步骤S7：所述起爆控制器（1）检测并判断所述连续油管内部实时压力序列值与所述起爆压力序列值是否相同，若相同则所述起爆压力控制器控制所述点火机构对所述一级射孔枪（9）进行点火。
8.根据权利要求7所述智能压力控制射孔与桥塞联作方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述起爆压力序列值包括：正向起爆压力序列值以及负向起爆压力序列值；
当所述连续油管内部的所述实时压力序列值与所述正向起爆压力序列值相同，则所述起爆控制器（1）发出正电压控制所述点火机构点火，引爆所述桥塞坐封工具（17）；
当所述连续油管内部的所述实时压力序列值与所述负向起爆压力序列值相同，则所述起爆控制器（1）发出负电压控制所述点火机构点火，引爆所述一级射孔枪（9）。
9.根据权利要求7或8所述智能压力控制射孔与桥塞联作方法，其特征在于，所述步骤S2：将智能压力控制射孔与桥塞联作装置通过连续油管下入井下目的层的步骤包括：
步骤S201：在所述起爆控制器（1）内部预先设定启动压力值范围；
步骤S202：将所述智能压力控制射孔与桥塞联作装置置于井口内部并逐渐下入井下；
步骤S203：所述起爆控制器（1）检测所述连续油管内部实时压力值，并判断该实时压力值是否在所述启动压力值范围内，若为是，则所述起爆控制器（1）开启井下供电模式，否则为井上模式；
步骤S204：当所述起爆控制器（1）为井下模式时，所述起爆控制器（1）采集所述连续油管内部实时压力值，并判断所述实时压力值与井下目的层静压值是否相同，若相同则停止下井。
10.根据权利要求9所述智能压力控制射孔与桥塞联作方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤S205:在所述起爆压力控制器内预设等待计数值；
步骤S206:所述起爆控制器（1）采集并判断所述连续油管内部实时压力值是否与所述静压值相同，若相同，则进行计数累加，累加值为第二计数值，若不相同，则回到所述步骤S201；
步骤S207:判断所述第二计数值是否与等待计数值相等，若相等，则执行所述步骤S3，若不相等,则回到所述步骤S206。
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