CN113565476A - 一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,属于油田开采技术领域,所述一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统包括地面控制仪器,地面控制仪器一端连接有磁定位弹性触点转换接头;射孔器,设置于油气井内,射孔器包括第一射孔器和第二射孔器,第二射孔器外端连接有枪尾;以及控制装置,控制装置包括级联主控装置和级联分控装置,级联主控装置一端与磁定位弹性触点转换接头相连接,级联主控装置的另一端与第一射孔器相连接,级联分控装置的一端与第一射孔器相连接,级联分控装置的另一端与第二射孔器相连接,具有方位测量准确、实时控制、安装操作方便、不受施工场地限制、施工效果佳和安全性能好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及油田开采技术领域,具体是涉及一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统。
背景技术
为满足页岩气、光纤测井等新兴行业市场需求,我公司已经研制了定方位、定方位定射角射孔器系列产品,率先研发出一种可调整射孔弹射孔方向和角度的一体化定射角定方位射孔器,以满足射孔弹沿目的层方向射孔的精细化射孔工艺要求。目前,该项技术中的定向精度为±10°以内,且在井斜小于20°的井况中使用时,必须使用外定向结构,通过在井口旋转管柱的方式调整枪串方位,劳动强度较大,操作复杂。同时我公司根据以上定方位射孔技术中的缺陷,也率先研制出油管传输全方位精准控制起爆系统可将传统定方位或定方位定射角技术的定方位精度提高到±1°,也可解决原有定方位技术管串下到预定位置后无法对管串方位实时测量与控制,提高原定方位技术的技术水平。
以上均为油管传输输送电机驱动定方位射孔工艺,且我公司新研发的油管传输全方位精准控制起爆系统,在水平井和大斜度井中,存在智能遥传装置与枪头主控装置进行水下无线通讯时,电缆在油管中输送智能遥传装置时,无法精准输送智能遥传装置至枪头主控装置可靠通讯距离,需要对枪头主控装置前端增加筛管,并对电缆输送智能遥传装置进行泵送工艺,成本高,工作强度大,由上可见,现有的油管传输输送电机驱动定方位射孔工艺存在无法精准输送智能遥传装置至枪头主控装置可靠通讯距离的缺点,难以得到推广应用。
因此,需要提供一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,旨在解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明实施例的目的在于提供一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,以解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,包括:
地面控制仪器,所述地面控制仪器一端连接有磁定位弹性触点转换接头;
射孔器,设置于油气井内,用于射孔操作,所述射孔器包括第一射孔器和第二射孔器,所述第二射孔器外端连接有枪尾;以及
控制装置,所述控制装置包括级联主控装置和级联分控装置,所述级联主控装置一端与磁定位弹性触点转换接头相连接,所述级联主控装置的另一端与第一射孔器相连接,所述级联分控装置的一端与第一射孔器相连接,所述级联分控装置的另一端与第二射孔器相连接。
作为本发明进一步的方案,所述磁定位弹性触点转换接头包括:
转换接头本体,所述转换接头本体两侧均设置有螺纹孔;
护帽,设置于转换接头本体内部,所述护帽内部一端设置有下接触杆,所述护帽内部另一端设置有上接触杆,所述上接触杆和下接触杆之间的护帽内部设有弹簧;以及
绝缘管,设置于护帽的一端并与上接触杆滑动连接,所述绝缘管一端连接有绝缘压帽,所述绝缘压帽用于固定绝缘管的位置。
作为本发明进一步的方案,所述级联主控装置包括:
第一本体,所述第一本体一端设置有导电接头,所述第一本体的另一端设有第一导向螺钉,所述第一本体内部设有通孔;以及
主控电路组件,设置于第一本体内部。
作为本发明进一步的方案,所述第一本体包括第一上本体和第一下本体,所述第一上本体和第一下本体配合连接,所述第一上本体和第一下本体外侧均设有螺纹部。
作为本发明进一步的方案,所述主控电路组件包括:
主控电路骨架,设置于第一本体内部,所述主控电路骨架的靠近导电接头的一端连接有电池外盖板和电池内盖板,所述电池外盖板位于电池内盖板外侧,所述主控电路骨架的靠近第一导向螺钉的一端设置有第一电机座;
第一定向器,位于第一本体内部并与第一导向螺钉配合连接,所述第一定向器远离第一导向螺钉的一端套设有定向器轴承套;以及
第一径向限位器,设置于第一本体内部并连接于主控电路骨架和第一定向器。
作为本发明进一步的方案,所述级联分控装置包括:
第二本体,所述第二本体内部设有通孔,所述第二本体另一端设有第二导向螺钉;
信号接收装置,设置于第二本体内的远离第二导向螺钉的一端,所述信号接收装置靠近第二本体内部的一端连接有导电帽,所述信号接收装置上远离导电帽的一端设有压帽;以及
分控电路组件,设置于第二本体内部。
作为本发明进一步的方案,所述第二本体包括第二上本体和第二下本体,所述第二上本体和第二下本体配合连接,所述第二上本体和第二下本体外侧均设有螺纹部。
作为本发明进一步的方案,所述分控电路组件包括:
分控电路骨架,设置于第二本体内部,所述分控电路骨架的一端与导电帽之间设有外电池盖板和内电池盖板,所述外电池盖板位于内电池盖板的外侧,所述分控电路骨架的另一端连接有第二电机座;
第二定向器,所述第二定向器设置于第二下本体内并与第二导向螺钉配合连接;以及
第二径向限位器,设置于第二定向器与第二电机座之间。
综上所述,本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明通过电缆下接CCL(较深接头)与磁定位弹性触点转换接头连接,所述磁定位弹性触点转换接头的另一端与级联主控装置连接,实现上位机操作软件-地面仪器-电缆-较深接头-级联主控装置之间的通讯,同时级联主控装置通过第一支射孔器内部与级联分控装置进行无线通讯,实现上位机操作软件发出载波通讯测试指令,指令经过级联主控装置的控制电路,执行测试指令测试级联主控装置重力传感器方位,测试第一支射孔器定方位,同时将控制命令通过第一支射孔器内部,将指令发送给级联分控装置控制电路,执行测试指令,测试级联分控装置控制中重力传感器方位,从而测试出第二支射孔器的方位,同理测试出第N支射孔器的方位,各个级联分控装置的测试结果汇总至级联主控装置,由级联主控装置控制电路转译成载波通讯信号,通过电缆返回给地面操作仪器,地面控制软件显示测试结果,具备方位测量准确、实时控制、安装操作方便、不受施工场地限制、施工效果佳和安全性能好的效果。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为发明实施例的结构示意图。
图2为发明实施例中磁定位弹性触点转换接头的结构示意图。
图3为发明实施例中级联主控装置的结构示意图。
图4为发明实施例中级联分控装置的结构示意图。
图5为发明实施例中级联主控装置电路工作原理示意图。
图6为发明实施例中级联分控装置电路工作原理示意图。
附图标记:1-地面控制仪器、2-磁定位弹性触点转换接头、201-绝缘压帽、202-绝缘管、203-弹簧、204-下接触杆、205-护帽、206-上接触杆、3-级联主控装置、301-导电接头、302-电池内盖板、303-电池外盖板、304-主控电路骨架、305-第一电机座、306-第一径向限位器、307-定向器轴承套、308-第一导向螺钉、309-第一定向器、310-下绝缘挡片、311-上绝缘挡片、312-第一下本体、313-第一上本体、4-第一支射孔器、5-级联分控装置、501-压帽、502-信号接收装置、503-导电器、504-导电帽、505-外电池盖板、506-第二上本体、507-第二下本体、508-第二导向螺钉、509-第二定向器、510-第二径向限位器、511-第二电机座、512-分控电路骨架、513-内电池盖板、6-第二支射孔器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
在发明的一个实施例中,参见图1,所述一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统包括地面控制仪器1,所述地面控制仪器1一端连接有磁定位弹性触点转换接头2;射孔器,设置于油气井内,用于射孔操作,所述射孔器包括第一射孔器4和第二射孔器6,所述第二射孔器6外端连接有枪尾;以及控制装置,所述控制装置包括级联主控装置3和级联分控装置5,所述级联主控装置3一端与磁定位弹性触点转换接头5相连接,所述级联主控装置3的另一端与第一射孔器4相连接,所述级联分控装置5的一端与第一射孔器4相连接,所述级联分控装置5的另一端与第二射孔器6相连接。
在本实施例中,电缆下接CCL(较深接头)与磁定位弹性触点转换接头2连接,所述磁定位弹性触点转换接头2的另一端与级联主控装置3连接,实现上位机操作软件-地面仪器-电缆-较深接头-级联主控装置3之间的通讯,同时级联主控装置3通过第一支射孔器4内部与级联分控装置5进行无线通讯,实现上位机操作软件发出载波通讯测试指令,指令经过级联主控装置3的控制电路,执行测试指令测试级联主控装置3重力传感器方位,测试第一支射孔器4定方位,同时将控制命令通过第一支射孔器4内部,将指令发送给级联分控装置5控制电路,执行测试指令,测试级联分控装置5控制中重力传感器方位,从而测试出第二支射孔器6的方位,同理测试出第N支射孔器的方位,各个级联分控装置5的测试结果汇总至级联主控装置3,由级联主控装置3控制电路转译成载波通讯信号,通过电缆返回给地面操作仪器,地面控制软件显示测试结果。
同理,上位机操作软件发出载波定向或起爆控制指令,指令经过级联主控装置3的控制电路,执行定向或起爆控制指令控制级联主控装置3进行定方位或起爆,同时将定向或起爆控制命令通过第一支射孔器4内部,将指令发送给级联分控装置5控制电路,执行定向或起爆控制指令,对第二支射孔器6进行定向或起爆,同理控制第N支射孔器的定方位或起爆,各个级联分控装置5的控制结果汇总至级联主控装置3,由级联主控装置3控制电路转译成载波通讯信号,通过电缆返回给地面操作仪器,地面控制软件显示定向或起爆结果,完成电缆输送电机驱动全方位控制射孔作业。
在本发明的一个实施例中,参见图2,所述磁定位弹性触点转换接头2包括转换接头本体,所述转换接头本体两侧均设置有螺纹孔;护帽205,设置于转换接头本体内部,所述护帽205内部一端设置有下接触杆204,所述护帽205内部另一端设置有上接触杆206,所述上接触杆206和下接触杆204之间的护帽205内部设有弹簧203;以及绝缘管202,设置于护帽205的一端并与上接触杆206滑动连接,所述绝缘管202一端连接有绝缘压帽201,所述绝缘压帽201用于固定绝缘管202的位置。
在本实施例中,磁定位压缩磁定位弹性触点转换接头2中的上接触杆206,同时级联主控装置3压缩磁定位弹性触点转换接头2中的下接触杆204,实现磁定位弹性触点转换接头2和级联主控装置3之间的通电连接,实现与地面控制仪器1的载波通讯。
在本发明的一个实施例中,参见图3和图5,所述级联主控装置3包括第一本体,所述第一本体一端设置有导电接头301,所述第一本体的另一端设有第一导向螺钉308,所述第一本体内部设有通孔;以及主控电路组件,设置于第一本体内部。
在本发明的一个实施例中,所述第一本体包括第一上本体313和第一下本体312,所述第一上本体313和第一下本体312之间配合连接,所述第一上本体313和第一下本体312外侧均设有螺纹部。
在本发明的一个实施例中,所述主控电路组件包括主控电路骨架304,设置于第一本体内部,所述主控电路骨架304的靠近导电接头301的一端连接有电池外盖板303和电池内盖板302,所述电池外盖板303位于电池内盖板302外侧,所述主控电路骨架304的靠近第一导向螺钉308的一端设置有第一电机座305;第一定向器309,位于第一本体内部并与第一导向螺钉308配合连接,所述第一定向器309远离第一导向螺钉308的一端套设有定向器轴承套307;以及第一径向限位器306,设置于第一本体内部并连接于主控电路骨架304和第一定向器309。
在本实施例中,所述第一定向器309两端设有下绝缘挡片310和上绝缘挡片311,地面控制仪器1发出测试指令至级联主控装置3载波通讯电路,并将处理后的测试信号发送至级联主控装置3控制电路,级联主控装置3控制电路接收重力传感器的测试结果,并将测试结果信号回传给级联主控装置3控制电路,并由载波通讯电路发送回地面控制仪器1。同理,地面控制仪器1发出定向指令至级联主控装置3载波通讯电路,并将处理后的测试信号发送至级联主控装置控制电路,级联主控装置3控制电路发送定向控制指令至电机驱动电路,电机驱动电路根据定向指令控制高温电机旋转,高温电机与第一定向器309与第一支射孔器4中的弹架刚性连接,从而实现第一射孔器4的定向,定向动作完成后,并将定向结果信号回传给级联主控装置3控制电路,并由载波通讯电路发送回地面控制仪器1。同时,级联主控装置3控制电路将测试、定向指令通过编码电路、无线发送接收电路发送至下一级联分控装置5。
在本发明的一个实施例中,参见图4和图6,所述级联分控装置5包括第二本体,所述第二本体内部设有通孔,所述第二本体另一端设有第二导向螺钉508;信号接收装置502,设置于第二本体内的远离第二导向螺钉508的一端,所述信号接收装置502靠近第二本体内部的一端连接有导电帽504,所述信号接收装置502上远离导电帽504的一端设有压帽501;以及分控电路组件,设置于第二本体内部。
在本发明的一个实施例中,所述第二本体包括第二上本体506和第二下本体507,所述第二上本体506和第二下本体507配合连接,所述第二上本体506和第二下本体507外侧均设有螺纹部。
在本发明的一个实施例中,所述分控电路组件包括分控电路骨架512,设置于第二本体内部,所述分控电路骨架512的一端与导电帽504之间设有外电池盖板505和内电池盖板513,所述外电池盖板505位于内电池盖板513的外侧,所述分控电路骨架512的另一端连接有第二电机座511;第二定向器509,所述第二定向器509设置于第二下本体507内并与第二导向螺钉508配合连接;以及第二径向限位器510,设置于第二定向器519与第二电机座511之间。
在本实施例中,级联主控装置3发出测试指令至级联分控装置5无线发送接收电路,经过编解码电路将处理后的测试信号发送至级联分控装置5控制电路,级联分控装置5控制电路接收重力传感器的测试结果,并将测试结果信号回传给级联主控装置3控制电路,并由载波通讯电路发送回地面控制仪器1。同理,级联主控装置3发出定向指令至级联分控装置5无线发送接收电路,经编解码电路处理后发送给级联分控电路5控制电路,级联分控装置5控制电路发送定向控制指令至电机驱动电路,电机驱动电路根据定向指令控制高温电机旋转,高温电机与第二定向器509与第二支射孔器6中的弹架刚性连接,从而实现第二射孔器6的定向,定向动作完成后,并将定向结果信号回传给级联分控装置5控制电路,级联主控装置3控制电路收集后续所有级联分控电路5的结果信号,由载波通讯电路发送回地面控制仪器1。同时,级联分控装置5控制电路将测试、定向指令通过编码电路、无线发送接收电路发送至下一级联分控装置5。
本发明通过载波通讯技术对上实现和地面控制仪器1,对下实现井下级联主控装置3、第一支射孔器4、级联分控装置5以及第二支射孔器6各个装置的双向通讯功能,实现地面实时方位测量和精准调校,应用无限通讯技术实现级联主控装置3和后续多级射孔枪连接的级联分控装置5进行级联通讯,实现对后级射孔枪测量和控制弹架的方位,并控制雷管完成射孔作业,定方位精度为±1°,提高传统定方位技术的精度的同时,解决原有定方位技术管串下到预定位置后无法对管串方位实时测量与控制,提高原定方位技术的技术水平。区别油管传输全方位精准控制起爆系统,电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统输送方式为电缆输送,补全智能化定方位射孔系统的输送系列,具备方位测量准确、实时控制、安装操作方便、不受施工场地限制、施工效果佳和安全性能好的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,包括:
地面控制仪器,所述地面控制仪器一端连接有磁定位弹性触点转换接头;
射孔器,设置于油气井内,用于射孔操作,所述射孔器包括第一射孔器和第二射孔器,所述第二射孔器外端连接有枪尾;以及
控制装置,所述控制装置包括级联主控装置和级联分控装置,所述级联主控装置一端与磁定位弹性触点转换接头相连接,所述级联主控装置的另一端与第一射孔器相连接,所述级联分控装置的一端与第一射孔器相连接,所述级联分控装置的另一端与第二射孔器相连接。
2.根据权利要求1所述的油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,所述磁定位弹性触点转换接头包括:
转换接头本体,所述转换接头本体两侧均设置有螺纹孔;
护帽,设置于转换接头本体内部,所述护帽内部一端设置有下接触杆,所述护帽内部另一端设置有上接触杆,所述上接触杆和下接触杆之间的护帽内部设有弹簧;以及
绝缘管,设置于护帽的一端并与上接触杆滑动连接,所述绝缘管一端连接有绝缘压帽,所述绝缘压帽用于固定绝缘管的位置。
3.根据权利要求1所述的油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,所述级联主控装置包括:
第一本体,所述第一本体一端设置有导电接头,所述第一本体的另一端设有第一导向螺钉,所述第一本体内部设有通孔;以及
主控电路组件,设置于第一本体内部。
4.根据权利要求3所述的油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,所述第一本体包括第一上本体和第一下本体,所述第一上本体和第一下本体配合连接,所述第一上本体和第一下本体外侧均设有螺纹部。
5.根据权利要求3所述的油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,所述主控电路组件包括:
主控电路骨架,设置于第一本体内部,所述主控电路骨架的靠近导电接头的一端连接有电池外盖板和电池内盖板,所述电池外盖板位于电池内盖板外侧,所述主控电路骨架的靠近第一导向螺钉的一端设置有第一电机座;
第一定向器,位于第一本体内部并与第一导向螺钉配合连接,所述第一定向器远离第一导向螺钉的一端套设有定向器轴承套;以及
第一径向限位器,设置于第一本体内部并连接于主控电路骨架和第一定向器。
6.根据权利要求1所述的油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,所述级联分控装置包括:
第二本体,所述第二本体内部设有通孔,所述第二本体另一端设有第二导向螺钉;
信号接收装置,设置于第二本体内的远离第二导向螺钉的一端,所述信号接收装置靠近第二本体内部的一端连接有导电帽,所述信号接收装置上远离导电帽的一端设有压帽;以及
分控电路组件,设置于第二本体内部。
7.根据权利要求6所述的油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,所述第二本体包括第二上本体和第二下本体,所述第二上本体和第二下本体配合连接,所述第二上本体和第二下本体外侧均设有螺纹部。
8.根据权利要求6所述的油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统,其特征在于,所述分控电路组件包括:
分控电路骨架,设置于第二本体内部,所述分控电路骨架的一端与导电帽之间设有外电池盖板和内电池盖板,所述外电池盖板位于内电池盖板的外侧,所述分控电路骨架的另一端连接有第二电机座;
第二定向器,所述第二定向器设置于第二下本体内并与第二导向螺钉配合连接;以及
第二径向限位器,设置于第二定向器与第二电机座之间。
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