CN207093046U - 一种单芯电缆多级点火射孔地面控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，其特征在于，包括主控电路模块，以及与主控电路模块相交互的上位机、编译码电路模块和电源控制模块，主控电路模块的控制端连接显示模块；编译码电路模块通过第一变压器连接电缆的缆芯和缆皮相连，编译码电路模块与第一变压器的原边绕组相连，缆芯和缆皮分别接在第一变压器的副边绕组上。本实用新型利用可以编址的电子开关技术，通过地面仪器远程操作可编址电子开关，有选择性的将雷管或点火器和电缆缆芯连通，点爆对应的射孔枪。本实用新型可以分别对每一根射孔枪独立点火，在井内依次对不同层位进行射孔，从而减少射孔作业队的工作量，减小作业成本，最大程度满足油气田工程分层压裂的需求。
Description
技术领域
本实用新型属于石油射孔装置技术领域，涉及一种单芯电缆多级点火射孔地面控制系统。
背景技术
电缆分级射孔适用于油气井特别是大井段水平井的射孔开发，利用电缆实现多级枪串1次下井，逐级分层起爆射孔枪，完成射孔工艺。目前国内分级射孔实现的主要方法有：
1)采用液压转换装置由最下级枪起爆以后，利用液压转换装置逐级实现上级射孔枪的接通起爆，完成分级射孔的目的；见《基于液压转换装置的电缆分级射孔技术》刘正彦等《测井技术》第36卷第1期；
2)采用压力开关装置，控制点火通道的接通与断开，单线联枪、逐级起爆，可实现多级可控射孔的功能。《电缆多级可控式起爆射孔技术》赵春辉《油气田地面工程》第29卷第10期；
这两种方法的缺点是必须逐级起爆，缺一不可，假如有一枪未成功点爆，那其余的射孔枪便无法点火起爆，需要将仪器串提出地面处理后才能重新下井继续射孔作业，这样无疑会增加射孔作业的工作量，更使工作效率大大降低，同时增大了施工作业成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决以往电缆分级射孔作业中，射孔枪串必须逐级起爆缺一不可的问题，提供一种单芯电缆多级点火射孔地面控制系统。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，包括主控电路模块，以及与主控电路模块相交互的上位机、编译码电路模块和电源控制模块，主控电路模块的控制端连接显示模块；编译码电路模块通过第一变压器连接电缆的缆芯和缆皮相连，编译码电路模块与第一变压器的原边绕组相连，缆芯和缆皮分别接在第一变压器的副边绕组上。
本实用新型进一步的改进在于：
主控电路模块通过USB串行接口或以太网与上位机相交互。
主控电路模块通过RS485总线与编译码电路模块、电源控制模块以及显示模块相连。
编译码电路模块通过第一开关电源与市电相连，电源控制模块通过第二开关电源与市电相连。
还包括与市电相连的连续可调高压开关电源模块，连续可调高压开关电源模块与电源控制模块相交互，并通过第二变压器与缆芯和缆皮相连；第二变压器的原边绕组一端接缆芯，另一端接连续可调高压开关电源模块，副边绕组一端接缆皮，另一端接连续可调高压开关电源模块。
第二变压器与缆芯之间的电路上接有直流电流表，缆芯与缆皮之间接有直流电压表。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型利用可以编址的电子开关技术，通过地面仪器远程操作可编址电子开关，有选择性的将雷管或点火器和单芯电缆缆芯连通，点爆对应的射孔枪，实现分簇分级射孔。本实用新型可以分别对每一根射孔枪独立点火，实现分簇分级点火，在井内依次对不同层位进行射孔，从而减少射孔作业队的工作量，提高施工效率，减小作业成本，最大程度满足油气田工程分层压裂的需求。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构模块图。
其中：M10-主控电路模块；M201-第一开关电源；M202-第二开关电源；M30-编译码电路模块；M40-电源控制模块；M60-连续可调高压开关电源模块；PC-上位机；T1-第一变压器；T2-第二变压器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参见图1，本实用新型单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，包括主控电路模块M10，以及与主控电路模块M10相交互的上位机PC、编译码电路模块M30和电源控制模块M40，主控电路模块M10的控制端连接显示模块M50；主控电路模块M10通过USB串行接口或以太网与上位机PC相交互。主控电路模块M10通过RS485总线与编译码电路模块M30、电源控制模块M40以及显示模块M50相连。编译码电路模块M30通过第一变压器T1连接电缆的缆芯和缆皮相连，编译码电路模块M30与第一变压器T1的原边绕组相连，缆芯和缆皮分别接在第一变压器T1的副边绕组上。编译码电路模块M30通过第一开关电源M201与市电相连，电源控制模块M40通过第二开关电源M202与市电相连。
本实用新型还包括与市电相连的连续可调高压开关电源模块M60，连续可调高压开关电源模块M60与电源控制模块M40相交互，并通过第二变压器T2与缆芯和缆皮相连；第二变压器T2的原边绕组一端接缆芯，另一端接连续可调高压开关电源模块M60，副边绕组一端接缆皮，另一端接连续可调高压开关电源模块M60。第二变压器T2与缆芯之间的电路上接有直流电流表，缆芯与缆皮之间接有直流电压表。
本实用新型的结构原理：
本实用新型单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，由地面点火控制面板和多级射孔控制系统软件两大部分构成。
多级点火控制面板：完成对射孔枪串上的选发开关的级联编址点火的控制，同时监测射孔枪串的连接情况。雷管的点火过程则受点火面板控制，选发开关在面板的控制下，将雷管与单芯电缆缆芯连通，点火时同时按下两个点火按钮即可完成点火。主箱体为标准的2U机架装配箱体，其前面板为操作面板，前面板包含跷板开关、USB/ETH接口、直流电压表、直流电流表、钥匙开关、LED指示灯、输出测试孔等部件。电路部分主要由主控电路模块M10、编译码电路模块M30、电源控制模块M40、显示模块M50组成。电缆分级射孔作业时，地面点火面板可控制井下唯一的雷管起爆，而不会影响到其它雷管，确保施工安全。
单芯电缆多级射孔控制系统具有五大功能模块：系统设置、操作人员管理、射孔任务管理、点爆管理、报表统计功能。对系统的通讯、点爆使能时间等参数的设置和操作人员操作权限及密码口令等进行管理，对射孔任务和执行过程实施管理，并自动形成记录方便日后统计，更能直接生成报表便于管理，软件界面友好、易懂、易操作。通过地面控制仪可完成在计算机操作终端上可实现对雷管的控制，真正实现了操作管理等。
主控电路模块M10是整个装置的运转控制核心，上行链路，通过USB通用串行接口或者高速以太网，完成与上位机PC的数据交换，下行链路，通过RS485总线完成对编译码电路模块M30、电源控制模块M40、显示模块M50的控制及数据采集。
编译码电路模块M30是完成分级控制的关键电路模块。通过编译码电路模块的电缆通信功能完成对井下选发开关的编址、级联、点火、测试等控制。同时编译码电路模块的译码电路部分可以接收解析选发开关返回的应答信号，实现地面与井下选发开关的握手通信。对采集到的应答信号，编译码电路模块通过RS485总线上传给主控进行下一步处理。
电源控制模块M40是点火电源的生成电路，可以实现点火电源的智慧控制。高压点火电源可以实现0-100V连续可调，上位机PC地面软件可以通过电源控制模块M40对下井电源进行有效的控制，包括恒压设置、过压保护、过流保护；同时电源控制模块M40的采集功能，可以精确采集下井电压及下井电流的实时数值，为操作人员准确判断电源的工作状态提供可靠的依据。
本实用新型的工作过程：
使用本实用新型的单芯电缆分级射孔采用多层段组合连枪一次下井的方式，在一次下井的过程中，完成2-4层射孔作业，大大的提高了小队射孔施工的时效，降低了小队人员的劳动强度，同时在降低消耗油料、节约成本等方面较常规射孔有着明显的优势。因为本实用新型采用地面软件控制，性能稳定，并且能配合常规液体拒传磁电雷管和大电阻雷管使用，在设计上考虑到外部因素对系统的影响，具有更高的安全性，且在现场操作上较之国外设备更方便、更容易操作，具有广泛的应用性。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，其特征在于，包括主控电路模块(M10)，以及与主控电路模块(M10)相交互的上位机(PC)、编译码电路模块(M30)和电源控制模块(M40)，主控电路模块(M10)的控制端连接显示模块(M50)；编译码电路模块(M30)通过第一变压器(T1)连接电缆的缆芯和缆皮相连，编译码电路模块(M30)与第一变压器(T1)的原边绕组相连，缆芯和缆皮分别接在第一变压器(T1)的副边绕组上。
2.根据权利要求1所述的单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，其特征在于，主控电路模块(M10)通过USB串行接口或以太网与上位机(PC)相交互。
3.根据权利要求1所述的单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，其特征在于，主控电路模块(M10)通过RS485总线与编译码电路模块(M30)、电源控制模块(M40)以及显示模块(M50)相连。
4.根据权利要求1所述的单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，其特征在于，编译码电路模块(M30)通过第一开关电源(M201)与市电相连，电源控制模块(M40)通过第二开关电源(M202)与市电相连。
5.根据权利要求1所述的单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，其特征在于，还包括与市电相连的连续可调高压开关电源模块(M60)，连续可调高压开关电源模块(M60)与电源控制模块(M40)相交互，并通过第二变压器(T2)与缆芯和缆皮相连；第二变压器(T2)的原边绕组一端接缆芯，另一端接连续可调高压开关电源模块(M60)，副边绕组一端接缆皮，另一端接连续可调高压开关电源模块(M60)。
6.根据权利要求5所述的单芯电缆多级点火射孔地面控制系统，其特征在于，第二变压器(T2)与缆芯之间的电路上接有直流电流表，缆芯与缆皮之间接有直流电压表。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111946305A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-11-17 | 成都若克菲斯科技有限公司 | 一种油气井射孔用多级选发射孔系统 |
| CN113565476A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-10-29 | 物华能源科技有限公司 | 一种油气井用电缆输送电机驱动全方位控制射孔系统 |
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2017
- 2017-07-05 CN CN201720810730.7U patent/CN207093046U/zh active Active
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