[發明專利]基于電纜編碼的分級射孔起爆器電路及控制方法

有效

• 申請號: 201810019117.2
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108317922B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 劉慶豐;梁德勝;冷朝霞;李培東
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F42D1/05
• 分類號: F42D1/05;G05B19/042
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發明公開的基于電纜編碼的分級射孔起爆器電路，包括供電電纜，供電電纜正極與開關管Q1源極相連，開關管Q1漏極與VCC正極相連，VCC負極和開關管Q3源極相連，開關管Q3漏級與開關管Q4源極相連，開關管Q4漏級與輸出端相連，開關管Q3漏級和輸出端之間還連接電容組C；開關管Q2源極與井上供電電纜正極相連，開關管Q2漏極和接通下一級相連，下一級還與井上供電電纜負極相連。本發明還公開了基于上述起爆器電路的控制方法，首先檢測起爆器的ID編碼和橋絲通斷信息，然后PC機發送起爆準備命令，最后PC機發送起爆命令。本發明公開的起爆器電路及控制方法，提高了系統起爆過程中的準確性、安全性和可靠性。

技術領域

本發明屬于計算機應用電力電子技術領域，涉及一種基于電纜編碼的分級射孔起爆器電路及控制方法。

背景技術

電纜分級射孔起爆器是油氣田勘探開發過程中必須的設備之一，近年來由于頁巖氣及致密油的發現，現場施工環境越來越復雜，對油田射孔技術及工藝施工過程提出了更高的要求。分級射孔是利用電纜實現多級槍串1次下井，逐級起爆射孔槍，完成射孔的工藝。分級射孔的實現目前主要有2類方法：(1)采用液壓轉換裝置，由最下級槍起爆以后，利用液壓轉換裝置逐級實現上級射孔槍的接通起爆，完成分級射孔的目的，但是利用液壓轉換裝置需要更高的成本，并且不能任意級起爆和實時檢測起爆器狀態，在使用的便捷性上有所欠缺；(2)利用電子雷管，裝配于多級槍串的聯槍接頭內，由地面發送指令，通過電纜傳輸逐級起爆射孔槍，實現射孔的目的，這種方式雖然可以使勘探成本降低，但是現有的電子雷管，其識別編碼的準確性不高，并且現有射孔設備實現級聯的級數有限(小于等于3級)，也存在著起爆指令檢測不準確和不能實時檢測起爆狀態的問題。

目前，國外的電纜分級射孔起爆器雖然可以達到比較好的起爆效果，但是其價格昂貴，操作復雜，不能實現任意選發起爆。國內的電纜多級射孔起爆器存在的問題主要是不能實現較多級的安全起爆，普遍為單級起爆或者3-4級起爆，并且只能按一定的次序逐級起爆，不能任意選發起爆，當井下出現故障時處理手段單一，造成較大經濟損失，使油氣井勘探及開發花費的成本較高。因此，需提出編碼識別的準確性高、射孔級數較多(大于等于10級)及任意時刻選發點火起爆工作過程和能實時檢測起爆器狀態的新方法。在此基礎上研制能夠通過長線電纜(7千米)實現可靠的信號傳輸和準確識別的多級射孔裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于電纜編碼的分級射孔起爆器電路，解決了現有技術中存在起爆級數少、不能任意選發的問題。

本發明還提供了一種基于電纜編碼的分級射孔起爆器電路的控制方法。

本發明所采用的技術方案是，基于電纜編碼的分級射孔起爆器電路，包括主電路，主電路包括井上供電電纜，井上供電電纜的正極與功率開關管Q1的源極相連，功率開關管Q1的漏極與VCC的正極相連VCC的負極接入起爆電路，起爆電路包括依次相連的功率開關管Q3、功率開關管Q4、輸出端，所述功率開關管Q3的源極和VCC的負極相連，功率開關管Q3的漏級與功率開關管Q4的源極相連，功率開關管Q4的漏級與輸出端相連，井上供電電纜的負極與輸出端相連，起爆電路還包括功率開關管Q3的漏級和輸出端之間連接的電容組C；

井上供電電纜的正極還接入級聯控制電路，級聯控制電路包括功率開關管Q2，功率開關管Q2的源極與井上供電電纜的正極相連，功率開關管Q2的漏極和下一級相連，下一級還與井上供電電纜的負極相連；

起爆電路和級聯控制電路共同連接數字控制器。

本發明的其他特點還在于，

數字控制器的AD采樣管腳AD0和AD1分別與地面控制器的命令檢測點和橋絲檢測點相連。

VCC上還連接有穩壓電源，穩壓電源與數字控制器相連。