[實用新型]一種用于油氣井多級射孔起爆器的正負電壓變換電路

有效

• 申請號: 201920046399.5
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN208939825U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 魏領;閔杰;羅興平;劉帥;楊偉;王雪艷;常昕;劉正彥;張虎
• 申請（專利權）人: 西安物華巨能爆破器材有限責任公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;E21B43/1185
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 吳甘棠

本實用新型公開了一種用于油氣井多級射孔起爆器的正負電壓變換電路，包括正電壓變換電路和負電壓變換電路；正電壓變換電路由電源和功率開關組成，電源的正極連接功率開關的源極，電源的負極連接電路輸出端的B端口，功率開關的漏極連接電路輸出端的A端口；負電壓變換電路由電源和功率開關組成，電源的正極連接功率開關的源極，電源的負極連接電路輸出端的A端口，功率開關的漏極連接電路輸出端的B端口。該正負電壓變換電路，解決了現有技術中存在的在高溫工作條件下，電壓變換電路電源及功率元件的工作穩定性引起的起爆裝置可靠性降低的問題。

技術領域

本實用新型屬于油氣田井下勘探及開采設備技術領域，涉及一種用于油氣井多級射孔起爆器的正負電壓變換電路。

背景技術

在油氣井的開采中，通常在固井完成后，需要將射孔槍下到預定的巖層進行射孔作業，為油氣的開采提供一條清潔無污染的通道。而在油管傳輸射孔時，不可避免的要遇到過夾層的問題。傳統的方式是采用夾層槍，但這種方式容易出現斷爆，導致射孔失敗的事故，解決這一問題的方法是采用多級射孔起爆技術。

可靠的射孔引爆技術對油氣井的產量及開采的安全，都起著至關重要的作用，因而，在進行多級射孔作業時，保證每級射孔槍的依次可靠起爆，是多級射孔起爆技術的關鍵研究問題。

現有的多級射孔起爆技術主要有基于單一值壓力檢測的起爆方式和基于相似度原理的多級壓力起爆方式。

基于單一值壓力檢測的方式包括投棒起爆器和壓力起爆器結合、投棒起爆器和壓力延時起爆器結合，以及普通壓力起爆器和壓力延時起爆器結合。在這些方式的點火起爆過程中，由于井下環境的多變性及壓力檢測方法過于簡單，易出現壓力檢測不準確的現象，造成誤起爆的工程事故。

基于相似度原理的多級壓力起爆方式，解決了單一值壓力檢測易誤起爆的問題，提高了起爆的準確率。該方案采用四個場效應管形成橋型連接，由一套電源供電組成做功電路(電壓變換電路)，使用兩套不同的壓力編碼命令控制做功電路導通，切換輸出正、負極性電壓，實現由下而上正負交替起爆。

通常，射孔起爆作業在距地面數千米以上的位置，起爆裝置處于高溫高壓的工作環境中，而環境溫度與功率器件工作的穩定性與老化速度是息息相關的。而且高溫環境下，電源的使用頻率越高，其因工作過程轉化的熱量越多，會加速電源電量的降低，電源電量的降低勢必會降低起爆的準確率。而且高溫環境下，電源的使用頻率越高，也將引起電源壽命的加速下降。因此，一套電源供電的全橋電壓變換電路，會因電源及功率器件在高溫下的工作穩定性差及老化速度過快，給起爆設備的可靠性工作帶來安全隱患。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于油氣井多級射孔起爆器的正負電壓變換電路，解決了現有技術中存在的在高溫工作條件下，電壓變換電路電源及功率元件的工作穩定性引起的起爆裝置可靠性降低的問題。

本實用新型是通過以下技術方案來實現：

一種用于油氣井多級射孔起爆器的正負電壓變換電路，包括正電壓變換電路和負電壓變換電路；

正電壓變換電路由電源和功率開關組成，電源的正極連接功率開關的源極，電源的負極連接電路輸出端的B端口，功率開關的漏極連接電路輸出端的A端口；

負電壓變換電路由電源和功率開關組成，電源的正極連接功率開關的源極，電源的負極連接電路輸出端的A端口，功率開關的漏極連接電路輸出端的B端口。

所述的正電壓變換電路的電源兩端分別并聯有正電壓變換電路的電源電壓監控和穩壓電源，負電壓變換電路的電源兩端并聯負電壓變換電路的電源電壓監控；驅動電路分別與正電壓變換電路的功率開關和負電壓變換電路的功率開關的柵極連接；穩壓電源、正電壓變換電路的電源電壓監控、驅動電路和負電壓變換電路的電源電壓監控均與數字控制器信號連接；數字控制器的AD采樣管腳分別與溫度傳感器和壓力傳感器連接，數字控制器的串口通信管腳與通信接口連接；數字控制器另與存儲器連接。