[發明專利]一種用于射孔的無線起爆裝置及其起爆方法

在審

• 申請號: 202011070973.4
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112065338A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 李凡貢;陸保印;馬廣彬;李智強;李郴;李俊一
• 申請（專利權）人: 中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）
• 主分類號: E21B43/1185
• 分類號: E21B43/1185;E21B47/13;E21B47/06
• 代理公司: 青島博雅知識產權代理事務所(普通合伙) 37317
• 代理人: 封代臣

本發明公開了一種用于射孔的無線起爆裝置和起爆方法，包括發射模塊和接收單元；其中發射模塊包括用于產生正弦波信號的信號微控制器，與信號微控制器電連接的驅動放大電路，與驅動放大電路電連接的串聯諧振發射電路和與串聯諧振發射電路電連接的發射天線。本發明所公開的起爆裝置，針對傳統油管輸送投棒或加壓等機械能引爆射孔工藝存在未引爆、提前引爆、誤引爆等諸多安全風險，升級為無線傳輸電能起爆，引爆思路創新，智能化水平高，既可以實現油管中的多級引爆和一次下井輸送對多個目標層位的分時引爆，又可以實現工作電路的定時開關，有效提高射孔可靠性與安全性。

技術領域

本發明屬于油氣井射孔領域，特別涉及該領域中的一種用于射孔的無線起爆裝置及其起爆方法。

背景技術

油管輸送工藝射孔技術常采用井口投棒撞擊或施加壓力作用于起爆裝置的活塞上，利用機械能方式推動起爆裝置的活塞，剪切銷釘后擊發起爆器中的火工品，最終引爆射孔彈，進行射孔。

但現場作業過程中由于管柱結構、井況以及施工配合等方面的原因，常會出現以下兩種意外情況：1、射孔器在井下通過投棒或者加壓的方式未能成功起爆；2、射孔器未下放至預定位置前出現礅鉆、溜鉆和井下落物造成射孔器提前起爆。究其原因，壓力引爆方式存在壓力不可控和井下漏壓的可能性，電能引爆方式通常易受雜散電、靜電、射頻電以及高壓感應電等電信號干擾而發生早爆，即投棒或加壓產生的機械能未能有效傳遞到起爆裝置上致使未引爆或提前傳遞到起爆裝置上致使誤引爆。另外投棒撞擊引爆方式由于投棒較長，無法在連續油管或者細油管中作業，并且還存在不可控意外因素。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種用于連續油管射孔的無線起爆裝置及其起爆方法。

本發明采用如下技術方案：

一種用于射孔的無線起爆裝置，其改進之處在于：包括發射模塊和接收單元；其中發射模塊包括用于產生正弦波信號的信號微控制器，與信號微控制器電連接的驅動放大電路，與驅動放大電路電連接的串聯諧振發射電路和與串聯諧振發射電路電連接的發射天線；其中接收單元包括用于接收來自發射天線的電磁信號的接收天線，與接收天線電連接的并聯諧振接收電路，與并聯諧振接收電路電連接的儀表放大器，與儀表放大器電連接的放大濾波電路，與放大濾波電路電連接的模數轉換器，與模數轉換器電連接的信號處理器，與信號處理器電連接的時鐘源、壓力傳感器、溫度傳感器、存儲單元和繼電器控制電路。

進一步的，信號微控制器包括產生正弦波信號的DAC模塊，用于調整正弦波信號頻率的串口和控制正弦波信號輸出時間長短的定時器。

進一步的，驅動放大電路包括運放與三極管。

進一步的，發射天線是在錳鋅鐵氧體磁棒上繞制N匝環形線圈組成的磁性天線，環形線圈由單股漆包線構成。

進一步的，接收天線是將單股漆包線繞制在具有一定長度、耐高溫的塑料圓環管柱上組成的線圈繞組。

進一步的，串聯諧振發射電路為LC串聯諧振電路，并聯諧振接收電路由接收天線線圈繞組并接電容后組成。

進一步的，儀表放大器為低噪聲精密儀表放大器；放大濾波電路包括由多通道精密運放組成的次級放大電路和二階窄帶有源帶通濾波器。

進一步的，壓力傳感器和溫度傳感器集成在輔助測量探頭內。

進一步的，信號處理器通過功率放大器與繼電器控制電路電連接。

一種起爆方法，使用上述用于射孔的無線起爆裝置，其改進之處在于，包括如下步驟：

（1）在地面配置好接收單元信號處理器的開始工作時間、結束工作時間后，將接收單元隨連續油管先行下降到目的層；