[發明專利]深鉆孔局部壁面應力解除控制系統及設備

在審

• 申請號: 202111001403.4
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113685173A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 湯華;秦雨樵;葛修潤;吳振君;張勇慧;袁從華;鄧琴;尹小濤;袁暉;宋罡;劉中敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;南陽市天達同興石油技術有限公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;E21B47/00;E21B47/04;G01D21/02
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 李金龍

本發明提供了一種深鉆孔局部壁面應力解除控制系統及設備，包括：井下通訊模塊用于向參數采集模塊、電磁閥控制模塊或步進電機模塊發出控制命令，將地面發出的各種命令傳輸到井下通訊模塊的電路板上；電磁閥控制模塊用于根據井下通訊模塊下達的命令控制多功能板上電磁閥的動作，并將電磁閥的狀態上傳給井下通訊模塊；參數采集模塊用于根據井下通訊模塊下達的命令分別采集數據并上傳給井下通訊模塊；步進電機模塊用于根據井下通訊模塊下達的命令控制液壓步進電機動作，步進電機控制測試設備進行動作；多功能板模塊用于發送給井下儀器命令字節程序，并傳送給測井工控機。本發明可以在地面對3000米深度以上的局部壁面應力解除進行控制。

技術領域

本發明實施例涉及油氣勘探技術領域，尤其涉及一種深鉆孔局部壁面應力解除控制系統及設備。

背景技術

油氣資源是國家可持續發展的基礎，是增強綜合國力和保護國家安全的重要因素。頁巖氣作為一種重要的非常規油氣田資源，其勘探開發已經成為我國能源產業發展的下一個重點戰略。頁巖氣儲層具有埋藏深、演化歷史復雜、類型多、分布時代多等特征，約有65%頁巖地層的埋深超過3500米。隨著頁巖氣資源調查評價工作的快速發展，亟需適用于深鉆孔復雜條件下的快捷地應力原位測試技術支撐。然而，局部壁面應力解除的工程實際中仍采用傳統電機開關式的簡單控制方法，需要地面人員逐一控制設備各部件進行運作，只適用于較淺的垂直鉆孔或者位于地下巷道內部的水平孔中，使之難以運用于深垂直鉆孔中去。因此，開發一種深鉆孔局部壁面應力解除控制系統及設備，可以有效克服上述相關技術中的缺陷，就成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明實施例提供了一種深鉆孔局部壁面應力解除控制系統及設備。

第一方面，本發明的實施例提供了一種深鉆孔局部壁面應力解除控制系統，包括：井下通訊模塊，用于向參數采集模塊、電磁閥控制模塊或步進電機模塊發出控制命令，并接收參數采集模塊、電磁閥控制模塊或步進電機模塊傳輸的數據，通過調制解調模式與地面通訊模塊形成通訊，將地面發出的各種命令傳輸到井下通訊模塊的電路板上，并將井下通訊模塊的電路板上的數據實時傳送到地面；電磁閥控制模塊，用于根據井下通訊模塊下達的命令控制多功能板上電磁閥的動作，并將電磁閥的狀態上傳給井下通訊模塊；參數采集模塊，用于根據井下通訊模塊下達的命令分別采集應變片數據、泵壓、液壓油溫度，并根據命令將采集的數據上傳給井下通訊模塊；步進電機模塊，用于根據井下通訊模塊下達的命令控制液壓步進電機動作，步進電機控制測試設備進行動作；多功能板模塊，用于發送給井下儀器命令字節程序，接收井下電子節通訊模塊采集到的數據，接收井下采集的數據及地面采集的電纜拉力和深度計數，并傳送給測井工控機。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的深鉆孔局部壁面應力解除控制系統，所述井下通訊模塊的通訊電路由信號發射電路和信號接收電路構成，發射電路由W77IE58、第一54HC02或非門、功率放大電路、通訊變壓器構成；信號接收電路由所述通訊變壓器、限幅濾波電路、CD4046調制解調器、第二54HC02或非門、所述W77IE58構成；其中，W77IE58與第一54HC02或非門和第二54HC02或非門分別連接，第一54HC02或非門與功率放大電路連接，功率放大電路與通訊變壓器連接，通訊變壓器與限幅濾波電路連接，限幅濾波電路與CD4046調制解調器連接，CD4046調制解調器與第二54HC02或非門連接。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的深鉆孔局部壁面應力解除控制系統，所述電磁閥控制模塊由繼電器控制電路、推靠控制電路、電機控制電路構成；繼電器控制電路用于控制液壓平衡里的電磁閥，推靠控制電路用于記錄當前推靠壁的位置，電機控制電路用于控制電機鉆的各項鉆進參數。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的深鉆孔局部壁面應力解除控制系統，所述繼電器控制電路，包括：AT89C52控制CPU與54HC14反向器連接，54HC14反向器與固態繼電器連接。