远程控制套管滑套的地面工控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了远程控制套管滑套的地面工控系统，包括金属管串、地面通讯电缆、信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套、工控机、显示器和电源，金属管串与地面通讯电缆连接，地面通讯电缆与信号采集卡连接，信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套依次连接；电源为显示器、工控机和功率放大器供电；金属管串与地下通讯电缆连接；金属管串与井下智能套管滑套连接，并且金属管串与井下智能套管滑套之间绝缘。本实用新型专利技术避免了铺设专门的通信线路，这样就能适应水平段分段级数和作业距离的不断增加的实际生产情况；简化了通信架构，降低了通信成本，提高了滑套开启的成功率。

Ground industrial control system of remote control sleeve slider

The utility model discloses a ground control system of remote control casing sliding sleeve, comprising a metal pipe string, ground communication cable, signal acquisition card, limiting filter, power amplifier, underground communication cable, underground intelligent casing sliding sleeve, computer, display and power supply, the metal pipe string is connected with the ground communication cable, ground communication cable with the signal acquisition card connection, signal acquisition card, limiting filter, power amplifier, underground communication cable, underground intelligent casing sliding sleeve are connected in sequence; power supply for display, IPC and power amplifier power supply; the metal tube is connected in series with the underground communication cable; metal pipe string and intelligent downhole casing sliding sleeve and a metal tube connection. On the intelligent sliding sleeve between the insulating casing. The utility model avoids laying special communication lines, so that it can adapt to the actual production situation that the level section and operation distance increase continuously. It simplifies the communication structure, reduces the communication cost and improves the success rate of the sliding sleeve opening.

【技术实现步骤摘要】
远程控制套管滑套的地面工控系统
本技术涉及石油器械控制系统，具体涉及远程控制套管滑套的地面工控系统。
技术介绍
随着勘探开发的深入，页岩气、致密气储层进入规模开发阶段，水平井分段压裂和体积压裂等大规模压裂方式已逐渐成为油气田开发的主体技术，现有的分段压裂技术主要有：裸眼封隔器-滑套分段压裂技术、可钻式桥塞分段压裂技术、大通径桥塞分段压裂技术、双封单压分段压裂技术、水力喷射分段压裂技术，但其都有很大的局限性：传统压裂技术中用于封隔的桥塞和封隔器使施工工艺变得繁琐而复杂，压裂设备和桥塞的循环下井、出井，频繁上提管柱携带封隔器至储层位置，增加了施工风险和成本。现有智能套管滑套技术中，中国专利CN202125290U公开了“一种选择性开关滑套组件中的智能型滑套”，该技术是利用下入专用开关工具，打开和关闭智能滑套。该方案需用连续油管带开关工具操作，操作复杂，施工周期长。专利CN203452763U“一种用于水平井无限级分段改造的智能滑套”，该技术是利用活塞控制球座的自生成，打开和关闭智能滑套。该方案仍需通过投球完成，不能实现井筒全通径和滑套的往复开启。专利CN203891841U“一种用于水平井分段压裂酸化改造的地面控制井下滑套”，该技术利用通过无线波打开和关闭滑套。该方案主要应用在常规天然气领域，工具安装在油管上，需要配备封隔器封隔产层，不能实现油气井水平段的多产层智能分段工艺。总之，现有压裂技术的滑套开启方式主要有：投球坐封式、连续管开启式、液控式、电控式和电液可控式。上述方式的实现往往需要在地面井口和井下滑套之间建立控制通道，实现地面和井下通信，最终完成电力、液力等传压介质或连续管、球体等启闭装置的输送。随着水平段分段级数和作业距离的增加，要保证地面和井下通道的构建将愈发困难。因此，上述问题在一定程度上将延长作业周期，增加作业成本。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是随着水平段分段级数和作业距离的增加，现有技术需要构建通道实现地面和井下通信，目的在于提供远程控制套管滑套的地面工控系统，将金属管串本身作为通信信道，避免构建专门的通信通道，降低成本，避免作业周期的延长。本技术通过下述技术方案实现：远程控制套管滑套的地面工控系统，包括金属管串、地面通讯电缆、信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套、工控机、显示器和电源，所述金属管串与地面通讯电缆连接，所述地面通讯电缆与信号采集卡连接，所述信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套依次连接；所述工控机与信号采集卡连接，所述显示器与工控机连接；所述电源为显示器、工控机和功率放大器供电；所述金属管串与地下通讯电缆连接；所述金属管串与井下智能套管滑套连接，并且金属管串与井下智能套管滑套之间绝缘；金属管串用于传导地面通讯电缆与地下通讯电缆之间的信息交换；所述信号采集卡用于数据类型的转换；所述限幅滤波器用于将接收到的数据类型转换后的信号进行选择性通过，同时对信号进行滤波处理；所述功率放大器用于对滤波处理后的信号进行放大；所述工控机用于接收并控制地面通讯电缆与地下通讯电缆之间的信息交换。进一步地，信号采集卡包括模数转换通道和数模转换通道，所述地面通讯电缆和工控机分别与模数转换通道连接；所述限幅滤波器和工控机分别与数模转换通道连接。进一步地，数模转换通道包括依次连接的隔离电路、滤波电路、偏置电路和放大电路。进一步地，隔离电路包括高速光耦隔离芯片U1、电阻R1、电阻R2、电容C1，所述高速光耦隔离芯片U1采用6N137，所述电阻R1一端连接工控机，其另一端与高速光耦隔离芯片U1的LED-引脚连接；高速光耦隔离芯片U1的VCE引脚和VE引脚接正5V电源；所述电容C1一端连接正5V电源，其另一端接地；所述电阻R2一端接正5V电源，其另一端与高速光耦隔离芯片U1的VOUT引脚连接；所述电阻R2与VOUT引脚连接的节点连接滤波电路。进一步地，滤波电路包括放大器U2、电阻R3、电位器R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电位器R11、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5，所述电阻R3一端连接隔离电路，其另一端与放大器U2的输出端连接；所述电容C4一端连接在电阻R3与放大器U2连接的线路上，其另一端与电阻R6连接；所述电阻R6连接电容C4端的另一端连接偏置电路；所述放大器U2的正电源端接12V电源，其负电源端接负15V电源；所述电容C3一端连接在放大器U2的正电源端，其另一端接地；所述电阻R10一端与放大器U2的负向输入端连接，其另一端接地；所述电位器R4的一个固定端连接在电阻R3与放大器U2连接的线路上，另一个固定端与电阻R5连接；电阻R5连接电位器R4端的另一端连接在电阻R10与放大器U2连接的线路上；所述电容C2一端连接在电阻R3与隔离电路连接的线路上，其另一端接地；所述电位器R11的一个固定端接地，其另一个固定端与电阻R8连接，电阻R8连接电位器R11端的另一端连接正5V电源；所述电阻R9一端连接在电阻R10与放大器U2连接的线路上，其另一端连接在电位器R11的活动端；电容C5一端连接在放大器U2的正向输入端，其另一端接地；所述电阻R7一端连接在电阻R6与电容C4连接的线路上，其另一端连接在电容C5与放大器U2连接的线路上。进一步地，偏置电路包括放大器U3、电阻R12、电阻R13、电位器R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17，所述电阻R13一端连接滤波电路，其另一端与放大器U3的反向输入端连接；所述电阻R12一端接电源，其另一端连接在电阻R13与放大器U3连接的线路上；所述电阻R17一端连接在电阻R12与电阻R13连接的线路上，其另一端与放大器U3的输出端连接；所述电阻R16一端接地，其另一端与放大器U3的正向输入端连接；所述电位器R14的一个固定端与电阻R16接地端连接，其另一个固定端与电阻R14连接，其活动端与电阻R15连接；所述电阻R14连接电位器R14端的另一端接电源；所述电阻R15连接电位器R14端的另一端连接在电阻R16与放大器U3连接的线路上；所述放大器U3与电阻R17连接形成的节点与放大电路连接。进一步地，放大电路包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、电位器R21、放大器U4，所述电阻R18一端与偏置电路连接，其另一端与放大器U4的反向输入端连接；电阻R20一端与放大器U4的正向输入端连接，其另一端接地；所述电位器R21的一个固定端与电阻R19连接，另一个固定端与放大器U4的输出端连接；所述电阻R19与电位器R21连接端的另一端连接在电阻R18与放大器U4连接的线路上；所述电位器R21与放大器U4连接的节点与限幅滤波器连接。进一步地，限幅滤波器包括双向限幅器和内置滤波器，所述双向限幅器和内置滤波器连接，所述双向限幅器与信号采集卡连接，所述内置滤波器与功率放大器连接。进一步地，内置滤波器包括放大器U5、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C6、电容C7，所述电阻R25、电阻R26串联，电阻R25连接电阻R26端的另一端与双向限幅器连接，电阻R26连接电阻R25端的另一端与放大器U5的正向输入端；所述电容C6一端连接在电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】
远程控制套管滑套的地面工控系统，其特征在于，包括金属管串、地面通讯电缆、信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套、工控机、显示器和电源，所述金属管串与地面通讯电缆连接，所述地面通讯电缆与信号采集卡连接，所述信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套依次连接；所述工控机与信号采集卡连接，所述显示器与工控机连接；所述电源为显示器、工控机和功率放大器供电；所述金属管串与地下通讯电缆连接；所述金属管串与井下智能套管滑套连接，并且金属管串与井下智能套管滑套之间绝缘；所述金属管串用于传导地面通讯电缆与地下通讯电缆之间的信息交换；所述信号采集卡用于数据类型的转换；所述限幅滤波器用于将接收到的数据类型转换后的信号进行选择性通过，同时对信号进行滤波处理；所述功率放大器用于对滤波处理后的信号进行放大；所述工控机用于接收并控制地面通讯电缆与地下通讯电缆之间的信息交换。

【技术特征摘要】
1.远程控制套管滑套的地面工控系统，其特征在于，包括金属管串、地面通讯电缆、信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套、工控机、显示器和电源，所述金属管串与地面通讯电缆连接，所述地面通讯电缆与信号采集卡连接，所述信号采集卡、限幅滤波器、功率放大器、地下通讯电缆、井下智能套管滑套依次连接；所述工控机与信号采集卡连接，所述显示器与工控机连接；所述电源为显示器、工控机和功率放大器供电；所述金属管串与地下通讯电缆连接；所述金属管串与井下智能套管滑套连接，并且金属管串与井下智能套管滑套之间绝缘；所述金属管串用于传导地面通讯电缆与地下通讯电缆之间的信息交换；所述信号采集卡用于数据类型的转换；所述限幅滤波器用于将接收到的数据类型转换后的信号进行选择性通过，同时对信号进行滤波处理；所述功率放大器用于对滤波处理后的信号进行放大；所述工控机用于接收并控制地面通讯电缆与地下通讯电缆之间的信息交换。2.根据权利要求1所述的远程控制套管滑套的地面工控系统，其特征在于，所述信号采集卡包括模数转换通道和数模转换通道，所述地面通讯电缆和工控机分别与模数转换通道连接；所述限幅滤波器和工控机分别与数模转换通道连接。3.根据权利要求2所述的远程控制套管滑套的地面工控系统，其特征在于，所述数模转换通道包括依次连接的隔离电路、滤波电路、偏置电路和放大电路。4.根据权利要求3所述的远程控制套管滑套的地面工控系统，其特征在于，所述隔离电路包括高速光耦隔离芯片U1、电阻R1、电阻R2、电容C1，所述高速光耦隔离芯片U1采用6N137，所述电阻R1一端连接工控机，其另一端与高速光耦隔离芯片U1的LED-引脚连接；高速光耦隔离芯片U1的VCE引脚和VE引脚接正5V电源；所述电容C1一端连接正5V电源，其另一端接地；所述电阻R2一端接正5V电源，其另一端与高速光耦隔离芯片U1的VOUT引脚连接；所述电阻R2与VOUT引脚连接的节点连接滤波电路。5.根据权利要求3所述的远程控制套管滑套的地面工控系统，其特征在于，所述滤波电路包括放大器U2、电阻R3、电位器R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电位器R11、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5，所述电阻R3一端连接隔离电路，其另一端与放大器U2的输出端连接；所述电容C4一端连接在电阻R3与放大器U2连接的线路上，其另一端与电阻R6连接；所述电阻R6连接电容C4端的另一端连接偏置电路；所述放大器U2的正电源端接12V电源，其负电源端接负15V电源；所述电容C3一端连接在放大器U2的正电源端，其另一端接地；所述电阻R10一端与放大器U2的负向输入端连接，其另一端接地；所述电位器R4的一个固定端连接在电阻R3与放大器U2连接的线路上，另一个固定端与电阻R5连接；电阻R5连接电位器R4端的另一端连接在电阻R10与放大器U2连接的线路上；所述电容C2一端连接在电阻R3与隔离电路连接的线路上，其另一端接地；所述电位器R11的一个固定端接地，其另一个固定端与电阻R8连接，电阻R8连接电位器R11端的另一端连接正5V电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：林丽君，任振兴，赵悦，莫莉，赵洁，
申请(专利权)人：成都大学，
类型：新型
国别省市：四川,51