一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关制造技术

一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关，包括开关主体与硬件电路主体两部分，其中开关主体包括导线I、螺钉、PCB、上盖、壳体、导线II，PCB一端与导线I连接，PCB另一端与导线II连接，PCB安装在壳体内部，壳体顶部安装有上盖，上盖通过螺钉与壳体固定。硬件电路主体包括电缆编解码电路模块、温度采集电路模块、点火短路保护电路模块，点火选择控制电路模块、低温锁定保护电路模块、级联控制电路模块、点火电源电路模块、点火驱动电路模块。本实用新型专利技术的优点在于：结构设计与电路设计相结合，使选发开关的体积小，适用范围更广。选发开关与控制设备间实现信息的接收与反馈，通过温度采集电路模块、外围保护电路设计，实现低温锁定保护功能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关
本技术涉及石油勘探的多级射孔领域中，使用单芯或者多芯电缆进行常规完井射孔及桥塞射孔联作、定方位射孔等。特别是要求多簇分级射孔的作业领域。具体讲，是一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关。
技术介绍
我国油田目前的射孔作业大部分仍采用单级起爆作业方式，既把点火起爆面板放在地面，射孔枪通过电缆下放到指定层位，由地面产生点火信号，触发射孔弹起爆。这种施工方式具有施工时效差，射孔成功率低，安全性较差等缺点。为了克服单级射孔技术所存在的不足，现在国内开始逐步推广多级分簇射孔技术进行射孔作业，这种技术的核心就是电子选发开关的应用。目前应用的电子选发开关在技术上仍存在许多不完善之处，例如1)开关体积大，集成度低，适用范围窄，难以满足所有类型射孔作业的施工要求。2)仅可采用单工通信，缺少终端应答及反馈，不能实时上传开关状态信息，无法对电子选发开关进行有效的控制，时常导致控制失灵或者故障频发。3)缺少足够的保护功能，比如低温锁定保护、点火线短路保护等。在这种情况下，在地面进行射孔枪串连接及测试时，存在一定的安全隐患4)整体温度性能较差，最高温度一般不超过125度，无法满足日益严苛的深井作业要求。基于当前射孔技术存在以上的问题，我们提出了新型具有低温锁定保护的应答型电子选发开关。通过该电子选发开关可以有效解决当前射孔技术所存在的诸多问题，提高射孔作业的施工时效、可靠性以及安全性。
技术实现思路
根据以上技术问题，本技术提供一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关，其特征在于包括开关主体与可编址电子选发装置的硬件电路主体两部分，其中开关主体包括导线I、螺钉、PCB、上盖、壳体、导线II，所述PCB一端与导线I连接，所述PCB另一端与导线II连接，所述PCB安装在壳体内部，所述壳体顶部安装有上盖，所述上盖通过螺钉与壳体固定，所述螺钉数量为4个，分别位于上盖的4个角上。所述可编址电子选发装置的硬件电路主体包括电缆编解码电路模块、温度采集电路模块、点火短路保护电路模块，点火选择控制电路模块、低温锁定保护电路模块、级联控制电路模块、点火电源电路模块、点火驱动电路模块。所述电缆编解码电路包括电缆编码发送电路模块、电缆解码接收电路模块。所述壳体采用高温尼龙作为材料，所述壳体耐温超过200℃。本技术的有益效果为：本技术采用结构设计与硬件电路设计相结合，使选发开关使用效果达到最优：1)体积小，在射孔领域的使用范围更广，可以广泛应用于常规射孔作业、射孔桥塞联作、定方位射孔、过油管射孔等；2)硬件电路方面采用双向TH码测井电缆遥测技术实现与控制设备的半双工通信方式，选发开关可以实时反馈状态信息及井下数据信息给控制设备，控制设备根据应答信息可以实现对选发开关的有效控制，保证了选发开关工作的可靠性；3)增加了低温锁定保护功能，通过温度采集电路模块，利用温度传感技术采集装置周围环境温度，结合门槛温度设定、外围保护电路设计，实现低温锁定保护功能，保证射孔枪在地面连接及测试的绝对安全，避免安全事故的发生。4)采用高温材料设计结构壳体，壳体硬度高，坚固耐磨，提高整体的耐温性能，使装置可以可靠工作在150度以上的高温环境下。附图说明图1是本技术的俯视图；图2是本技术的结构组件图；图3是本技术的硬件电路原理框图；图4所示为本技术的电缆编码发送电路原理图；图5所示为本技术的电缆解码接收电路原理图；图6是本技术的温度采集电路原理图；图7是本技术的点火选择控制电路原理图；图8是本技术的点火短路保护电路原理图。如图，导线I-1、螺钉-2、PCB-3、上盖-4、壳体-5、导线II-6。其中：PCB为印刷电路板，VCC为接入电路的电压(双极器件)，AGND为模拟接地端，GND为接地端，R9为电阻，C4为电容，V+为电源正极，DECODE为解码，MOS为晶体管，F1为点火信号的正端，F2为点火信号的负端，LM26LV为温度开关，OVER_TEMP为温度采样输出电平信号，T3、T5为两级晶体管，T4为大功率晶体管，TTL为逻辑门电路，U2为单稳态触发器，VDD为接入电路的电压(单极器件)，CTR_1为临界温度热敏电阻。具体实施方式下面结合附图所示，对本技术进行进一步说明：本技术为一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关，包括开关主体与可编址电子选发装置的硬件电路主体两部分，其中开关主体包括导线I1、螺钉2、PCB3、上盖4、壳体5、导线II6，PCB3一端与导线I1连接，PCB3另一端与导线II6连接，PCB3安装在壳体5内部，壳体5采用高温尼龙作为材料，壳体5耐温超过200℃，壳体5顶部安装有上盖4，上盖4通过螺钉2与壳体5固定，螺钉2数量为4个，分别位于上盖4的4个角上。可编址电子选发装置的硬件电路主体包括电缆编解码电路模块、温度采集电路模块、点火短路保护电路模块，点火选择控制电路模块、低温锁定保护电路模块、级联控制电路模块、点火电源电路模块、点火驱动电路模块，其中电缆编解码电路包括电缆编码发送电路模块、电缆解码接收电路模块。结合附图，对本技术的安装使用做进一步说明：1、结构设计如图1、图2所示，可编址电子选发装置通过优化结构设计，精细化元器件选型，提高电路集成度，进一步完善PCB3布局，使PCB3电路载体与壳体5无缝组合，将电子选发装置的体积压缩到满足当前最小雷管仓体积要求，使电子选发装置的应用能够覆盖所有的射孔作业领域。2、原理框图如图3所示，可编址电子选发装置的硬件电路主体主要由电缆编解码电路、温度采集电路、点火选控电路、点火短路保护电路等部分组成，其中电缆编解码电路主要完成地面控制系统与可编址电子选发装置的双向通信。由解码电路解析地面发送的控制命令，由编码电路发送井下的相关数据信息。温度采集电路用于采集电子选发装置周围的环境温度，为低温锁定保护功能实现提供判定依据。点火选控电路主要完成点火的选择与控制，保证点火的次序正确、选通关闭正常。点火短路保护电路主要实现对点火线的常规短路保护及低温锁定保护功能，由于点火短路保护电路的存在，点火线常态下一直处于短路状态，只有当点火所有触发条件满足后(例如温度高于门槛温度)时，才解除短路状态，可以进行正常点火操作。3、电缆编码发送电路如图4所示，电子选发装置根据电缆编码发送电路向地面返回应答及数据信息，包括温度、缆头电压数据及控制命令应答等。图中V+为地面供电缆头电压，VCC为电路供电电压+3.3V，AGND与GND通过磁珠单点共地，采用多级晶体管分立元件构建解码电路。单片机编码器产生编码脉冲信号，经过R9，C4组成的低通滤波电路对编码波形进行整形，再通过两级晶体管(T3、T5)进行功率放大，最后一级通过驱动大功率晶体管T4，将编码信号耦合到电缆上，向地面进行发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关，其特征在于包括开关主体与可编址电子选发装置的硬件电路主体两部分，其中开关主体包括导线I、螺钉、PCB、上盖、壳体、导线II，所述PCB一端与导线I连接，所述PCB另一端与导线II连接，所述PCB安装在壳体内部，所述壳体顶部安装有上盖，所述上盖通过螺钉与壳体固定，所述螺钉数量为4个，分别位于上盖的4个角上，所述可编址电子选发装置的硬件电路主体包括电缆编解码电路模块、温度采集电路模块、点火短路保护电路模块，点火选择控制电路模块、低温锁定保护电路模块、级联控制电路模块、点火电源电路模块、点火驱动电路模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有低温锁定保护功能的应答型电子选发开关，其特征在于包括开关主体与可编址电子选发装置的硬件电路主体两部分，其中开关主体包括导线I、螺钉、PCB、上盖、壳体、导线II，所述PCB一端与导线I连接，所述PCB另一端与导线II连接，所述PCB安装在壳体内部，所述壳体顶部安装有上盖，所述上盖通过螺钉与壳体固定，所述螺钉数量为4个，分别位于上盖的4个角上，所述可编址电子选发装置的硬件电路主体包括电缆编解码电路模块、温度采集电路模块、点火短路保...

【专利技术属性】
技术研发人员：果盛，
申请(专利权)人：天津市泰华科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12