一种油气井用无线电磁波多级点火系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种油气井用无线电磁波多级点火系统和方法，包括地面控制系统和井下设备串，所述地面控制系统用于发送无线电磁波；所述无线电磁波包括点火指令；所述井下设备串用于接收所述地面控制系统发送的多个无线电磁波，并基于多个点火指令实现多级点火；所述井下设备串包括多套井下设备和定位设备；所述井下设备可以接收所述无线电磁波，并基于所述点火指令进行点火，以完成一次射孔作业；所述定位设备用于定位所述井下设备串；使得可远距离控制多个井下设备，实现可识别，多级点火，提高了智能化水平。高了智能化水平。高了智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种油气井用无线电磁波多级点火系统和方法


[0001]本专利技术涉及油管输送射孔
，具体而言，涉及一种油气井用无线电磁波多级点火系统和方法。

技术介绍

[0002]射孔技术按输送方式分为电缆输送射孔和油管输送射孔。电缆输送工艺射孔在大斜度井、水平井一般采用电缆泵送下入工艺，需要电缆车和高压泵车车组。地面设备昂贵，输送能力弱，射孔段较短；油管输送工艺射孔技术常采用井口投棒撞击或井口加压的方式点火。投棒撞击点火：在大斜度井、水平井不能投棒，不易实现多级射孔；加压点火：需要泵车地面设备昂贵，已射孔的老井补孔时，地层与套管沟通，不能环空加压，不易实现多级射孔。
[0003]有鉴于此，本申请提供了一种油气井用无线电磁波多级点火系统和方法，以实现多级射孔。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种油气井用无线电磁波多级点火系统，包括地面控制系统和井下设备串，所述地面控制系统用于发送无线电磁波；所述无线电磁波包括点火指令；所述井下设备串用于接收所述地面控制系统发送的多个无线电磁波，并基于多个点火指令实现多级点火；所述井下设备串包括多套井下设备和定位设备；所述井下设备可以接收所述无线电磁波，并基于所述点火指令进行点火，以完成一次射孔作业；所述定位设备用于定位所述井下设备串。
[0005]进一步，所述井下设备包括接收天线、控制及点火短节、电池短节和射孔枪；所述接收天线用于接收所述无线电磁波；所述控制及点火短节包括电磁波信号接收模块、升压点火模块、电源模块和电雷管；所述电磁波信号接收模块用于解码所述无线电磁波，得到解码后的点火指令；所述升压点火模块用于判断所述解码后的点火指令是否为该井下设备的点火指令；若是，则引爆电雷管；所述电源模块用于为所述电磁波信号接收模块和所述升压点火模块供电；所述电雷管用于被引爆，以激发所述射孔枪完成一次射孔作业；所述电池短节用于为所述电源模块供电。
[0006]进一步，在引爆电雷管之前，所述控制及点火短节还用于判断井下的环境是否符合点火条件，若是，再引爆电雷管；所述控制及点火短节还包括压力传感器和温度传感器；所述压力传感器用于获取井下的环境的压力；所述温度传感器用于获取井下的环境的温度。
[0007]进一步，所述升压点火模块至少包括MCU电路、高频开关电路、隔离变压器和储能电容；所述MCU电路用于控制所述高频开关电路的通断；所述高频开关电路用于控制所述电源模块对所述储能电容充电；所述隔离变压器用于隔离所述电池短节和所述电雷管；所述储能电容用于引爆所述电雷管。
[0008]进一步，所述井下设备和所述定位设备沿油管的轴向设置，所述油管用于将所述井下设备串送入套管。
[0009]进一步，所述地面控制系统包括上位机、控制箱和发射天线；所述上位机用于输入点火指令，并将所述点火指令发送给所述控制箱；所述控制箱用于对所述点火指令进行编码和功率放大，得到无线电磁波信号；所述发射天线用于发射所述无线电磁波信号；所述控制箱还用于获取地层电阻的阻值；所述地层电阻为所述发射天线两端形成的电阻，所述发射天线从控制箱引出，一个信号发送端连接所述油管，另一个信号发送端接地；所述上位机还基于所述地层电阻调节所述控制箱的输出功率。
[0010]进一步，所述定位设备设置在多套井下设备的下方，用于使所述井下设备在套管内居中；所述定位设备的周面设置有弹簧片，所述弹簧片形成的外周面与所述套管的内周面相接触。
[0011]本专利技术的目的在于提供一种油气井用无线电磁波多级点火方法，包括，连接多套井下设备形成井下设备串，通过油管将所述井下设备串送至第一目标深度；所述第一目标深度为套管内需要进行射孔作业的深度；地面控制系统发射无线电磁波，所述无线电磁波包括点火指令；第一井下设备接收所述无线电磁波，并判断所述点火指令是否为第一点火指令；所述第一井下设备为在所述第一目标深度上的井下设备；所述第一点火指令为指示在所述第一目标深度进行射孔作业的指令；若是，则判断所述第一目标深度的环境是否满足点火条件；若满足，则在第一目标深度上进行射孔作业；将井下设备串调整至第二目标深度，重复上述步骤，直到完成所有目标深度的射孔作业。
[0012]进一步，所述井下设备串上设置有定位设备，所述定位设备的周面设置有弹簧片；所述连接多套井下设备形成井下设备串，包括，调整所述定位设备的弹簧片，使弹簧片形成的外周面与所述套管的内周面相接触。
[0013]进一步，所述地面控制系统包括控制箱和发射天线，在所述地面控制系统发射无线电磁波之前，还包括，发送测试指令，测试地层电阻的阻值，并基于所述地层电阻调节所述控制箱的输出功率；所述地层电阻为所述发射天线两端形成的电阻，所述发射天线从控制箱引出，一个信号发送端连接所述油管，另一个信号发送端接地。
[0014]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0015]通过无线电磁波传输点火指令的技术，可远距离控制多个井下设备，实现可识别，多级点火。点火方式创新，智能化水平高。
[0016]通过使用无线电磁波的传输方式，使得地面控制系统简单不需要电缆车和高压泵车车组等特种车辆，且可用于在大斜度井、水平井和老井补孔等各种井况，应用范围广，节约作业成本、作业效率高。
[0017]通过隔离变压器可以实现电池短节电压与电雷管的完全隔离，并结合压力传感器和温度传感器采集到的井下实时数据辅助判断点火条件是否成立，在点火条件成立后启动升压点电路输出大电流引爆电雷管，降低误爆率，安全可控。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一些实施例提供的一种油气井用无线电磁波多级点火系统的示例性示意图；
[0019]图2为本专利技术一些实施例提供的井下设备的示例性示意图；
[0020]图3为本专利技术一些实施例提供的井下设备的电路的示例性结构图；
[0021]图4为本专利技术一些实施例提供的一种油气井用无线电磁波多级点火方法的示例性流程图；
[0022]图标：110
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上位机、120
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控制箱、130
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发射天线、130
‑1‑
发射天线的一个信号发送端、130
‑2‑
发射天线的另一个信号发送端、140
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油管、150
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套管、160
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第三井下设备、170
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第二井下设备、180
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第一井下设备、190
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定位设备、210
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电池短节、220
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控制及点火短节、230
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接收天线。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气井用无线电磁波多级点火系统，其特征在于，包括地面控制系统和井下设备串，所述地面控制系统用于发送无线电磁波；所述无线电磁波包括点火指令；所述井下设备串用于接收所述地面控制系统发送的多个无线电磁波，并基于多个点火指令实现多级点火；所述井下设备串包括多套井下设备和定位设备；所述井下设备可以接收所述无线电磁波，并基于点火指令进行点火，以完成一次射孔作业；所述定位设备用于定位所述井下设备串。2.根据权利要求1所述的油气井用无线电磁波多级点火系统，其特征在于，所述井下设备包括接收天线、控制及点火短节、电池短节和射孔枪；所述接收天线用于接收所述无线电磁波；所述控制及点火短节包括电磁波信号接收模块、升压点火模块、电源模块和电雷管；所述电磁波信号接收模块用于解码所述无线电磁波，得到解码后的点火指令；所述升压点火模块用于判断所述解码后的点火指令是否为该井下设备的点火指令；若是，则引爆所述电雷管；所述电源模块用于为所述电磁波信号接收模块和所述升压点火模块供电；所述电雷管用于被引爆，以激发所述射孔枪完成一次射孔作业；所述电池短节用于为所述电源模块供电。3.根据权利要求2所述的油气井用无线电磁波多级点火系统，其特征在于，在引爆电雷管之前，所述控制及点火短节还用于判断井下的环境是否符合点火条件，若是，再引爆电雷管；所述控制及点火短节还包括压力传感器和温度传感器；所述压力传感器用于获取井下的环境的压力；所述温度传感器用于获取井下的环境的温度。4.根据权利要求2所述的油气井用无线电磁波多级点火系统，其特征在于，所述升压点火模块至少包括MCU电路、高频开关电路、隔离变压器和储能电容；所述MCU电路用于控制所述高频开关电路的通断；所述高频开关电路用于控制所述电源模块对所述储能电容充电；所述隔离变压器用于隔离所述电池短节和所述电雷管；所述储能电容用于引爆所述电雷管。5.根据权利要求1所述的油气井用无线电磁波多级点火系统，其特征在于，所述井下设备和所述定位设备沿油管的轴向设置，所述油管用于将所述井下设备串送入套管。6.根据权利要求5所述的油气井用无线电磁波多级点火系统，其特征在于，所述地面控制系统包括上位机、控制箱和...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，郑伦贵，重成兴，殷腾，
申请(专利权)人：川南航天能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：