设置温度后,开始起爆信号(启动压力命令、压力编码命令)识别,单片机系统将接收到的压力信号与预存设定的启动压力命令进行比较,当在井下检测到压力信号和设置的预定启动压力命令符合时,完成启动压力命令识别,接下来,单片机系统将后续接收到的压力信号与预存设定的压力编码命令进行比较,将接收到的压力信号与预先设定的正编码命令、负编码命令进行比较,当在井下检测到压力信号和设置的预定正编码命令符合时,向做功电路发出正做功命令,控制做功电路输出正极性电压,起爆射孔弹,实现一级射孔枪起爆,同样原理可实现负起爆射孔,就这样使用两套不同压力编码命令控制做功电路导通,通过控制电源正负极性切换,配合压力转换装置,实现由下而上正负交替起爆,完成多层分级射孔作业,实现的高安全可控起爆。
[0040]当在井下控制电路检测到压力信号和设置的预定启动压力命令与编码命令相同时,向做功电路发出做功命令,控制做功电路起爆射孔弹,实现的可靠起爆。同时,压力起爆采用启动压力命令与压力编码命令数据,可以提高抗干扰的能力,实现可控起爆。
【附图说明】
[0041]图1:本发明的用于油井射孔的多级压力编码起爆方法的装置
[0042]图2:本发明装置中的做功电路原理图
【具体实施方式】
[0043]现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
[0044]附图1为本发明的用于油井射孔的多级压力编码起爆方法的装置的原理框图,包括压力传感器、温度传感器、信号调理电路、单片机、供电电路、外部储存器、做功电路和通讯电路。其中所述做功电路包括U8、U9、UlO和Ull四个场效应管,四个场效应管以源极与漏极相连形成桥型连接,U8源极与UlO漏极连接端为输出端OUTl,U9源极与Ull漏极连接端为输出端0UT2,四个场效应管的栅极KA、KB、KC、KD分别与单片机I/O端口连接。
[0045]单片机通过通讯电路与上位机连接,接收上位机发送的压力编码命令,将接收到的压力编码命令,按照约定格式及地址写入单片机EEPROM内,形成预定编码命令;压力传感器和温度传感器置于油气井内,采集的油气井下的压力信号和温度信号传输至信号调理电路中,信号调理电路对接收到的压力信号和温度信号分别进行滤波和放大后输入到单片机中;单片机将压力信号和温度信号与存储在单片机EEPROM内的预定编码命令进行比较,若压力信号与预定编码命令相符合,单片机系统根据正或负起爆编码命令,控制与做功电路KA、KB、KC, KD相连单片机管脚的电位,做功电路输出端OUT 1、0UT2输出正或负极性电压,起爆射孔弹。
[0046]所述的压力传感器,用于采集油气井下的压力信号,并将采集到的压力信号传输到信号调理电路中;
[0047]所述的温度传感器,用于采集油气井下的温度信号,并将采集到的温度信号传输到信号调理电路中;温度检测的方法很多,有不同类型的传感器可供选择,比较常见的有热电偶、热敏电阻、辐射式测温等多种方法。在选择温度传感器时,要综合考虑如下几个因素:温度测量范围、测量精度、响应时间、稳定性、线性度和灵敏度等。除此之外,考虑到油气井下仪器的特殊工作环境以及对仪器体积大小等的诸多限制,在选择时尽可能选择体积小巧、温度测量范围较宽、功耗较低的传感器。为进一步减小体积,本发明使用的温度传感器应选择输出为电压信号的传感器,来简化温度信号调理电路的复杂程度。
[0048]所述的信号调理电路,用于接收输入到其内部的压力信号或者温度信号,并对接收到的压力信号和温度信号分别进行滤波和放大,并将放大后的压力信号和温度信号输入到单片机系统中;
[0049]所述的单片机系统,用于接收上位机发送的温度开关、起爆信号信息,将接收到的温度开关、起爆信号信息,按照约定格式及地址写入单片机里,形成预设的温度开关、起爆信号,并接收经信号调理电路放大后的压力信号和温度信号,根据温度开关设置对温度进行判断,当温度值达到或超过温度开关设置值时,开始起爆信号(启动压力命令、压力编码命令)识别,单片机系统将接收到的压力信号与预存设定的启动压力命令进行比较,当在井下检测到压力信号和设置的预定启动压力命令符合时,完成启动压力命令识别,接下来,单片机系统将后续接收到的压力信号与预存设定的压力编码命令进行比较,将接收到的压力信号与预先设定的正编码命令、负编码命令进行比较,当在井下检测到压力信号和设置的预定正编码命令符合时,向做功电路发出正做功命令,控制做功电路输出正极性电压,起爆射孔弹,实现一级射孔枪起爆,同样原理可实现负起爆射孔,就这样使用两套不同压力编码命令控制做功电路导通,通过控制电源正负极性切换,配合压力转换装置,实现由下而上正负交替起爆,完成多层分级射孔作业,
[0050]在下井之前,起爆装置需要与上位机通过通信模块相连,上位机完成对起爆装置中单片机系统的启动压力命令与压力编码命令的设置,压力传感器的标定与检定。在起爆装置下井之前井上的压力编码命令的设置由上位机完成,采用VC++6.0编程,配合单片机系统完成相关操作;单片机系统使用单片机处理压力传感器检测得到的压力信号,然后辨识启动压力命令和压力编码命令,正确输出对应极性的电压,起爆射孔枪。
[0051]具体的有以下几方面的内容:
[0052]在下井之前(I)压力编码命令的设置。由上位机和起爆装置中的单片机系统配合,形成预定编码命令。预定编码命令是是否给射孔弹发出做功命令的参照编码命令,是以压力值及其持续时间的形式给出的,由地面操作人员来完成。并由操作人员按照设定的地面施加的压力命令,在地面上向油气井中施加压力,单片机控制系统接收压力传感器采集到的加压后的压力信号,并根据该压力信号辨识出是否与预定编码命令相符。
[0053]上位机使用时对压力编码命令波形进行相关设置,并输入射井深度,压井液密度等信号。上位机按照基本信号和压力编码命令生成供单片机系统辨识的压力编码命令,下传给单片机系统。同时要生成加压施工文件,包括基本信号和加压曲线,共存盘保存及打印。单片机系统接收上位机送来的压力编码命令,包括静压和施加压力,按照约定格式及地址写入单片机里。启动压力命令与压力编码命令接收完成后,将写入到EEPROM内的启动压力命令与压力编码命令数据回传给上位机,以便操作人员检查写入启动压力命令与压力编码命令的正确性。
[0054]其中,预定启动压力命令与正或负编码命令包括以下:
[0055]一.所述的压力命令为加压到Pl兆帕,保持tl分钟以上。
[0056]二.所述的压力命令为加压到P2兆帕,保持t2分钟以上。
[0057]三.所述的压力命令为加压到P3兆帕,保持t3分钟以上。
[0058]四.所述的压力命令为加压到P4兆帕,保持t4分钟以上。
[0059]五.所述的压力命令为加压到P5兆帕,保持t5分钟以上。
[0060]六.所述的压力命令为加压到P6兆帕,等待t6分钟以上。
[0061]当在一端时间内压力传感器检测到的压力值和持续时间分别于这六个命令相符,执行完成后,发出正或负做功命令,控制做功电路输出对应极性电压,起爆相连通射孔枪。
[0062](2)压力传感器的标定。为了克服压力传感器自身特性不同而带来的测量误差,在产品使用前,必须对压力传感器进行压力标定,即确定压力传感器的输入输出关系。由于压力传感器的分散性和非线性以及温度漂移特性,压力编码起爆装置在正式下井使用前,需要对压力传感器进行压力标定和温度补偿标定。所谓标定就是要检测得到压力传感器的压力曲线和温度漂移曲线,从而得到准确的压力检测值。
[0063](3)压力传感器的检定。为确保压力传感器的正确标定,保证起爆装置的准确性和单片机系统的可靠运行,在标定完成后对标定的结果进行核对,确保压力传感器符合规定的误差标准。并生成相关报表供打印保存。
[0064]具体的,给单片机系统施加不同的压力和温度值,单片机系统根据标定数据检测计算出实际压力测量值,并将结果传送到PC机上,实时显示测量值同时存储录入数据。根据检测数据生成相应的表格,和施加给系统的实际压力值比较计算测量误差,并按照验证数据自动生成校验结果表供磁盘保存及打印。
[0065]同时,由于稳定的工作电压直接影响到单片机系统各个模块的正常运行。本装置的供电电路由2节高温电池串联提供电量,电压值为7伏左右,随着起爆装置工作时间增加,对电能消耗也会增大,电池的输出电压会相应降低,为了保证系统可靠运行,规定正常工作时电源输出电压不