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，
[0032]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。
[0033]具体的有以下几方面的内容:
[0034]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。
[0035]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。
[0036]其中，预定启动压力命令与正或负编码命令包括以下:
[0037]一.所述的压力命令为加压到Pl兆帕，保持tl分钟以上。
[0038]二.所述的压力命令为加压到P2兆帕，保持t2分钟以上。
[0039]三.所述的压力命令为加压到P3兆帕，保持t3分钟以上。
[0040]四.所述的压力命令为加压到P4兆帕，保持t4分钟以上。
[0041]五.所述的压力命令为加压到P5兆帕，保持t5分钟以上。
[0042]六.所述的压力命令为加压到P6兆帕，等待t6分钟以上。
[0043]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。
[0044](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。
[0045](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。
[0046]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。
[0047]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
[0048]方法，其特征在于步骤如下:
[0049]步骤1:温度传感器和压力传感器自井上向井下运动过程中采集井下环境温度信号和井下压力信号，当采集温度电压值大于Ut时，进行压力信号识别;t为信号采集间隔；
[0050]所述Ut为设定的温度开关电压，设定数值低于射孔层位的环境温度的电压；
[0051 ] 步骤2、压力判断:当Ui+1-Ui >U1,且(Ui+n-Ui)>U1,则启动压力识别成功，进行步骤3;若不满足上述条件，判断为干扰信号，则继续对下一个采集到的压力数据进行启动压力判别，不断重复这个过程，直到启动压力识别成功，开始静压力测量，其中n = 2，3，…，60;
[0052]其中:Ul为对应7兆帕压力的电压数值，Ui为Ti时刻采集到压力信号电压，Ue{0，+
[0053]步骤3、静压力测量:在启动压力识别成功后，延时3分钟的泄压时间，然后保持压力采集间隔不变，连续采集60个压力值，对60个压力值求平均值为静压力值U2;
[0054]步骤4、压力编码识别:保持压力采集间隔不变继续进行压力信号采集，
[0055]正起爆编码命令的识别:
[0056]当某时刻采集到电压为U2+U〗，且其后采集到的连续59个电压值也为U2+U〗，判断起爆方式为正起爆，完成正起爆第一条命令判断；
[0057]所述U1 = 0.5伏，为第一条正起爆编码电压，I = I，2，…，60;
[0058]若其后某时刻采集到电压为U2+Uj，且其后采集到的连续59个电压值为U2+Uj，完成正起爆编码命令的识别；
[0059]所述Uj=I伏，为第二条正起爆编码电压，J=I，2，…，60;
[0000]负起爆编码命令的识别:
[0061 ]当某时刻采集到电压为U2+Um伏，且其后采集到的连续59个电压值为U2+Um伏，判断起爆方式为正起爆，完成负起爆第一条命令判断；
[0062]所述Um= I伏，为第一条负起爆编码电压，M=I, 2，…，60;
[0063]若其后某时刻采集到电压为U2+Un伏，且其后采集到的连续59个电压值为U2+Un伏，完成负起爆编码命令的识别；
[0064]所述uN=0.5伏，为第二条负起爆编码电压，N= I，2，…，60;
[0065]当正起爆编码命令的识别完成时，单片机与开关电路KA、KB、KC、KD的四个管脚电位分别为:KA、KC同为低电平，KB、KC全为高电平时，OUTl与电池正极导通，0UT2与电池负极导通，实现正极性导通，启动起爆射孔弹的指令；
[0066]当负起爆编码命令的识别完成，单片机与开关电路KA、KB、KC、KD的四个管脚电位分别为:KA、KC同为高电平，KB、KC全为低电平时，OUTl与电池负极导通，0UT2与电池正极导通，实现负极性导通，启动起爆射孔弹的指令。
[0067]本装置采用单片机处理系统来辨识预先设定的射孔弹预定编码命令，编码命令采用压力编码命令，以提高抗干扰能力。应用在油气井下控制射孔弹起爆过程中，要求单片机系统能够准确识别压力编码命令，可靠引爆射孔弹，保障施工作业人员安全。干扰是随机的，它和设置的预定编码命令重合的概率几乎为零。起爆装置自带压力传感器检测压力，当压力传感器检测到的压力信号和设置的预定编码命令相符合时，起爆射孔弹。
【主权项】
1.一种用于油井射孔的多级压力编码起爆的装置，其特征在于包括压力传感器、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;所述的做功电路包括U8、U9、U10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UlI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;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。2.根据权利要求1所述用于油井射孔的多级压力编码起爆的装置，其特征在于:所述温度传感器采用热电偶、热敏电阻或辐射式温度传感器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于油井射孔的多级压力编码起爆装置，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OUT1、OUT2输出正或负极性电压，起爆射孔弹。
【IPC分类】E21B43/1185
【公开号】CN205260014
【申请号】CN201520856167
【发明人】罗兴平, 杨伟, 李静岑, 张虎, 郭立超, 肖勇, 白竹, 常昕, 李哲雨
【申请人】西安物华巨能爆破器材有限责任公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年10月29日