[实用新型]远程控制套管滑套的地面工控系统

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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”，该实用新型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”，该实用新型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”，该实用新型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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。