[发明专利]一种用于射孔的无线起爆装置及其起爆方法

权利要求书

1.一种用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：包括发射模块和接收单元；其中发射模块包括用于产生正弦波信号的信号微控制器，与信号微控制器电连接的驱动放大电路，与驱动放大电路电连接的串联谐振发射电路和与串联谐振发射电路电连接的发射天线；其中接收单元包括用于接收来自发射天线的电磁信号的接收天线，与接收天线电连接的并联谐振接收电路，与并联谐振接收电路电连接的仪表放大器，与仪表放大器电连接的放大滤波电路，与放大滤波电路电连接的模数转换器，与模数转换器电连接的信号处理器，与信号处理器电连接的时钟源、压力传感器、温度传感器、存储单元和继电器控制电路。

2.根据权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：信号微控制器包括产生正弦波信号的DAC模块，用于调整正弦波信号频率的串口和控制正弦波信号输出时间长短的定时器。

3.根据权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：驱动放大电路包括运放与三极管。

4.根据权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：发射天线是在锰锌铁氧体磁棒上绕制N匝环形线圈组成的磁性天线，环形线圈由单股漆包线构成。

5.根据权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：接收天线是将单股漆包线绕制在具有一定长度、耐高温的塑料圆环管柱上组成的线圈绕组。

6.根据权利要求5所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：串联谐振发射电路为LC串联谐振电路，并联谐振接收电路由接收天线线圈绕组并接电容后组成。

7.根据权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：仪表放大器为低噪声精密仪表放大器；放大滤波电路包括由多通道精密运放组成的次级放大电路和二阶窄带有源带通滤波器。

8.根据权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：压力传感器和温度传感器集成在辅助测量探头内。

9.根据权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于：信号处理器通过功率放大器与继电器控制电路电连接。

10.一种起爆方法，使用权利要求1所述用于射孔的无线起爆装置，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在地面配置好接收单元信号处理器的开始工作时间、结束工作时间后，将接收单元随连续油管先行下降到目的层；

（2）在地面配置好发射模块信号微控制器的正弦波信号频率、开始工作时间和结束工作时间后，将发射模块从入口处投入井中，使发射模块依靠自身重力在连续油管中下降；

（3）在计时至工作时间后，发射模块信号微控制器输出正弦波信号，该正弦波信号经驱动放大电路提升电流后驱动串联谐振发射电路在发射天线上进行正弦波信号的大功率电磁传播；

（4）在计时至工作时间且在油管内与发射模块间的距离小于设定值后，接收天线开始接收到发射天线传播的微弱小信号；

（5）接收天线接收到的信号经并联谐振接收电路后，谐振频率附近的小信号将被仪表放大器差模转单端放大，再经放大滤波电路次级放大并滤波后，由模数转换器采集并数字量化后输入信号处理器；

（6）信号处理器判断数字量化后的信号是否为发射模块传播而来的正弦波信号，同时结合压力传感器和温度传感器检测到的井下环境实时压力、温度信息，判断射孔引爆条件是否成立，在此过程中，时钟源为信号处理器提供时钟，存储单元完成对实时时间、压力和温度的读写存储；

（7）信号处理器判断射孔引爆条件成立时，向继电器控制电路发送指令，使引爆信号接通引爆。