[发明专利]一种用于射孔的无线起爆装置及其起爆方法

说明书

本发明公开了一种用于射孔的无线起爆装置和起爆方法，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。本发明所公开的起爆装置，针对传统油管输送投棒或加压等机械能引爆射孔工艺存在未引爆、提前引爆、误引爆等诸多安全风险，升级为无线传输电能起爆，引爆思路创新，智能化水平高，既可以实现油管中的多级引爆和一次下井输送对多个目标层位的分时引爆，又可以实现工作电路的定时开关，有效提高射孔可靠性与安全性。

技术领域

本发明属于油气井射孔领域，特别涉及该领域中的一种用于射孔的无线起爆装置及其起爆方法。

背景技术

油管输送工艺射孔技术常采用井口投棒撞击或施加压力作用于起爆装置的活塞上，利用机械能方式推动起爆装置的活塞，剪切销钉后击发起爆器中的火工品，最终引爆射孔弹，进行射孔。

但现场作业过程中由于管柱结构、井况以及施工配合等方面的原因，常会出现以下两种意外情况：1、射孔器在井下通过投棒或者加压的方式未能成功起爆；2、射孔器未下放至预定位置前出现礅钻、溜钻和井下落物造成射孔器提前起爆。究其原因，压力引爆方式存在压力不可控和井下漏压的可能性，电能引爆方式通常易受杂散电、静电、射频电以及高压感应电等电信号干扰而发生早爆，即投棒或加压产生的机械能未能有效传递到起爆装置上致使未引爆或提前传递到起爆装置上致使误引爆。另外投棒撞击引爆方式由于投棒较长，无法在连续油管或者细油管中作业，并且还存在不可控意外因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于连续油管射孔的无线起爆装置及其起爆方法。

本发明采用如下技术方案：

一种用于射孔的无线起爆装置，其改进之处在于：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。

进一步的，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。

进一步的，驱动放大电路包括运放与三极管。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，压力传感器和温度传感器集成在辅助测量探头内。

进一步的，信号处理器通过功率放大器与继电器控制电路电连接。

一种起爆方法，使用上述用于射孔的无线起爆装置，其改进之处在于，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；