本發(fā)明屬于電纜輸送射孔作業(yè)，具體而言，涉及電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路與工作方法。

背景技術(shù)：

1、頁(yè)巖氣與致密油氣等非常規(guī)油氣藏吸附或游離于富含有機(jī)質(zhì)的泥巖夾層中，在頁(yè)巖油氣的井開(kāi)發(fā)中隨著智能完井和測(cè)井技術(shù)的發(fā)展，套管外光纖布置技術(shù)獲得了國(guó)內(nèi)油田的應(yīng)用。避光纖分簇射孔系統(tǒng)是一種用于電纜輸送射孔作業(yè)中通過(guò)旋轉(zhuǎn)定向工具避開(kāi)套管外光纖位置，并進(jìn)行分簇射孔作業(yè)。

2、目前油氣井行業(yè)中，沒(méi)有考慮旋轉(zhuǎn)定向工具與電纜分簇射孔配合時(shí)旋轉(zhuǎn)定向工具工作對(duì)射孔槍串的影響，不能保證下級(jí)射孔槍的電氣安全，上端強(qiáng)電誤引入射孔槍串容易造成誤射孔。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路與工作方法，包括主控單元、模式轉(zhuǎn)換電路與電源模塊；

2、電源模塊與主控單元的電源輸入端電連接；

3、模式轉(zhuǎn)換電路包括第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；

4、單芯電纜纜芯與射孔支路以及電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向支路連接；電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向支路連接電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具；射孔支路設(shè)置有過(guò)壓保護(hù)電路；

5、主控單元的第一輸出端通過(guò)第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與射孔支路連接；射孔支路連接分簇射孔槍?zhuān)?/p>

6、主控單元的第二輸出端通過(guò)第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向支路連接；

7、電源模塊與主控單元的電源輸入端、第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的電源輸入端以及第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的電源輸入端電連接。

8、第二方面，本發(fā)明提供電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路工作方法，包括：

9、將復(fù)用安全電路短節(jié)、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具和分簇射孔槍串在地面連接裝配，將連接裝配好的工具串通過(guò)單芯電纜輸送至各待射孔點(diǎn)的預(yù)設(shè)深度處；

10、主控單元發(fā)送第一控制指令至第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路切換到電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向支路并對(duì)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具供電，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具根據(jù)地面發(fā)送的射孔角度數(shù)據(jù)，將分簇射孔槍旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)角度；

11、主控單元發(fā)送第二控制指令至第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，分簇射孔和電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用的安全電路切換到射孔支路，并對(duì)分簇射孔槍供電，控制井下預(yù)設(shè)的目標(biāo)分簇射孔槍進(jìn)行點(diǎn)火射孔起爆；

12、主控單元循環(huán)重復(fù)發(fā)送第一控制指令與第二控制指令，直至完成所有分簇射孔槍點(diǎn)火射孔起爆。

13、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

14、進(jìn)一步，電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路設(shè)置在復(fù)用安全電路短節(jié)內(nèi)；復(fù)用安全電路短節(jié)、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具以及若干個(gè)分簇射孔槍依次串聯(lián)連接。

15、進(jìn)一步，第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管、電源芯片與第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管；第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管；

16、主控單元的第一輸出端與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電信號(hào)連接；電源模塊的正極與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極電信號(hào)連接；第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與電源芯片的輸入端電信號(hào)連接；電源芯片的輸出端與電源模塊的負(fù)極、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電信號(hào)連接；第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與漏極接入射孔支路，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與漏極接入電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向支路，且第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電連接；主控單元的第二輸出端與第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電信號(hào)連接。

17、進(jìn)一步，第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還包括第一電阻；第一電阻的第一端接主控單元的第一輸出端以及第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極；第一電阻的第二端接地。

18、進(jìn)一步，第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還包括第一二極管與第二電阻；第一二極管的正極與電源芯片的輸出端、第二電阻的第一端以及第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電信號(hào)連接；第一二極管的負(fù)極與第二電阻的第二端以及第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電信號(hào)連接。

19、進(jìn)一步，第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還包括第三電阻與穩(wěn)壓二極管；第三電阻的第一端接穩(wěn)壓二極管的負(fù)極以及第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極；第三電阻的第二端接穩(wěn)壓二極管的正極以及第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極。

20、進(jìn)一步，主控單元連接有無(wú)線通信模塊、解調(diào)器與調(diào)制器；無(wú)線通信模塊包括信號(hào)接收模塊與信號(hào)發(fā)送模塊；主控單元設(shè)置有解調(diào)器與調(diào)制器；信號(hào)接收模塊通過(guò)解調(diào)器與主控單元電信號(hào)連接；主控制單元通過(guò)調(diào)制器與信號(hào)發(fā)送模塊電信號(hào)連接。

21、本發(fā)明的有益效果是：

22、(1)本發(fā)明在進(jìn)行避光纖射孔過(guò)程中，提供一種在旋轉(zhuǎn)定向工具工作時(shí)，保護(hù)后級(jí)射孔槍串電氣安全的電路，解決現(xiàn)有電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具與分簇射孔配套作業(yè)以及作業(yè)過(guò)程中分簇射孔槍串的電氣安全問(wèn)題，可靠性高；

23、(2)在將下井作業(yè)管串送到指定深度的射孔點(diǎn)后，先切換到旋轉(zhuǎn)定向工作模式，根據(jù)地面發(fā)送的分簇射孔槍串的角度，將射孔槍串旋轉(zhuǎn)到指定角度，能有效隔離前級(jí)大電壓與電流，保證射孔槍串安全；

24、(3)該方法適用于豎井、大斜度井和水平井等各種井況，將分簇射孔槍串旋轉(zhuǎn)到指定角度，進(jìn)行避射光纖射孔，以避開(kāi)套管外的光纖，防止射孔誤射光纖，適用于頁(yè)巖氣、致密氣和煤層氣等非常規(guī)油氣套管外預(yù)置光纖水平井分簇橋射聯(lián)作工藝，在套管外預(yù)置光纖的水平井橋射聯(lián)作施工中，在確保射孔過(guò)程中不對(duì)光纖造成損傷的情況下，為分段多級(jí)壓裂提供流體注入地層的孔道條件。

技術(shù)特征：

1.電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路，其特征在于，包括主控單元、模式轉(zhuǎn)換電路與電源模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路，其特征在于，電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路設(shè)置在復(fù)用安全電路短節(jié)內(nèi)；復(fù)用安全電路短節(jié)、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具以及若干個(gè)分簇射孔槍依次串聯(lián)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路，其特征在于，第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管、電源芯片與第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管；第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路，其特征在于，第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還包括第一電阻；第一電阻的第一端接主控單元的第一輸出端以及第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極；第一電阻的第二端接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路，其特征在于，第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還包括第一二極管與第二電阻；第一二極管的正極與電源芯片的輸出端、第二電阻的第一端以及第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極電信號(hào)連接；第一二極管的負(fù)極與第二電阻的第二端以及第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極電信號(hào)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路，其特征在于，第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還包括第三電阻與穩(wěn)壓二極管；第三電阻的第一端接穩(wěn)壓二極管的負(fù)極以及第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極；第三電阻的第二端接穩(wěn)壓二極管的正極以及第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路，其特征在于，主控單元連接有通信模塊、解調(diào)器與調(diào)制器；通信模塊包括信號(hào)接收模塊與信號(hào)發(fā)送模塊；主控單元設(shè)置有解調(diào)器與調(diào)制器；信號(hào)接收模塊通過(guò)解調(diào)器與主控單元電信號(hào)連接；主控制單元通過(guò)調(diào)制器與信號(hào)發(fā)送模塊電信號(hào)連接。

8.基于權(quán)利要求1所述電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路的電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路工作方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于電纜輸送射孔作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及電纜分簇射孔與電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向復(fù)用安全電路與工作方法。該復(fù)用安全電路包括主控單元、模式轉(zhuǎn)換電路與電源模塊；模式轉(zhuǎn)換電路包括第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；單芯電纜纜芯與射孔支路以及電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向支路連接；電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向支路連接電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具；射孔支路連接分簇射孔槍。本發(fā)明解決現(xiàn)有電動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向工具與分簇射孔配套作業(yè)以及作業(yè)過(guò)程中分簇射孔槍串的電氣安全問(wèn)題，可靠性高；將射孔槍串旋轉(zhuǎn)到指定角度，能有效隔離前級(jí)大電壓與電流，保證射孔槍串安全；防止射孔誤射光纖，為分段多級(jí)壓裂提供流體注入地層的孔道條件。

技術(shù)研發(fā)人員：黃河,朱艦橋,趙金龍,劉洪金,羅洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：川南航天能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24