[发明专利]电控压裂开关的控制电路及控制电控压裂开关的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电控压裂开关的电控部分。

背景技术

随着勘探向深层、疑难层延伸，油田勘探新发现油藏特征日趋多样化、复杂化，措施难度进一步加大，对压裂工艺的要求也越来越高。针对部分低渗薄互层类油藏，油水井层多、跨距大、物性差异大，随着地层压力的下降，油田层间矛盾越来越制约油藏纵向动用平衡。为缓解层间矛盾，提高最终采收率，必须加强低压低渗油层改造，控制高压高渗油层改造规模，以期能改善剖面动用状况的目的。

传统压裂工艺采用多层合压或填砂(打水泥塞或下桥塞)压裂，若进行常规的多层合压，由于多油层油井层间渗透率差异大，地层的破裂压力差别也很大，井段又长，裂缝便在物性较好或渗透率较高的油层中延伸，此类储层首先得到较大程度的改造、采出程度较高，而低渗透油层难以被压开，产能不能释放出来，影响压裂效果。若进行填砂(打水泥塞或下桥塞)压裂，先用石英砂(桥塞)保护下部油层，封隔器保护上部油层，然后对目的层位进行改造，通过这种方法由下而上一层一层处理目的层，其施工周期长，工序复杂，费用高，而且施工后冲砂(或钻塞)还有可能对油层产生二次污染。

目前最常见的分层压裂方法是投球分压、填砂(或桥塞)分压。分层压裂施工时，首先将分层压裂管柱下入井内，然后向油管内投入钢球，分层压裂管柱如图4所示。投球分压最大的不足是在压裂时投球控制不准，其投球的数量、投球速度、施工排量要求很严格，因此施工技术难度大，在一定的压力下难以控制需重点改造的层位，分层效果并不十分理想。填砂(或桥塞)分压施工周期长，作业工作量大，费用高，且易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的是针对传统机械式压裂在投球时存在的先压下层后压上层的顺序问题，提供一种电控压裂开关的控制电路及控制电控压裂开关的方法。

电控压裂开关的控制电路，它包括无线发射装置、无线接收装置、PCI单片机控制电路、电机控制电路和电机，所述无线接收装置接收无线发射装置发射的无线信号；无线接收装置的信号输出端连接PCI单片机控制电路的信号输入端，PCI单片机控制电路的信号输出端连接电机控制电路的信号输入端，电机控制电路的信号输出端连接电机的信号输入端。

基于上述电控压裂开关的控制电路的控制电控压裂开关的方法，实现方法为：

步骤一、将无线发射装置放在钢球内，该无线发射装置始终发射携带有控制压裂开关的代码和压裂开关状态的无线信号，该无线信号由五位二进制代码组成，包括压裂开关的代码和动作状态；将无线接收装置安装在电控压裂开关中；

步骤二、当无线接收装置检测到无线发射装置发射出的无线信号时，证明此时钢球位于电控压裂开关的附近，执行步骤三；

步骤三、无线接收装置将接收到的无线信号输出给电机控制电路，由电机控制电路根据接收到的无线信号中的压裂开关的代码判断该无线信号是否为该电控压裂开关的开关信号；若是，则执行步骤四，若否，则结束；

步骤四、电机控制电路解析所述接收到的无线信号中的动作状态，若所述动作状态为开启信号，则输出电机正传信号给电机，电控压裂开关开启；否则，输出电机反传信号给电机，电控压裂开关关闭；当电流超限时，电机停转，结束。

本发明工作原理如下：

本发明是在现有投球分压的基础之上增加了无线发射装置1和无线接收装置2，控制电控压裂开关的无线信号是通过无线接收装置2传递给电控压裂开关的，将携带有无线发射装置1的钢球投递到管道中，进而实现了当钢球经过电控压裂开关时，两者进行通信，从而实现了控制信号的传递，解决了传统机械式压裂在投球时存在的先压下层后压上层的顺序问题。控制信号经过通信控制接收转换器产生电机的控制信号，继而实现电机的正反转。电机正反转带动先导阀开启与闭合，最终实现了控制主阀的开启与闭合。

本发明的优点：电控压裂开关采用同一直径的钢球通过无线通信技术控制开关的开启或关闭，从而减小了投球的难度，同时也可避免由于投球不准而造成的堵塞现象的产生。由于电控压裂开关采用无线通信技术来控制开关的开启或关闭，通过一次投球实现任意目的层的电控压裂开关的开启或关闭，不存在原有技术由于原理而造成的先压下层后压上层的顺序问题，可以按照设计的需求实现任意顺序的压裂施工。

附图说明

图1是本发明的电控压裂开关的电控电路结构示意图；

图2是控制电控压裂开关的方法流程图；

图3是电控压裂开关的整体机械图，图中1为位于钢球内的无线发射装置，2为位于电控压裂开关中的无线接收装置；