一種能防誤起爆的井用起爆裝置的製作方法
2023-10-18 01:42:59
本實用新型涉及多級點火射孔裝置，具體涉及一種用於防止具備極性的大電阻雷管誤起爆的裝置。
背景技術：
在傳統油氣開發中，完井射孔工藝是槍串下發到預定位置後，一次下井多級射孔槍，利用液體壓力切換選發開關，實現分級射孔。根據射孔工藝要求橋塞坐封為負雷管，一槍為正電雙雷管，此處的負雷管與一槍中一隻正雷管並聯連接到射孔電纜上；另一隻正雷管在橋塞坐封時導爆索產生壓力推動選發開關連接至射孔電纜上，多級槍串中雷管正負極性交叉工作實現分簇射孔，工人起爆橋塞坐封時存在誤操作起爆一槍，造成誤起爆射孔，或者儀器誤動作，線纜殘留高電壓都有可能造成誤起爆射孔。
技術實現要素：
本實用新型的目的是針對上述現狀，旨在提供一種用於完井射孔作業中實現雷管起爆，在電纜的纜芯和線纜殼體進行短路和斷路時，能解決誤操作、誤起爆射孔；提高完井作業安全，降低勞動強度，提高工效的防誤起爆的井用起爆裝置。
本實用新型目的的實現方式為，一種能防誤起爆的井用起爆裝置，220V交流電分兩路接入直流電源U1:一路接入直流電源U1的L、N腳，另一路接入電源開關U15；直流電源U1分三路：一路0-450VDC電壓接指針電壓表U2，一路24VDC接入鑰匙開關U9，一路0-5VDC接入調壓旋鈕U13；指針電壓表U2接入起爆繼電器U3，起爆繼電器U3接入雙向指針電流表U4，雙向指針電流表U4依次接極性切換繼電器U5、斷路開關U6，、短路開關U7、連接器U8；鑰匙開關U9接電纜極性選擇開關U10，電纜極性選擇開關U10一端接正電起爆開關U11，另一端接處理器U14，正電起爆開關U11分別接：起爆繼電器U3、極性切換繼電器U5、正電起爆開關U11、負電起爆開關U12、處理器U14；負電起爆開關U12分別接：極性切換繼電器U5、起爆繼電器U3、正電起爆開關U11、處理器U14。
採用本實用新型，首先連接好輸出航空連接器和輸入電源線。其次，撥動電源開關，旋轉電纜控制鑰匙開關到輸出檔位，有序的選擇電纜極性選擇開關，所選擇的開關對應的指示燈被點亮，同時相應輸出電壓極性的起爆按鈕指示燈被點亮。最後，按下點亮的起爆按鈕，並通過觀測指針電壓表顯示值來調整調壓旋鈕旋轉度，予以起爆。
本實用新型根據電纜射孔工藝的需求，特地設計了針對電纜的纜芯和線纜殼體進行短路和斷路狀態的兩種控制方式。
需斷路時，旋轉電纜控制鑰匙開關到斷路檔位，輸出線通過鑰匙開關的聯動操作實現主線與射孔電纜的物理分割，避免與外部測錄儀器間傳導幹擾，以及雜散電流流出引起雷管誤點火起爆。需短路時，連接好輸出連接器和輸入電源線，撥動電源開關，旋轉電纜控制鑰匙開關到短路檔位，輸出線通過鑰匙開關的聯動操作實現主線與射孔電纜的物理分割，同時射孔電纜纜芯主線短路，可有效釋放掉電纜中儲存的雜散電壓，保護外部測錄儀器被燒毀，雜散電壓引起雷管誤點火起爆。
本實用新型有以下優點：
1、通過面板布局區域化和冗餘電氣系統設計實現了防誤操作、誤起爆功能，提高了完井作業安全，降低勞動強度，提高工效，有著重要現實意義；
2、起爆裝置輸出通過採用航空連接器接線區別於傳統接線柱接線，防誤接線操作方便快捷；
3、每個電纜極性選擇開關對應井下雷管極性狀態指示，雷管極性狀態指示可視化程度提高；
4、正負電起爆按鈕獨立設定區別於傳統一鍵起爆，大大提高了起爆安全性；
5、面板中每步操作將會有指示燈指示當前操作是否有效，正負電指示燈指示顏色對比鮮明，用戶在使用中操作簡單、快捷。
附圖說明
圖1為本實用新型前面板結構示意圖；
圖2為本實用新型的工作電原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。
參照圖1、2，220V交流電分兩路，一路接直流電源U1的U1A的L腳和N腳，另一路接入電源開關U15，直流電源U1的U1A的1腳接U1B的3腳。直流電源U1分三路：一路U1A的2腳0-450VDC電壓接指針電壓表U2的1腳，一路U1B的5腳24VDC接入鑰匙開關U9，一路U1B的5腳0-5VDC接調壓旋鈕U13。
指針電壓表U2的2腳接起爆繼電器U3的1腳。起爆繼電器U3分接雙向指針電流表U4的1腳、正電起爆開關U11的4腳、負電起爆開關U12的4腳、極性切換繼電器U5的3腳。雙向指針電流表U4的2腳接極性切換繼電器U5的1腳。極性切換繼電器U5的1腳接斷路開關U6的1腳，短路開關U6的2腳接短路開關U7的1腳，短路開關U7的2腳接輸出連接器U8的1腳。
鑰匙開關U9的2腳接電纜極性選擇開關U10的1腳，電纜極性選擇開關U10的2腳接正電起爆開關U11的1腳，正電起爆開關U11的2腳接負電起爆開關U12的1腳。電纜極性選擇開關U10的3腳接處理器U14的1腳，正電起爆開關U11的3腳接處理器U14的3腳，接處理器U14的3腳接處理器U14的2腳。
本實用新型的直流電源U1採用U1A(NHWY-450)和U1B(LB20-10B24)兩種規格電源組件，主電源U1A(NHWY-450)提供0-450VDC的起爆電壓，輔助電源U1B(LB20-10B24)提供24VDC的控制電壓，用於系統中弱電電器控制；0.5VDC調壓電壓，用於U1A輸出電壓的控制。
指針電壓表U2選用69C9-V型2.5級高精度高靈敏電壓表組件，用於顯示直流電源中U1A輸出電壓。
起爆繼電器U3選用HFE18-10直流高壓型大功率繼電器組件，用於當前起爆電壓接通到射孔電纜提供了一個可靠的機械開關。
雙向指針電流表U4選中69C9-I型2.5級高精度高靈敏電流表組件，用於指示流過雷管的電流、雷管極性判斷以及引爆狀態判斷，可及時規避誤點火起爆。
極性切換繼電器U5選用G5Q-14型高可靠汽車用繼電器組件，用於輸出電壓極性切換。
斷路開關U6和短路開關U7選用ZB2BE101C常開型觸點組件，與鑰匙開關聯動工作，用於斷路檔時物理斷開起爆儀輸出線，短路檔時物理斷開起爆儀輸出線，並使輸出線短接。
輸出連接器U8選用WS20K2Z1C法蘭盤航空連接器組件，用於連接射孔電纜和輸出電壓極性保護，可避免工人接線錯誤，規避誤點火起爆。
鑰匙開關U9選用XB2BG33C多檔位開關功能組件，用於輸出、斷路、短路檔位選擇。多檔位鑰匙開關釋放電纜參與高壓，物理斷開起爆裝置與射孔電纜連接，保證了非射孔狀態時發生誤起爆。
電纜極性選擇開關U10選用S6A型雙刀雙擲防誤動機械開關組件，用於井下電纜電壓極性選擇、引爆狀態指示、起爆按鈕正、負電指示。有序的電纜極性選擇開關選擇，管理著射孔流程規避誤點火起爆。
正電起爆開關U11和負電起爆開關U12選用T22-271CPR帶指示機械開關組件，用於控制起爆繼電器工作。調壓旋鈕U13選用3590S-1-502L電位器組件，用於U1A輸出電壓控制。
處理器U14選用GAL16V8D可編程邏輯器件組件，用於接收電纜極性選擇開關工作狀態和有序的控制起爆流程。
採用本實用新型，首先連接好輸出航空連接器和輸入電源線。其次，撥動電源開關，旋轉電纜控制鑰匙開關到輸出檔位，有序的選擇電纜極性選擇開關，所選擇的開關對應的指示燈被點亮，同時相應輸出電壓極性的起爆按鈕指示燈被點亮。最後，按下點亮的起爆按鈕，並通過觀測指針電壓表顯示值來調整調壓旋鈕旋轉度，予以起爆。
在電纜射孔的完井作業過程中，不同作業過程需要對電纜的纜芯和線纜殼體進行短路和斷路兩種狀態的控制。一般而言，射孔作業和數據測錄過程中需要保持纜芯和殼體斷開，便於纜芯與殼間信道流動通常。非作業過程需要保持纜芯和殼體短路，釋放掉電纜中的雜散電流和電壓，防止射孔彈中雷管誤爆和損壞集成到射孔車中的測量系統。本實用新型根據電纜射孔工藝的需求，特地設計了針對電纜狀態的兩種控制方式。
需斷路時，旋轉電纜控制鑰匙開關到斷路檔位，輸出線通過鑰匙開關的聯動操作實現主線與射孔電纜的物理分割，避免與外部測錄儀器間傳導幹擾，以及雜散電流流出引起雷管誤點火起爆。需短路時，連接好輸出連接器和輸入電源線，撥動電源開關，旋轉電纜控制鑰匙開關到短路檔位，輸出線通過鑰匙開關的聯動操作實現主線與射孔電纜的物理分割，同時射孔電纜纜芯主線短路，可有效釋放掉電纜中儲存的雜散電壓，保護外部測錄儀器被燒毀，雜散電壓引起雷管誤點火起爆。