冲击片雷管多级选发射孔系统设计与研究

发布时间：2017-04-04 10:18

  本文关键词：冲击片雷管多级选发射孔系统设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着射孔技术的提高及射孔环境的日益复杂化,油气井射孔面临着新的挑战。近年来各油层产能的下降使形势更为严峻,为维持产能,非常规油气及薄差层的开采量大大增加,该类油气层层位多、层间距大、油层薄的特点加大了施工人员的工作量,导致射孔时单井需要重复下井,多次射孔,开采效率低、人力财力耗费大。多级选发射孔技术一次下井,多油层射孔的特点有效的简化作业环节,节省了射孔材料,降低投产周期提高了射孔效率。高安全雷管的使用则使得系统在提高开采效率的同时兼顾了油气井射孔安全。因此,开展针对冲击片雷管的多级选发射孔系统的设计与研究是非常有意义的。本文以理论研究、系统设计、模拟实验为技术路线对多级选发射孔系统进行设计和研究,主要从以下几个方面来开展工作:首先以全国油气开采形势为背景,对油气井多级选发射孔技术的发展及应用现状进行了分析,介绍了多级选发射孔系统在提高油气开采效率上的重要意义,为系统整体方案的设计打好基础;其次对多级选发射孔系统进行技术分析和环境分析,以此为依据对系统功能的实现及技术指标进行了确定,以总体设计方案为指导,对基于单芯电缆的通信信道进行建模分析,通过Multisim进行频率特性分析,最终确定了通信方案。然后,根据冲击片雷管的起爆机理及特点,设计了可兼容磁电雷管的起爆器,并对井下雷管起爆模块进行了耐高温、抗冲击设计;最后介绍了系统上位机软件界面,并搭建实验平台,对系统的通信及选择起爆功能进行了实验验证及结果分析,确定了系统设计的可靠性。
【关键词】：多级射孔 冲击片雷管 单芯电缆 起爆器
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE93
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势11-16
• 1.2.1 油气井电缆输送多级射孔技术发展现状11-13
• 1.2.2 油气井油管输送多级射孔技术发展现状13-15
• 1.2.3 冲击片雷管多级选发射孔系统发展趋势15-16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 2 冲击片雷管多级选发射孔系统总体方案设计18-29
• 2.1 系统施工流程及环境分析18-21
• 2.1.1 系统工作流程介绍18-20
• 2.1.2 系统工作环境分析20-21
• 2.2 系统功能设计21-22
• 2.2.1 多级选发射孔系统的功能要求21
• 2.2.2 多级选发射孔系统的模块设计21-22
• 2.3 系统的技术指标22-23
• 2.4 地面仪器工作原理23-26
• 2.4.1 地面测控系统结构及原理23-24
• 2.4.2 地面测控系统工作流程设计24-26
• 2.5 井下模块结构及原理设计26-27
• 2.5.1 井下控制模块26-27
• 2.5.2 冲击片雷管起爆模块原理设计27
• 2.6 系统设计的关键点27-28
• 2.7 本章小结28-29
• 3 基于单芯电缆的通信技术的研究及实现29-50
• 3.1 单芯电缆传输特性研究29-39
• 3.1.1 单芯电缆建模分析30-33
• 3.1.2 单芯电缆的幅频特性33-39
• 3.2 单芯电缆通信方式设计39-42
• 3.2.1 编码方法介绍39-40
• 3.2.2 曼彻斯特编码40-41
• 3.2.3 系统通信协议设计41-42
• 3.3 多级选发射孔系统通信模块软硬件设计42-48
• 3.3.1 通信系统工作原理42-43
• 3.3.2 硬件电路设计43-48
• 3.4 小结48-50
• 4 雷管起爆模块的设计50-63
• 4.1 雷管起爆模块自锁互锁功能的设计50-51
• 4.2 雷管起爆器的设计51-58
• 4.2.1 冲击片雷管原理及应用51-53
• 4.2.2 高压高频逆变点火电路原理53-58
• 4.3 雷管起爆器的兼容性设计58-60
• 4.3.1 磁电雷管的原理及性能58-59
• 4.3.2 磁电雷管起爆器设计59-60
• 4.4 雷管起爆模块耐高温、高冲击设计60-62
• 4.4.1 耐高温设计及高温试验60-61
• 4.4.2 抗冲击灌封技术61-62
• 4.5 小结62-63
• 5 软界面设计及实验分析63-69
• 5.1 软界面设计63-65
• 5.2 实验搭建及结果分析65-68
• 5.2.1 实验室调试实验65-67
• 5.2.2 实验方法及数据分析67-68
• 5.2.3 实验结果分析68
• 5.3 小结68-69
• 6 全文总结69-71
• 6.1 论文完成的主要工作69
• 6.2 文章的创新点及不足69-70
• 6.2.1 本文的创新点69
• 6.2.2 本文的不足69-70
• 6.3 展望70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研工作74-75
• 致谢75-76

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