[发明专利]一种基于压力脉冲信号的远程控制趾端滑套开启系统

说明书

本发明涉及一种基于压力脉冲信号的远程控制趾端滑套开启系统，包括压力变送器、高温高压电磁阀、微处理器、NPN三级管、高温电池组，通过STM32单片机控制两个NPN三极管，内部设置定时器，规定压力变送器与高温高压电磁阀的触发时间。利用NPN三极管定时控制压力变送器的检测流体压力时间，当接受井上压力脉冲信号后高温高压电磁阀打开，实现滑套的开启。实现了对趾端滑套开启时间的控制，同时不受管内压力影响。解决了现有趾端滑套爆破阀无法实现自动控制、延时开启成功率低的问题，实现了井上对滑套开启功能的自动控制，且井筒试压时间及次数不受限制，提高了系统的可操作性以及兼容性。

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，具体涉及一种基于压力脉冲信号的远程控制趾端滑套开启系统。

背景技术

目前，在页岩油气和其他致密油气资源开发的关键技术就是桥塞多级压裂技术。然而，该技术主要依靠连续油管射孔第一层，对于水平段较长的水平井，由于连续油管不能下钻到井底，因此放弃了第一段的生产层。如此做法费时费力还增加了作业成本及风险，随着趾端滑套的出现及应用，桥塞多级压裂技术的缺点得以改善。套管趾端滑套跟随生产套管一起入井并固井，作为第一级压裂滑套。滑套配合其他分段改造工具，不受连续油管工作长度的限制，可延长水平段压裂深度。

专利CN205189848U公布了破裂盘趾端固井压裂滑套，该滑套的开启活塞由压力驱动，压力传递路径中安装有破裂盘，根据井况，设计相应的破裂盘破裂值，保证在设计的压力范围中可以打通破裂盘，压力驱动滑套活塞运动，从而达到开启滑套的目的。

但是在现场应用中，基于压力差剪断销定或者绝对压力压破爆破阀的套管趾端滑套开启成功率极低。原因是油田开采之前需对井筒和井口进行试压，压力既要保证井筒和井口试压合格又要保证趾端滑套不被打开，这往往将趾端滑套的开启压力设计在井筒及井口试压压力值之上，而在趾端滑套开启时，其开启压力已超过井筒及井口试压作业的标准试压压力。除此之外，爆破阀结构的套管趾端滑套当爆破阀被水泥淹埋或者结构受损后，都会造成滑套不能正常开启。

专利CN207048726U公布了趾端智能滑套的电气控制系统，该系统包括依次连接的压力敏感器、敏感器信号变送电路、微处理器、起爆电路、导炸索、聚能射孔弹，通过压力敏感器检测套管中的压力变化，从而通过起爆聚能射孔弹打开滑套。上述技术使用压力敏感器测量压力值，微处理器接收压力值信号控制起爆电路开启滑套的方法避免了驱动滑套的压力与井筒和井口的试压压力冲突的问题。但是压力敏感器以及起爆电路运行都会消耗大量电能，而井筒内空间不允许放置大型电池，因此这就限制了整个系统的运行时间，并且起爆电路的不稳定性，影响滑套的开启准确性。

发明内容

为解决现有技术中使用爆破阀驱动滑套，井筒和井口的试压压力值与爆破阀的开启压力值差值太小，从而试压过程爆破阀的误开启，导致滑套正常开启率低的问题，本发明的目的在于提供一种基于压力脉冲信号的远程控制趾端滑套开启系统，能够在地面通过压力波的形式不限时间的控制滑套开启，可以自动设试压次数，从而提高滑套的可靠性、兼容性以及可操作性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于压力脉冲信号的远程控制趾端滑套开启系统，包括压力变送器、高温高压电磁阀、微处理器、NPN三级管、高温电池组，所述高温高压电磁阀、微处理器、NPN三极管以及高温电池组安装在滑套外壳上的槽体内，从滑套主管道引出一条T型管道，一侧连接压力变送器，另一侧连接高温高压电磁阀，高温高压电磁阀的后方设有内活塞，压力变送器的感应端与井筒内的液体接触，压力变送器的引线端与微处理器连接，微处理器连接有两个NPN三极管，一个NPN三极管与高温高压电磁阀连接，用于控制高温高压电磁阀的开启进而控制液体流通，液体流通后能够推动内活塞运动，另一个NPN三极管与压力变送器连接，高温电池组有两组，一组高温电池组与微处理器连接，用于为微处理器供电，另一组高温电池组与两个NPN三极管连接，用于为压力变送器和高温高压电磁阀供电。