电动修井控制系统的制作方法

本发明涉及修井，具体地涉及一种电动修井控制系统。

背景技术：

1、在油田开发的中后期，由于井内管材或工具老化，经常需要修复各式各样的问题，从而导致修井作业量急剧增大。传统修井作业采用油管柱或钻杆柱作为修井作业中传力的载体，为井下打铅印工具传导拉力、压力或液压力等作用力。但是起下管柱的作业方式劳动强度大，作业时间长，施工控制的精细度较低。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种电动修井控制系统，解决传统修井作业存在着劳动强度大、作业时间长、施工控制精细度低等问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种电动修井控制系统，所述系统包括：打铅印工具、井下控制单元、地面监控单元和修井电缆；

3、所述打铅印工具用于对待修井完成打铅印作业任务；

4、所述井下控制单元安装在打铅印工具上，用于控制打铅印工具作业，以及采集打铅印工具的运行数据；

5、所述地面监控单元设置在待修井外，通过修井电缆与井下控制单元连接，用于接收井下控制单元采集到的运行数据，以及远程控制井下控制单元作业；

6、所述修井电缆用于传输地面监控单元的控制指令和井下控制单元采集到的运行数据，以及为井下控制单元和地面监控单元提供工作电源。

7、优选地，所述打铅印工具包括依次相连的连接短节、控制短节、锚定短节和铅模节；

8、所述井下控制单元安装在所述控制短节的内部，所述修井电缆的井下连接端可拆卸连接在所述连接短节上。

9、优选地，所述地面监控单元包括：地面通信装置，以及与地面通信装置通信相连的监控终端；

10、所述监控终端用于展示打铅印工具的运行数据，以及生成远程控制井下控制单元作业的控制指令；

11、所述地面通信装置与修井电缆耦合，用于获取修井电缆传输的测井工具的运行数据，以及将监控终端生成的控制指令耦合到修井电缆上。

12、优选地，所述地面通信装置包括控制器、电平转换模块、第一耦合模块和信号转换模块；

13、所述第一耦合模块与修井电缆耦合，且所述第一耦合模块通过所述信号转换模块与所述控制器通信相连，所述控制器通过所述电平转换模块与所述监控终端相连。

14、优选地，所述信号转换模块包括：第一解码电路和第一编码电路：

15、所述第一编码电路的输入端与控制器电性连接，所述第一编码电路的输出端与第一耦合模块相连；

16、所述第一解码电路的输入端与第一耦合模块电性连接，所述第一解码电路的输出端与控制器相连。

17、优选地，所述井下控制单元包括：通信节点、主控器、检测模块、第二耦合模块和驱动模块；

18、所述检测模块与主控器相连，用于采集打铅印工具的运行数据，以及将运行数据发送至主控器进行处理；

19、所述驱动模块与主控器相连，用于根据主控器接收到的地面监控单元的控制指令驱动安装在打铅印工具内的执行电机作业；

20、所述第二耦合模块与修井电缆耦合，且所述第二耦合模块通过通信节点与主控器相连，所述第二耦合模块用于接收通过修井电缆传输的地面监控单元的控制指令，以及将主控器处理后的运行数据耦合到修井电缆。

21、优选地，所述检测模块包括：若干传感器、以及与每个传感器对应相连的滤波放大电路；

22、所述传感器的输出端与对应的滤波放大电路的输入端相连，所述滤波放大电路的输出端均与主控器相连。

23、优选地，所述传感器为温度传感器、压力传感器和拉力传感器中的至少一种。

24、优选地，所述滤波放大电路包括：运算放大器、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r6、变阻器rp2和电容c；

25、所述运算放大器的正向输入端分别与电容c的第一端、电阻r3的第一端相连，所述电阻r3的第二端分别与传感器的输出端、电阻r6的第一端相连，所述电阻r6的第二端与电源相连；

26、所述运算放大器的反向输入端分别与电阻r1的第一端、电阻r2的第一端相连，所述电阻r2的第二端与变阻器rp2的第一端相连；

27、所述运算放大器的输出端分别与主控器的输入引脚、变阻器rp2的第二端相连；

28、所述电阻r1的第二端、电容c的第二端均接地。

29、优选地，所述驱动模块包括：降压模块、逆变器和位置检测器；

30、所述降压模块的电源输入端与修井电缆相连，所述降压模块的电源输出端与逆变器的电源输入端相连，所述逆变器的电源输出端与打铅印工具内的执行电机的电源端相连，所述逆变器的控制端与主控器相连；

31、所述位置检测器安装在所述执行电机上，用于采集执行电机的转子的位置信息，所述位置检测器的输出端与主控器相连。

32、优选地，所述逆变器为星形连接三相桥电路。

33、优选地，所述通信节点包括：第二解码电路和第二编码电路：

34、所述第二编码电路的输入端与主制器电性连接，所述第二编码电路的输出端与第一耦合模块相连；

35、所述第二解码电路的输入端与第二耦合模块电性连接，所述第二解码电路的输出端与主制器相连。

36、优选地，所述系统还包括：地面绞车，所述修井电缆缠绕在地面绞车上，所述地面绞车用于收放修井电缆。

37、通过上述技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

38、1、本发明通过修井电缆将打铅印工具释放到待修井中，利用地面监控单元远程控制井下控制单元作业，井下控制单元进而控制打铅印工具自动完成对待修井的打铅印作业任务；本发明的控制系统具有结构简单、控制操作方便，且该控制系统可以高效的完成打铅印作业施工任务，降低了施工人员的劳动强度。

39、2、本发明的修井电缆可以提供一定的拉力载荷、也可以传输电能、还可以电信号方式来通信，修井电缆的功能方面远远强于传统的钢丝作业的能力，提升了该控制系统的实用性。

40、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种电动修井控制系统，其特征在于，所述系统包括：打铅印工具、井下控制单元、地面监控单元和修井电缆；

2.根据权利要求1所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述打铅印工具包括依次相连的连接短节、控制短节、锚定短节和铅模节；

3.根据权利要求1所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述地面监控单元包括：地面通信装置，以及与地面通信装置通信相连的监控终端；

4.根据权利要求3所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述地面通信装置包括控制器、电平转换模块、第一耦合模块和信号转换模块；

5.根据权利要求4所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述信号转换模块包括：第一解码电路和第一编码电路：

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述井下控制单元包括：通信节点、主控器、检测模块、第二耦合模块和驱动模块；

7.根据权利要求6所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述检测模块包括：若干传感器、以及与每个传感器对应相连的滤波放大电路；

8.根据权利要求7所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述传感器为温度传感器、压力传感器和拉力传感器中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述滤波放大电路包括：运算放大器、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r6、变阻器rp2和电容c；

10.根据权利要求6所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括：降压模块、逆变器和位置检测器；

11.根据权利要求10所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述逆变器为星形连接三相桥电路。

12.根据权利要求6所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述通信节点包括：第二解码电路和第二编码电路：

13.根据权利要求1所述的电动修井控制系统，其特征在于，所述系统还包括：地面绞车，所述修井电缆缠绕在地面绞车上，所述地面绞车用于收放修井电缆。

技术总结本发明提供一种电动修井控制系统，属于修井技术领域。所述系统包括：所述打铅印工具用于对待修井完成打铅印作业任务；所述井下控制单元安装在打铅印工具上，用于控制打铅印工具作业，以及采集打铅印工具的运行数据；所述地面监控单元设置在待修井外，通过修井电缆与井下控制单元连接，用于接收井下控制单元采集到的运行数据，以及远程控制井下控制单元作业；所述修井电缆用于传输地面监控单元的控制指令和井下控制单元采集到的运行数据，以及为井下控制单元和地面监控单元提供工作电源。该控制系统能高效完成打铅印作业，降低施工劳动强度。技术研发人员：张晓文,闫占辉,于雷,哈长鸣,王鹏,王丽君,赵树伟,刘佳福,吕春柳,董纹希,徐鹏,周美吉,赵晶晶受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30