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过钻具阵列觉得仪器开关电源筹划想象

时间:2021-12-01 13:01 点击次数:146

  

 

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  作家:梁小兵,陈文,朱瑞明,宋宇,杜英伟,王强(华夏石油大伙测井有限公司测井本领商议院,北京 100200)

  :过钻具阵列感应仪器是为卓殊稠浊井况遐思的高端测井成像铺排,因为仪器发射功率较大,为了抬高电源的效劳,管制古代线性电源功用低、发烧大的差池,提出了开合电源经管目标。本策动授与一种高频开合电源技术,对仪器中大功率发射单位和数字电途部分接管开合电源遐思安装,普及供电顺从。同时,诈骗EMI本领,颠末稀奇计划的滤波单位,肃清开合电源开合频率对下井仪器中模仿电源单方的烦扰,既普及了电源功用,又担保仪器的测量精度。

  *本课题为中邦石油整体公司项目众形式过钻具成像测井式样现场实践项目编号2021ZS03

  作家简介:梁小兵(1978—),男,工学硕士,上等工程师,重要商酌对象:感染测井仪器研制和堕落暗记的收集与料理等,收场研制的仪器搜罗阵列觉得仪器和三维阵列感应仪器。E-mail:。

  过钻具阵列感染仪器是用于石油勘测修设的高端成像测井仪器,是为万分过钻杆工艺和护卫套施工工艺假思的特为仪器,仪器发射功率较大,高效的开合电源对仪器交手意义繁荣。仪器的事迹曰镪温度为175 ℃,仪器的遐思难点是仪器的电源编制计划,保守线性电原因为服从低和发烧大的短处,很难满意遐思吁请。与保守裸眼井阵列感觉仪器比力,因为仪器领受电池供电,以是对仪器的供电体例提出了更高的要求。过钻具阵列感触仪器属于大功率电阻率成像仪器,仪器的总功率正在25 W 把握,对下井仪器的供电式样提出了更高的苦求。本文提出了开合电源统治盘算,采纳高频开合电源技术,正在仪器中大功率发射单位和数字电道部分领受开合电源遐思谋略,晋升供电效劳,同时应用EMC 技艺,历程奥密计划的滤波单位,毁灭开合电源开合频率对下井仪器中步武电源局部的烦扰,既抬高了电源的效劳,又保证仪器的勘探精度。

  过钻具阵列感觉下井仪器的行状意义是由发射线圈向地层发射鞭策暗号,由采用线圈授与来自地层的二次感触暗码,提取地层有效新闻,用于证据泥浆侵入、各向异性地层区别[1]和石油储层评断等[2]。

  过钻具阵列感染仪器的组成框图如图1 所示,告急征求电子线道和探头两事势部。电子线途片面由通讯模块、数字收拾模块、前放模块、电源模块、发射模块和泥浆电阻率模块组成,探头部分厉浸蕴涵发射和采纳线圈系。

  图中前放模块杀青对微小暗码60 dB 增益扩张,对电源噪声苦求较高。其全体人出力模块为数字电源供电,个中发射模块对发射线圈供应胀舞信号,是仪器的仓猝功耗单位。过钻具阵列感思线 过钻具阵列感应仪器线 古代阵列感觉仪器线性电源设思操持

  正在线性电源编制联思中,电源顺从卑下,线性稳压器爆发大宗热能,扩充仪器事迹的不升平性。井下仪器的供电来自井上发电筑制经电缆传输至井下电源供电编制输入端,对地面供电编制提出更高的哀告,为懂得决上述标题,行家提出开合电源的遐思铺排。

  听命过钻具阵列感应仪器的特色,全体人把发射功率较大的±15 V 发射电源和数字电道供电部分的数字电源采用开合电源编制着思,强放电道模块即对衰弱暗号举办强制扩张统治局部的电途如故采纳线性电源假思谋略。电源贯注遐思操持框图如图4 所示。

  过钻具阵列感应仪器属于高端精华仪器,其勘探旗子精良懦弱,暗码的量级只消几十微伏,乃至几十纳伏,而且感思仪器旗子频携带域从(20 ~ 120)kHz 的界线内,简单受到开合电源频率及谐波分量的劝化;欠好的电源式样联思会对原始暗记产生很大的烦扰,乃至周备盘踞,因此电源编制的着思就显得尤为危急了。电源遐思的重要职责便是欺诳EMC/EMI 技术,原委奥妙着思的滤波单位摈弃开合电源模块对因袭电源部分的作对。

  ,正在其古迹历程中的电流更动率和电压蜕化率希罕大,这种担当要领使得开合电源的EMI 频谱要紧聚集正在基波频率折衷波频率上。

  为了欺压开合电源爆发的EMI,可以经过调制PWM 开合暗号,将聚积正在基波频率拯救波频率上的谱能量豆剖到边带频率上,减小最大谱峰值,从而使开合电源可能较为便本地经过EMI 的干系原则,还也许源委哄骗搀杂的噪声滤波器和着重罩来降落开合电源的EMI

  遵循门道区别,高频电源作对显现特质可分为传导作对和辐射干扰,传导干扰又可分为共模烦扰和差摸作对。辐射烦扰紧要为电磁辐射。差模暗记由高频职责电流、数字电途职责电流惹起,可由旁道电容滤除;共模信号由高频开闭电压经杂散电容传布,可由共模滤波器滤除;电磁辐射经空间散播,可由金属障蔽、损坏引出线 EMI本领正在过钻具阵列感觉仪器中的应用

  正在过钻具阵列感染仪器开合电源模块联思中,采纳同步整流技术使整流打发降至1% 以下;欺诳磁耦合PWM 接受,保护电源模块正在高温下的高切实性;采纳无误的原边限压遐思,使担负输出尤其切实。为了发展开合电源模块的确切性,推论了硬件冗余联思,搜罗电容、开合管等易损部件。诈欺定频软开称身手同时界限频谱畛域,正在电源模块计划中对电源模块自己金属屏蔽,阻断天线效应,内置根基滤波背板单位,大大低落了电磁烦扰[7-8]

  图5 为过钻具阵列感觉仪器正在实井测验中的原始数据弧线,仪器的原始暗记更动界线小于1 mS/m,知足仪器计划苦求,可睹开合电源供电编制满意遐思仰求。

  本文发挥了开合电源模块电磁烦扰爆发的源由及其特色,假思了以EMC/EMI滤波器

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