用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】一種用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，包括高頻大功率變壓器以及其原邊通過開關(guān)邏輯電路連接的高壓直流電源、副邊連接低壓直流電源；所述的低壓直流電源通過全橋發(fā)射電路連接發(fā)射線圈，所述的開關(guān)邏輯電路連接提供PWM調(diào)制信號(hào)的單片機(jī)處理器。本實(shí)用新型解決電磁發(fā)射過程發(fā)射電壓可調(diào)的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)測(cè)井過程在目的層段遇到井況復(fù)雜時(shí)，發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率可調(diào)。
【專利說明】用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油田測(cè)井儀器配套裝置領(lǐng)域的瞬變電磁發(fā)射裝置，特別是指一種用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]瞬變電磁法已經(jīng)成功應(yīng)用于地面系統(tǒng)進(jìn)行勘探，專利和成熟的儀器較多，而在石油測(cè)井領(lǐng)域，瞬變電磁法應(yīng)用范圍較少。目前，基于瞬變電磁法的電磁探傷儀器主要是對(duì)套管質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試。
[0003]在套管井電磁測(cè)井系統(tǒng)中，發(fā)射系統(tǒng)的重要性是毋庸置疑的，其性能好壞直接影響著這個(gè)系統(tǒng)的性能。與地面電磁法發(fā)射系統(tǒng)不同的是，它應(yīng)用于生產(chǎn)井中的發(fā)射系統(tǒng)很容易受到現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的影響，對(duì)系統(tǒng)的限制也很多。首先，由于井下空間有限，只能采用小線圈發(fā)射，儀器的尺寸不能做的太大，做的小型化又會(huì)影響探測(cè)深度；其次，發(fā)射系統(tǒng)必須具有很強(qiáng)的智能性、靈活性，便于井中的使用；再而，測(cè)井過程需要儀器具備一定的探測(cè)深度，只有靠增加發(fā)射功率來實(shí)現(xiàn)。在目的層段，井眼工況不好時(shí)，電磁發(fā)射使用固定功率發(fā)射測(cè)試效果不佳，此時(shí)，應(yīng)該加大發(fā)射功率進(jìn)行測(cè)試。為此，設(shè)計(jì)大功率的發(fā)射模塊，針對(duì)測(cè)井工況采用大功率可調(diào)的發(fā)射技術(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，即瞬變發(fā)射過程發(fā)射電壓可調(diào)裝置，實(shí)現(xiàn)測(cè)井過程在目的層段井況復(fù)雜時(shí)，發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率可調(diào)。
[0005]其技術(shù)方案是:包括高頻大功率變壓器以及其原邊通過開關(guān)邏輯電路連接的高壓直流電源、副邊連接低壓直流電源；所述的低壓直流電源通過全橋發(fā)射電路連接發(fā)射線圈，所述的開關(guān)邏輯電路連接提供PWM調(diào)制信號(hào)的單片機(jī)處理器。
[0006]上述方案可進(jìn)一步改進(jìn)為:
[0007]所述的全橋發(fā)射電路包括并聯(lián)在發(fā)射線圈兩端且受單片機(jī)處理器控制的四個(gè)開關(guān)單元，所述的開關(guān)單元是金氧半場(chǎng)效晶體管開關(guān)或者絕緣柵雙極型晶體管開關(guān)。
[0008]所述的開關(guān)邏輯電路中設(shè)有由PWM調(diào)制信號(hào)控制導(dǎo)通的CMOS大功率開關(guān)管。
[0009]所述的高頻大功率變壓器的副邊通過整流器、穩(wěn)壓器和濾波器連接低壓直流電源。
[0010]所述的高壓直流電源的電壓大于140伏，低壓直流電源的電壓大于3伏。
[0011]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理是:瞬變發(fā)射系統(tǒng)，發(fā)射時(shí)是一正一反的兩個(gè)脈沖交替，這樣做是為了后續(xù)對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行疊加處理，消除環(huán)境噪聲的干擾，提高信噪比。發(fā)射線圈的電阻一定的條件下，發(fā)射功率的大小體現(xiàn)在發(fā)射電壓的高低。雖然線圈是正反交替的直流脈沖，發(fā)射電源是數(shù)值不變的直流電壓。在瞬變發(fā)射過程，改變了發(fā)射電源電壓值，也就改變了發(fā)射功率。[0012]本實(shí)用新型解決電磁發(fā)射過程發(fā)射電壓可調(diào)的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)測(cè)井過程在目的層段遇到井況復(fù)雜時(shí)，發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率可調(diào)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的原理框圖；
[0014]圖2是加載于發(fā)射線圈的矩形發(fā)射脈沖示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為清楚說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施方式并結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]一種用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置的基本構(gòu)成，包括高頻大功率變壓器以及其原邊通過開關(guān)邏輯電路連接的高壓直流電源、副邊連接低壓直流電源；所述的低壓直流電源通過全橋發(fā)射電路連接發(fā)射線圈，所述的開關(guān)邏輯電路連接提供PWM調(diào)制信號(hào)的單片機(jī)處理器。
[0018]優(yōu)化實(shí)施例2
[0019]參見圖1，一種用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，采用采用單芯鎧裝電纜，直流供電，地面供電電壓值一般在140V以上，屬于直流高壓。在發(fā)射裝置內(nèi)部，加載于發(fā)射線圈的電壓在3V以上，二者之間需要電源變換。
[0020]用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置通過DC/DC的轉(zhuǎn)換方式將直流高壓電源轉(zhuǎn)換為需要的直流低壓，轉(zhuǎn)換過程采用PWM調(diào)制的方法。開關(guān)邏輯電路采用CMOS大功率開關(guān)管，單片機(jī)處理器提供PWM調(diào)制序列，經(jīng)過功率放大器驅(qū)動(dòng)后控制CMOS管交替導(dǎo)通，從而得到高頻交流電壓。單片機(jī)處理器依據(jù)測(cè)試工況的變化，提供不同的PWM調(diào)制信號(hào)，進(jìn)而控制高頻變壓器副邊繞組的輸出電壓。
[0021]高頻大功率變壓器采用推挽隔離式，通過變壓器組交替打開實(shí)現(xiàn)傳遞能量。變壓器原邊的電壓較高，副邊低壓，副邊經(jīng)過整流、穩(wěn)壓和濾波后，得到低壓直流電源，此電源電壓值受到PWM調(diào)制信號(hào)的控制，大小可調(diào)。低壓電源提供給予發(fā)射線圈。
[0022]發(fā)射控制采用全橋發(fā)射電路，開關(guān)單元是MOSFET或者IGBT等功率開關(guān)，可提供大功率的發(fā)射電流。開關(guān)單元I?4受到單片機(jī)處理器控制，向發(fā)射線圈提供正反向的發(fā)射。
[0023]加載于發(fā)射線圈的發(fā)射波形如圖2所示。發(fā)射線圈中不同的時(shí)刻\ (i=l,2...),被加載正負(fù)矩形脈沖序列，脈沖序列的幅值V1可調(diào)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，其特征在于:在高頻大功率變壓器的原邊通過開關(guān)邏輯電路與高壓直流電源連接，其副邊連接低壓直流電源；低壓直流電源通過全橋發(fā)射電路連接發(fā)射線圈，開關(guān)邏輯電路通過PWM調(diào)制信號(hào)連接到單片機(jī)處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，其特征在于:所述的全橋發(fā)射電路包括并聯(lián)在發(fā)射線圈兩端且受單片機(jī)處理器控制的四個(gè)開關(guān)單元，開關(guān)單元采用金氧半場(chǎng)效晶體管開關(guān)或者絕緣柵雙極型晶體管開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，其特征在于:所述的開關(guān)邏輯電路中設(shè)有由PWM調(diào)制信號(hào)控制導(dǎo)通的CMOS大功率開關(guān)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，其特征在于:所述的高頻大功率變壓器的副邊通過整流器、穩(wěn)壓器和濾波器連接低壓直流電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于瞬變電磁測(cè)井的功率可調(diào)發(fā)射裝置，其特征在于:所述的高壓直流電源的電壓大于140伏，低壓直流電源的電壓大于3伏。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK203640715SQ201320663678
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月26日
【發(fā)明者】張守偉, 沈建國, 臧德福, 張付明, 管林華 申請(qǐng)人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司測(cè)井公司