专利名称：大功率超声信号发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型所述的大功率超声信号发生器，是利用声波的物理特性，对油井内的油层进行无损害处理解睹诱喷驱油增加地层的渗透率，从而提高油井产油量的一种新型设备。
目前在对油田油井的开发过程中，由于种种因素的影响，如洗井、注水、注气等施工原因而引起机械设备的污物及杂质对油层近井地带的污染，从而造成油层渗透率急剧降低，阻碍了井筒周围的泄油通道，使油井产油量显蓍下降。这样使油井实际产油能力和潜在产油能力存着很大差距，故造成相当一部分油井成为低产井、停产井或死井。对于此类油井处理所采用的现有技术是压裂法和酸化法，上述方法虽然对油井的出油率有一定的效果，但存在着所采用的设备昂贵、工艺复杂、选择性差、作用半径小处理油井强度差等问题；尤其重要的是有时给井内油层带来污染和损坏。针对现有技术中所存在的问题，研制一种新型的大功率超声信号发生器以克服现在所存在的问题是十分必要的。
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研制一种结构新颖、技术先进、工艺简单、选择性好、作用半径大、出油率高、无污染、成本低廉的大功率超声信号发生器，从而为油田中低产井、停产井或死井的再生，恢复其出油能力的现代化新型设备。
本实用新型提供一种大功率超声信号发生器，其结构如附图所示，由主电路、控制电路、保护电路、输出匹配电路四部分组成；主电路与控制电路中均具有全控桥整流电路及单相逆变桥基极驱动电路。在主电路与控制电路的中间线路连接有多种保护电路；主电路与输出匹配电路通过变压器T相连接。输出匹配电路由电感L2、电容C2组成并联谐振电路，由电感L3和压电陶瓷换能器Rp组成串联谐振电路。电感L3的一端同并联谐振电路的一端相连接，其另一端通过铠装同轴电缆同压电陶瓷换能器RP的一端相连接。并联谐振电路的另一端铠装同轴电缆同压电陶瓷换能器RP的另一端相连接。本实用新型所述的主电路由三相SCR全控桥整流电路(QD)及电感L1和电容C1组成的滤波电路、单相逆变桥基极驱动电路(ND)、反射能量自动吸收电路及其连接线路所组成。反射能量自动吸收电路由过压保护集成电路块IC1、驱动集成电路块IC2、电阻、电容、稳压二极、二极管、三极管、阻尼三极管及其连接线路所组成。本实用新型所述的控制电路由SCR移相触发电路、带有自动频率跟踪系统的单相逆变桥基极驱动电路、电压调节电路、声频调节电路及中央处理器8031构成的控制、显示电路所组成。本实用新型所述的控制电路中的电压调节电路由积分器、电压给定电路、直流放大电路及其连接线路所组成。本实用新型所述的控制电路中的声频调节电路由积分器、频率给定电路、V/F变换电路、分频电路、死区设定电路、自动频率跟踪电路及其连接线路所组成。本实用新型所述的中央处理器8031构成的控制、显示电路由到时报警电路、显示屏(LED)、总保护电路、驱动电路、调节按钮及其连接线路所组成。调节按钮为调制频率调节按钮、占空比调节按钮、工作时间调节按钮，并分别同中央处理器8031相连接。本实用新型所述的保护电路由雷击保护电路、零电流检出保护电路、过流检出保护电路、过压检出保护电路、过热检出保护电路、缺相、错相检出保护电、欠压检出保护电路及其连接线路所组成。本实用新型所述的主电路中的反射能量自动吸收电路中所具有的集成电路块IC1型号为MA1551、集成电路块IC2的型号为DK470。
本实用新型所述的大功率超声信号发生器，可将现有的采油技术推向新的发展高度，采用本实用新型可以适用于采油工艺的全过程，如声波压裂造缝、提高油层渗透率、提高泵效率、声波防垢、除垢、声波降粘、降凝、声波防蜡除蜡、声波脱水脱气、声波乳化、声波破乳、声波诱喷、解睹等。特别是油田的中晚期用于二、三次采油提高最终采收率，本实用新型是非常有效的。由于声波的物理特性更适于对油层进行无损害处理，并且使用方法简便、造价低、效果显著，若充分发挥本实用新型的潜在优势，必将使我国采油技术跨入世界采油的最新行列之中。本实用新型的广泛使用必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
本实用新型共有两张附图，其中附
图1是大功率超声信号发生器电路原理图。
附图2是附
图1中反向能量自动吸收电路原理图。
图中1、雷击保护电路 2零电流检出保护电路 3、反向能量自动吸收电路 4、过流检出保护电路 5、过压检出保护电路 6、过热检出保护电路 7、控制电源 8、三相同步电压电路 9、缺相、错相检出保护电路 10、欠压检出保护电路 11、积分器 12、电压给定电路 13、直流放大电路 14、移相电路 15、总保护电路 16、积分器 17频率给定电路18、V/F变换电路 19、分频电路 20、死区设定电路21、驱动电路 22、自动频率跟踪电路 23、到时报警电路 24、电压调节电路 25声频调节电路 26、铠装同轴电缆A1-调制频率调节按钮 A2-占空比调节按钮 A3-工作时间调节按钮 QD-全控桥式整流电路 ND-单相逆变桥基报驱动电路本实用新型的具体实施例如附图所示；其结构由主电路、、控制电路、保护电路、输出匹配电路四部分组成。主电路由三相SCR全控桥整流电路(QD)、电感L1和电容C1组成的滤波电路、IGBT组成的单相逆变桥基极驱动电路(ND)、反向能量自动吸收电路(3)及其连接线路所组成。控制电路由SCR移相触发电路(14)、带有自动频率跟踪系统的单相逆变桥基板驱动电路(ND)、电压调节电路(24)、声频调节电路(25)及中央处理器8031构成的控制、显示电路所组成。电压调节电路(24)由积分器(11)、电压给定电路(12)、直流放大电路(13)及其连接线路所组成。声频调节电路(25)由积分器(11)、频率给定电路(17)、V/F变换电路(18)、分频电路(19)、死区设定电路(20)、自动频率跟踪电路(22)及其连接线路所组成。主电路中的反向能量自动吸收电路(3)由过压保护集成电路块IC1、驱动集成电路块IC2、电阻R1-R18、电容C1-C9、二极管D1-D7、稳压二极管W1-W2三极管BG1-BG3、可变电阻RP1及其连接线路所组成，集成电路块IC1型号为MA1551、IC2的型号为D470。IC1的5脚同IC2的10脚相连接，IC1的1脚同可变电阻RP1相连接、2脚同稳压二极管W2和电阻R9一端相连接，4脚同电阻R9的另一端相连接、10脚同电源的0线相连接。由D4-D7组成的整流装置负端同IC2的6脚相连接、正端同IC2的9脚相连接、5脚同电阻R17相连接4脚、7脚同BG2的基极相连接、7脚同9脚中间连接着电容C9、1脚、2脚同BG2的发射极和BG1的基极相连接、3脚同BG2的集电极和二极管D3的正端相连接。输出匹配电路由电感L2、电容C2组成并联谐振电路、由电感L3和压电陶瓷换能器RP组成串联谐振电路。电感L3的一端同并联谐振电路的一端相连接，其另一端通过铠装同轴电缆(26)同压电陶瓷换能器RP的一端相连接。并联谐振电路的另一端通过电阻R5和铠装同轴电缆(26)同压电陶瓷换能器RP的另一端相连接。电阻R3的一端同电感L3相连接，另一端同电阻R4的一端和自动频率跟踪电路(22)相连接。电阻R4的另一端同并联谐振电路和电阻R5的一端相连接。电阻R5的另一端同自动频率跟踪电路(22)相连接。中央处理器8031分别同专用集成电路块74LS373、EPROM、总保护电路(15)、到时到警电路(23)、显示屏(LED)及调节按钮相连接。调节按钮分别为调制频率调节按钮(A1)占空比调节按钮(A2)、工作时间调节按钮(A3)。保护电路由雷击保护电路(1)、零电流检出保护电路(2)、过流检出保护电路(4)、过压检出保护电路(5)、过热检出保护电路(6)、缺相、错相检出保护电路(9)、欠压检出保护电路(10)及其连接线路所组成，并且上述各保护电路均同总保护电路(15)相连接。
本实用新型的工作原理是在电源的输入端接有雷击保护电路(1)、零电流检出电路(2)及其它保护电路以控制电源的三相同步电压，并将检出结果送至总保护电路(15)，从而防止出现缺相、断相、过流、过热、过压等问题。总保护电路输出端同8031相连接，在8031的端口接有专用集成电路块74LS373和EPROM以作为外部存储器，从而使8031实现调制频率调节、占空比调节、工作时间调书、到时报警、LED显示等五种功能。通过主电路、控制电路、保护电路及输出匹配电路在中央处理器8031的控制下可以实现输出功率0-50KW连续无级调节、工作频率由5KHZ-35KHZ连续无级调节、调制频率0-50HZ连续无级调节、占空比1∶1-1∶9连续可调、并具有工作时间设定0.5H-4H共8档可调的用于超声采油的大功率超声电源。
权利要求1.一种大功率超声信号发生器；其特征在于由主电路、控制电路、保护电路、输出匹配电路四部分组成；主电路与控制电路中均具有全控桥整流电路QD及单相逆变桥基极驱动电路ND；在主电路与控制电路的中间线路连接有多种保护电路；主电路与输出匹配电路通过变压器T相连接；输出匹配电路由电感L2、电容C2组成并联谐振电路，由电感L3和压电陶瓷换能器RP组成串联谐振电路；电感L3的一端同并联谐振电路的一端相连接，其另一端通过铠装同轴电缆(26)同压电陶瓷换能器RP的一端相连接，并联谐振电路的另一端通过铠装同轴电缆(26)同压电陶瓷换能器RP的另一端相连接。
2.根据权利要求1所述的大功率超声信号发生器；其特征在于主电路由三相SCR全控桥式整流电路QD及电感L1和电容C1组成的滤波电路、单相逆变桥基极驱动电路ND、反射能量自动吸收电路(3)及其连接线路所组成；反射能量自动吸收电路(3)由过压保护集成电路块IC1、驱动集成电路块IC2、电阻、电容、稳压二极管、二极管、三极管、阻尼三极管及其连接线路所组成。
3.根据权利要求1所述的大功率超声信号发生器；其特征在于控制电路由SCR移相触发电路(14)、带有自动频率跟踪系统的单相逆变桥基极驱动电路ND、电压调节电路(24)、声频调节电路(25)及中央处理器8031构成的控制、显示电路所组成。
4.根据权利要求1或3所述的大功率超声信号发生器；其特征在于控制电路中的电压调节电路(24)由积分器(11)、电压给定电路(12)、直流放大电路(13)及其连接线路所组成。
5.根据权利要求1或3所述的大功率超声信号发生器；其特征在于控制电路中的声频调节电路(25)由积分器(11)、频率给定电路(17)、V/F变换电路(18)、分频电路(19)、死区设定电路(20)、自动频率跟踪电路(22)及其连接线路所组成。
6.根据权利要求1或3所述的大功率超声信号发生器；其特征在于中央处理器8031构成的控制、显示电路由到时报警电路(23)、显示屏LED、总保护电路(15)、驱动电路(21)、调节按钮及其连接线路所组成；调节按钮为调制频率调节按钮(A1)、占空比调节按钮A2、工作时间调节按钮(A3)，并分别同中央处理器8031相连接。
7.根据权利要求1所述的大功率超声信号发生器；其特征在于保护电路由雷击保护电路(1)、零电流检出保护电路(2)、过流检测出保护电路(4)、过压检出保护电路(5)、过热检出保护电路(6)、缺相、错相检出保护电路(9)、欠压检出保护电路(10)及其连接线路所组成。
8.根据权利要求1或2所述的大功率超声信号发生器；其特征在于主电路中的反射能量自动吸收电路(3)中所具有的集成电路块IC1型号为MA1551、集成电路块IC2的型号为DK470。
专利摘要本实用新型所述的大功率超声信号发生器，是利用声波的物理特性，对油井内的油层进行无损害处理，解睹诱喷驱油增加地层渗透率，从而提高油田产量的一种新型设备。其结构由主电路、控制电路、保护电路、输出匹配电路所组成。主电路与控制电路中均具有全控桥整流装置及单相逆变桥基极驱动装置，其输出功率、工作频率、调制频率均可连续无级调节。本实用新型具有结构新颖、技术先进、工艺简单、选择性好、出油率高等特点，是一种低产井或死井再生恢复其出油能力的一种新型设备。
文档编号E21B28/00GK2244089SQ95232119
公开日1997年1月1日 申请日期1995年9月1日 优先权日1995年9月1日
发明者孙连贵 申请人:孙连贵