井间电磁测井发射系统的制作方法_2

文档序号:10385684阅读:来源:国知局

[0033]由上述技术方案可知,本实用新型的井间电磁测井发射系统,可为测井技术提供一个频率任意设置且大范围可调、发射电压和发射电流受控的大功率电磁激励源,通过发射线圈产生强度受控的电磁场。本实用新型可以任意设置和控制发射频率、发射电压和发射电流,产生强度受控的电磁场等特点,能够大幅提高测井平面的宽度和分辨率。
【附图说明】
[0034]图1为本实用新型一实施例提供的一种井间电磁测井发射系统的结构图;
[0035]图2为图1所示实施例提供的的井间电磁测井发射系统的主电路的拓扑结构图;
[0036]图3为图1所示实施例提供的的井间电磁测井发射系统的控制电路原理框图;
[0037]图4为图1所示实施例提供的的井间电磁测井发射系统的通讯电路原理框图;
[0038]图5为图1所示实施例提供的的井间电磁测井发射系统的井上发电装置的电路原理图;
[0039]图6为图1所示实施例提供的的井间电磁测井发射系统的井下发电装置的电路原理图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
[0041]现有的井间电磁测井系统包括:地面测井控制监控系统、井间电磁测井接收系统和井间电磁测井发射系统。测量时把发射系统和接收系统分别置于两口相邻的井中,在地面测井控制监控系统的控制下,控制发射系统启停,设置发射系统的发射频率,发射系统发射电磁场,接收系统接收采集来自发射系统的通过大地产生的电磁感应信号;与此同时,地面测井控制监控系统还实时监测发射系统的发射数据。
[0042]图1示出了本实用新型一实施例提供的一种井间电磁测井发射系统的结构示意图,如图1所示,本实施例的井间电磁测井发射系统,包括:井下发射装置02;
[0043]所述井下发射装置02,包括:全桥直流变换器3、发射桥4、发射线圈5、电压检测电路6、电流检测电路7和控制电路8 ;
[0044]所述全桥直流变换器3(输出端口)与所述发射桥4(输入端口)及所述电压检测电路6(输入端口)分别连接,所述发射桥4(输出端口)与所述发射线圈5及所述电流检测电路7(输入端口)分别连接,所述控制电路8(输入端口)与所述电压检测电路6(输出端口)及所述电流检测电路7(输出端口)分别连接,所述控制电路8(输出端口)还与所述全桥直流变换器3的驱动端口及所述发射桥4的驱动端口分别连接;
[0045]其中,所述全桥直流变换器3将第一直流电转换为第二直流电;所述发射桥4将所述第二直流电转换发射为双极性矩形波电磁激励信号;所述发射线圈5根据所述双极性矩形波电磁激励信号产生电磁场;所述电压检测电路6和所述电流检测电路7分别检测所述发射桥4的实时输入电压值和输出电流值并发送给所述控制电路8;所述控制电路8还获取所述发射桥4的预设输入电压值和输出电流值,根据所述发射桥4的预设输入电压值和输出电流值以及所述发射桥4的实时输入电压值和输出电流值,调整所述全桥直流变换器3的占空比,以控制所述全桥直流变换器3的输出电压和电流大小,所述全桥直流变换器3的输出电压和电流大小即为所述发射桥4的发射电压和电流大小;所述控制电路8还获取预设的发射桥4发射频率值,根据所述预设的发射桥4发射频率值,通过调节所述发射桥4的驱动信号,从而控制所述发射桥4的发射频率。
[0046]在具体应用中,所述第一直流电为平滑直流电,可优选电压为487?538V的直流电源;所述第二直流电为平滑低压直流电,可优选15?100V的直流母线电压。
[0047]应说明的是,本实施例所述控制电路8还可以控制所述发射桥4的发射时间和发射时长等。
[0048]在具体应用中,如图2和图6所示,本实施例所述全桥直流变换器3,可包括:H型逆变桥、降压变压器、全波整流电路和LC滤波电路;
[0049]所述降压变压器与所述H型逆变桥(输出端口)、所述全波整流电路(输入端口)分别连接,所述全波整流电路(输出端口)与所述LC滤波电路(输入端口)连接,所述LC滤波电路(输出端口)与所述发射桥(输入端口)、所述电压检测电路(输入端口)分别连接;
[0050]其中,所述H型逆变桥将第一直流电转换为单相高频交流电(可优选频率为40kHz,幅值电压为19?134V的单相高频交流电),再依次对所述单相高频交流电通过降压变压器进行降压、通过所述全波整流电路进行整流和通过所述LC滤波电路进行滤波,以获得第二直流电(可优选为15?10V的直流母线电压)。
[0051]在具体应用中,优选地,所述降压变压器可以优选变比为25:1?4:1的降压变压器,可获得频率为40kHz,幅值电压为19?134V的交流电压。
[0052]举例来说,当所述H型逆变桥处于高频开关状态工作,开关损耗增大,效率下降。为了降低开关损耗,在所述H型逆变桥开关过程中,通过移相软开关技术,减小电压和电流波形重叠面积,降低开关损耗,提高全桥直流变换器效率,减少设备发热量。
[0053]在具体应用中,如图3所示,本实施例所述控制电路8,可以包括:数字信号处理(Digital Signal Proces s ing,简称DSP)电路、现场可编程逻辑门阵列(Fi e Id —Programmable Gate Array,简称FPGA)电路、全球定位系统(Global Posit1ning System,简称GPS)时钟接收电路、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat1n,简称PffM)驱动电路以及发射桥驱动电路;
[0054]所述DSP电路与所述电压检测电路6、所述电流检测电路7、所述FPGA电路和所述GPS时钟接收电路分别连接,所述FPGA电路通过所述发射桥驱动电路与所述发射桥4的驱动端口连接,所述DSP电路还通过所述PffM驱动电路与所述全桥直流变换器3中的H型逆变桥的驱动端口连接;
[0055]其中,所述DSP电路获取所述发射桥4的预设输入电压值和输出电流值,接收所述电压检测电路6和所述电流检测电路7发送的所述发射桥4的实时输入电压值和输出电流值,根据所述发射桥4的预设输入电压值和输出电流值以及所述发射桥4的实时输入电压值和输出电流值,通过预设比例积分微分PID算法,计算得到所述全桥直流变换器3中的所述H型逆变桥的导通占空比,并利用所述PWM驱动电路产生与所述导通占空比相应的脉冲宽度调制PffM波,驱动所述全桥直流变换器3中的所述H型逆变桥逆变输出,控制所述全桥直流变换器3的输出电压值和输出电流值的大小;
[0056]所述DSP电路通过所述GPS时钟接收电路接收由GPS天线发送的GPS时钟同步信号,并对所述GPS时钟同步信号进行处理;所述FPGA电路根据所述DSP电路的处理结果产生相应的驱动信号,控制所述发射桥驱动电路驱动所述发射桥4实时同步发射双极性矩形波电磁激励信号,以实现所述发射线圈5产生同步电磁场,保证所述井间电磁测井发射系统和井间电磁测井接收系统的时钟同步。
[0057]在具体应用中,本实施例所述系统,还包括:地面监控平台03和井上发电装置01;
[0058]所述地面监控平台03和所述井上发电装置01均与所述井下发射装置02连接;
[0059]其中,所述井上发电装置01,用于为所述井下发射装置02提供第一直流电;
[0060]所述地面监控平台03,包括:井上监控平台11;
[0061]其中,所述井上监控平台11向所述井下发射装置02中所述控制电路8发送指令,以实现对所述发射桥4的输入电压值、输出电流值和发射频率的控制;所述控制电路8将所述发射桥4的实时发射电压值、发射电流值和发射频率发送给所述井上监控平台11,以实现对所述发射桥4发射状态的实时监视。
[0062]进一步地,在具体应用中,所述井上发电装置,可包括:井上发电机组I和三相整流桥电路2;
[0063]所述井上发电机组1(输出端口)与所述三相整流桥电路2(输入端口)连接,所述三相整流桥电路2 (输出端口)与所述全桥直流变换器3 (输入端口)连接;
[0064]其中,所述井上发电机组I提供的三相工频交流电(可
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