井下測控電路控制系統的製作方法

2023-06-25 07:58:41 1

專利名稱：井下測控電路控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制系統，特別涉及一種井下測控電路控制系統。
背景技術：
油田投產後，必須對油水井各個地層的溫度、壓力、流量等數據進行實時的採集， 通過這些數據的分析再做出調控方案，因此這對實現油田的高產、降低能耗並獲得較高的 採收率有很大的幫助。現有的測控電路控制系統採用一次性電池，不能充電，因此也不能長時間對溫度、 壓力、流量等數據進行實時的採集，同時也不能進行精確的調控，否則一旦電池耗盡就必須 把整個測控電路控制系統取出來更換電池，甚至有可能報廢整個測控電路控制系統，而每 次取出測控電路控制系統後再安裝到井下的操作費用是非常昂貴的，且需要大型設備。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種井下測控電路控制系統，其採用充電 電池組，使得井下測控電路控制系統能夠長期穩定的按照設定的要求進行測控，一旦發現 電池即將耗盡時很方便的就可以對其進行充電，不需要取出測控電路控制系統。為解決所述技術問題，本實用新型提供了一種井下測控電路控制系統，其特徵在 於，其包括地面控制主機、測控主板、初級模塊、鐵芯組、次級模塊、電源模塊、充電電池組、 溫度模塊、壓力模塊、流量模塊和調控輸出模塊，初級模塊、鐵芯組、次級模塊、電源模塊、充 電電池組通過供電電纜連接在地面控制主機和測控主板之間，地面控制主機通過通信電纜 與測控主板連接，測控主板還與溫度模塊、壓力模塊、流量模塊、調控輸出模塊連接。優選地，所述鐵芯組為分離式鐵芯組且包括靜鐵芯和動鐵芯，靜鐵芯和動鐵芯的 形狀都是柱形中空形狀，動鐵芯位於靜鐵芯的中間。優選地，所述初級模塊和次級模塊及變壓器構成的電源電路包括脈寬調製器芯 片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第十一電阻、第一電容、第二電容、第三電容、 第一二極體、第二二極體、第三二極體、第四二極體、場效應管和變壓器，脈寬調製器晶片具 有八個引腳，第一電阻與脈寬調製器晶片的第二引腳連接，第二電阻的一端與脈寬調製器 晶片的第一引腳連接，第二電阻的另一端與第二二極體連接，第三電阻的一端與脈寬調製 器晶片的第七引腳連接，第三電阻的另一端與第一電容、變壓器連接，第四電阻與第一二極 管連接，場效應管的一端與變壓器的初級線圈連接，場效應管的另一端與第十一電阻連接， 第三二極體和第四二極體分別連接在變壓器的次級線圈的兩端，第三二極體與第三電容連 接。本實用新型的積極進步效果在於本實用新型使井下測控電路控制系統的測控精 度提高，增加流量、壓力、溫度等數據的記錄次數，更加準確的提供井下環境，並能實時的進 行調控，並使得井下測控電路控制系統的使用壽命延長，降低採油工人的勞動強度。
圖1為本實用新型井下測控電路控制系統的原理示意圖。圖2為本實用新型中鐵芯組的結構示意圖。圖3為本實用新型中初級模塊和次級模塊及變壓器構成的電源電路的電路示意 圖。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，並結合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。如圖1所示，本實用新型井下測控電路控制系統包括地面控制主機1、測控主板2、 初級模塊3、鐵芯組4、次級模塊5、電源模塊6、充電電池組7、溫度模塊10、壓力模塊11、流 量模塊12和調控輸出模塊13，初級模塊3、鐵芯組4、次級模塊5、電源模塊6、充電電池組7 通過供電電纜8連接在地面控制主機1和測控主板2之間，地面控制主機1通過通信電纜 9與測控主板2連接，測控主板2還與溫度模塊10、壓力模塊11、流量模塊12、調控輸出模 塊13連接。地面控制主機1通過供電電纜8向井下提供電源，地面控制主機1通過通信電 纜9向井下發送測控參數以及接收井下溫度、壓力、流量等數據。電源模塊6完成對充電電 池組7的充電和保護，確保對充電電池組7的安全充電同時保證充電電池組7不能過充和 過放。充電電池組7採用磷酸鐵鋰可充電電池。測控主板2接收到地面控制主機1的測控 命令後對溫度模塊、壓力模塊、流量模塊、調控輸出模塊各個模塊讀取數據並存儲或者上報 到地面控制主機1，同時經過計算當流量值需要進行調控時，從調控輸出模塊13輸出調控 信號來調整閥門的開度使得流量值達到規定要求，電池充滿後測控主板2通過通信電纜向 地面控制主機1報告，結束充電，井下的各個測控數據也可以通過通信電纜9上報至地面主 機。如圖2所示，鐵芯組為4分離式鐵芯組且包括靜鐵芯41和動鐵芯42。靜鐵芯41 和動鐵芯42的形狀都是柱形中空形狀，動鐵芯42位於靜鐵芯41的中間。靜鐵芯與次級模 塊組成一個整體，長期安裝於井下。動鐵芯與初級模塊安裝在供電電纜的前端。本實用新型井下測控電路控制系統的工作原理如下地面控制主機將220V交流 電進行整流濾波後得到311V直流電，通過供電電纜直接加到初級模塊，初級模塊自激振蕩 後經過鐵芯組的磁感應耦合到次級模塊，在次級模塊中進行整流濾波得到一個穩定的20V 的直流電，該直流電直接供給電源模塊，然後對充電電池組進行充電。如果本實用新型井 下測控電路控制系統安裝於某水井的某個地層一段時間了，當需要了解井下工作情況的時 候，把初級模塊從井口用供電電纜慢慢下放到次級模塊的位置，用定位裝置使初級和次級 模塊對應。定位完成後地面控制主機通過通信電纜讀取測控主板的數據，數據內容包括各 個時段的壓力、溫度、流量以及電池的容量，當發現電池容量下降到需要充電的底線時，地 面控制主機發出充電命令，初級模塊、次級模塊和電源模塊組成的充電系統開始對充電電 池組充電。同時測控主板通過通信電纜實時向地面控制主機發送充電信息，一旦電池充滿 後地面控制主機發出命令關閉充電，這時如果需要對測控參數進行修改時地面控制主機可 以向測控主板發送修改參數。測控參數包括壓力、溫度、流量的測量間隔和已經流量的調控 數據，完成發送後，測控主板就會按要求記錄壓力、溫度、流量，同時會從調控輸出模塊輸出 信號，自動調整流量的大小。
4[0016]如圖3所示，初級模塊和次級模塊及變壓器構成的電源電路包括脈寬調製器芯 片、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電 阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第一電容Cl、第二電容C2、 第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容 C9、第十電容C10、第十一電容C11、第一二極體D1、第二二極體D2、第三二極體D3、第四二 極管D4、第五二極體D5、第六二極體D6、場效應管Q和變壓器T，脈寬調製器晶片具有八個 引腳，第一電阻Rl與脈寬調製器晶片的第二引腳連接，第二電阻R2的一端與脈寬調製器芯 片的第一引腳連接，第二電阻R2的另一端與第二二極體D2連接，第三電阻R3的一端與脈 寬調製器晶片的第七引腳連接，第三電阻R3的另一端與第一電容Cl、變壓器T連接，第四 電阻R4與第一二極體Dl連接，場效應管Q的一端與變壓器T的初級線圈連接，場效應管Q 的另一端與第十一電阻Rll連接，第三二極體D3和第四二極體D4分別連接在變壓器T的 次級線圈的兩端，第三二極體D3與第三電容C3連接。脈寬調製器晶片採用UC3842晶片 (UC3842晶片是美國Unitrode公司生產的一種脈寬調製器晶片)作為主控晶片，輸入電壓 範圍寬，可以解決長距離電纜造成的壓降問題，可以採用原邊反饋解決分離式磁芯無法做 輸出電壓反饋的難題。UC3842晶片的另外一個好處就是電路簡單採購方便，應用方案成熟， 且能在105°C的環境工作。地面控制主機通過供電電纜將31IV直流電加到第一電容Cl的 兩端並經過第三電阻R3得到一個大於16V的啟動電壓，UC3842晶片開始工作並通過其第 六引腳輸出脈衝驅動場效應管Q，變壓器次級線圈經耦合得到脈衝信號，再經過第三二極體 D3和第四二極體D4整流，經過第三電容C3濾波後輸出一個穩定的直流電壓。第十一電阻 Rll為電流反饋採樣電阻，當輸入電壓變高時經第十一電阻Rll反饋到UC3842晶片的第三 引腳，使得UC3842晶片的第六引腳輸出脈衝變窄讓變壓器次級輸出達到一個穩定的電壓， 反之亦反。同時由第十一電阻Rll和第六電阻R6組成的反饋網絡還有過載保護的作用。 UC3842晶片的第二引腳是電壓反饋輸入端，當輸出負載變大時反映到輸出電壓變低，反饋 線圈經過第二二極體D2和第二電阻R2反饋到UC3842晶片的第二引腳並經過UC3842晶片 的第六引腳輸出脈衝變寬使得輸出升高電壓穩定，反之亦反。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些僅是舉例說明，在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做 出多種變更或修改。因此，本實用新型的保護範圍由所附權利要求書限定。
權利要求一種井下測控電路控制系統，其特徵在於，其包括地面控制主機、測控主板、初級模塊、鐵芯組、次級模塊、電源模塊、充電電池組、溫度模塊、壓力模塊、流量模塊和調控輸出模塊，初級模塊、鐵芯組、次級模塊、電源模塊、充電電池組通過供電電纜連接在地面控制主機和測控主板之間，地面控制主機通過通信電纜與測控主板連接，測控主板還與溫度模塊、壓力模塊、流量模塊、調控輸出模塊連接。
2.如權利要求1所述的井下測控電路控制系統，其特徵在於，所述鐵芯組為分離式鐵 芯組且包括靜鐵芯和動鐵芯，靜鐵芯和動鐵芯的形狀都是柱形中空形狀，動鐵芯位於靜鐵 芯的中間。
3.如權利要求1所述的井下測控電路控制系統，其特徵在於，所述初級模塊和次級模 塊及變壓器構成的電源電路包括脈寬調製器晶片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電 阻、第十一電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一二極體、第二二極體、第三二極體、第 四二極體、場效應管和變壓器，脈寬調製器晶片具有八個引腳，第一電阻與脈寬調製器晶片 的第二引腳連接，第二電阻的一端與脈寬調製器晶片的第一引腳連接，第二電阻的另一端 與第二二極體連接，第三電阻的一端與脈寬調製器晶片的第七引腳連接，第三電阻的另一 端與第一電容、變壓器連接，第四電阻與第一二極體連接，場效應管的一端與變壓器的初級 線圈連接，場效應管的另一端與第十一電阻連接，第三二極體和第四二極體分別連接在變 壓器的次級線圈的兩端，第三二極體與第三電容連接。
專利摘要本實用新型公開了一種井下測控電路控制系統，其包括地面控制主機、測控主板、初級模塊、鐵芯組、次級模塊、電源模塊、充電電池組、溫度模塊、壓力模塊、流量模塊和調控輸出模塊，初級模塊、鐵芯組、次級模塊、電源模塊、充電電池組通過供電電纜連接在地面控制主機和測控主板之間，地面控制主機通過通信電纜與測控主板連接，測控主板還與溫度模塊、壓力模塊、流量模塊、調控輸出模塊連接。本實用新型採用充電電池組，使得井下測控電路控制系統能夠長期穩定的按照設定的要求進行測控，一旦發現電池即將耗盡時很方便的就可以對其進行充電，不需要取出測控電路控制系統。
文檔編號G05B19/418GK201654553SQ20102015508
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者張書進, 柯建受, 柯建敏, 王振煜, 趙明鑫, 馬強 申請人:上海品微電子科技有限公司