[发明专利]一种实现测井仪器双极性供电的方法及其供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲形式的双极性供电方法及其供电系统。

背景技术

随着油田的开发逐渐进入到中后期，剩余油监测是各油田进行高产稳产的重要手段。在石油测井这类特殊行业中，由于测井情况复杂，有的井下仪器不光需要正向供电，对于有些电磁泵系统还需要负脉冲形式的供电方式。目前，能够透过钢质套管去测量油井周围地层电阻率的过套管电阻率测井仪是进行剩余油监测的主要仪器，过套管电阻率测井仪由于需要特殊的机构将电极系扎入到套管壁上进行测量，所以电极和套管的接触情况将直接影响测量结果，目前过套管电阻率测井仪大都采用液压推靠方式，动力装置来自于电磁铁，电磁铁的驱动需要提供负脉冲电压，而井下仪器供电需要正电压；现有供电系统无法简单有效、稳定地实现正负脉冲电压供电。

发明内容

为解决现有供电系统存在的缺陷，本发明提供一种实现测井仪器双极性供电的方法，并采用简明的供电系统（电路），稳定可靠地实现两种极性电压的供电输出。

本发明的基本技术方案如下：

一种实现测井仪器双极性供电的方法，包括以下环节：

地面提供正、负两路电源，共同输入由功率场效应管构建的半H桥电路；

控制器输出控制信号，该控制信号采用占空比和频率可调的脉冲波形；经逻辑门电路将控制信号传送至用以驱动所述功率场效应管的驱动单元；

驱动单元驱动半H桥电路中的功率场效应管，将所述两路电源变换为所需的正、负两路脉冲电压送至相应的井下负载。

基于上述基本技术方案，本发明还可以作如下优化：

上述正、负两路电源采用直流电源；或者上述正、负两路电源采用交流电源，电源输入至半H桥电路之前先经过整流处理。

取输出的所述正、负两路脉冲电压作为两路反馈信号送至所述控制器，构成反馈调节环节。

在功率场效应管的后级加有滤波和吸收电路，从而消除来自井下负载的尖峰脉冲。

地面的上位机通过软件对上述控制器输出的脉冲波形的占空比和频率进行调节。

两路反馈信号送至所述控制器，还进行采样转换，实时发送至地面的上位机监控软件，使不同极性下消耗的电压和电流在上位机监控软件中显示。

上述控制器优选采用单片机。

根据以上实现测井仪器双极性供电的方法，本发明还设计了一种双极性供电系统。该供电系统包括变换部分和控制部分，其中，变换部分包括由地面提供的正、负两路电源和由功率场效应管构建的半H桥电路，正、负两路电源的两个极性输出端对应接入半H桥电路；控制部分包括依次连接的控制器、逻辑门电路和驱动单元，驱动单元的输出端连接至半H桥电路中的功率场效应管，半H桥电路的正脉冲电压输出端、负脉冲电压输出端分别接至相应的井下负载；

所述正、负两路电源采用直流电源；或者所述正、负两路电源采用交流电源，则电源输出端均经过整流电路对应接入半H桥电路。

基于上述供电系统的基本技术方案，还可以作如下优化：

自所述正脉冲电压输出端、负脉冲电压输出端分别引出反馈信号，接入控制器的反馈输入端，构成反馈调节环节。

在功率场效应管的后级加有滤波和吸收电路，从而消除来自井下负载的尖峰脉冲。

在地面还设置有上位机，上位机的指令输出端连接至控制器的输入端，用以对控制器输出的脉冲波形的占空比和频率进行调节；控制器中设置有采样转换模块，用以将反馈输入端接收的两路反馈信号采样转换后发送至地面的上位机。

本发明具有以下优点：

1.依照本发明的方法可搭建结构简明的供电系统，能够简单有效、稳定地实现正负脉冲电压供电。

2.相比一般井下的直流供电方式，这种由地面提供脉冲形式的供电方法故障率低，即使出问题在地面就可方便解决，而且不会对井下仪器造成损坏。

3.输出正负脉冲电压大小可根据实际需要进行任意调节。

4.脉冲占空比和频率可在上位机软件中任意设定。

附图说明

图1为本发明的原理图。

其中：

1和2——地面提供的正、负两路电源；3——整流器；4——功率场效应管；5——驱动单元；6——逻辑门电路；7——微控制器；8和9——放大器电路；10——滤波和吸收电路。

具体实施方式