[实用新型]一种用于智能钻井工具的钻井液正脉冲信号驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于智能钻井工具的脉冲信号驱动电路，特别是涉及一种用于智能钻井工具的钻井液正脉冲信号驱动电路。

背景技术

在石油钻井领域中，井下与地面进行信息交互的方式可分为有线传输方式和无线传输方式，其中，无线传输方式是目前国际上普遍采用的信号传输手段，包括电磁波、声波和钻井液脉冲三种，与电磁波和声波相比，钻进液脉冲无线传输方式具有可靠性好、传输距离远等优点，更符全钻井实际情况，已获得广泛应用，分为正脉冲方式和负脉冲方式。

钻井液脉冲信号发生器通过改变脉冲信号发生器的针阀与小孔的相对位置来控制钻井液过流面积，从而引起钻柱内部钻井液压力升高，在地面通过连续监测立管压力变化，解码探管的测量数据。针阀的运动由驱动电路根据探管编码的测量数据产生脉宽调制信号来实现，驱动电路要能够正确识别探管数据，产生的脉宽调制信号要保证对脉冲信号发生器有足够的驱动力，但现有的驱动电路有时会出现探管数据接收失败或驱动能力不足，导致上传到地面的信号丢帧，从而影响到地面解码的正确性和精度。

因此，设计一种用于智能钻井工具的钻井液正脉冲信号驱动电路，在井底恶劣工作条件下，保证对探管数据能够正确识别，脉冲信号发生器有足够的驱动能力，保证探管数据能够通过钻井液正确、稳定地上传，具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于智能钻井工具的钻井液正脉冲信号驱动电路。

为了达到上述目的，本实用新型提供的用于智能钻井工具的钻井液正脉冲信号驱动电路包括：泥浆发电机、整流滤波电路、直流-直流变换电路、驱动电路、电压转换电路和微处理器，其中：泥浆发电机依次通过整流滤波电路、直流-直流变换电路与驱动电路相连接，微处理器分别与驱动电路和电压转换电路连接。

所述的整流滤波电路为三相低频整流滤波电路，由第一至第六整流二极管D1-D6及第一、第二电容C1，C2组成。

所述的直流-直流变换电路由第一功率器件Q1、脉宽调制电路A1、误差补偿电路A2、电感L1、第七二极管D7和第三电容C3组成，其中：第一功率器件Q1的第二端为直流-直流变换电路3的输入端，与整流滤波电路2的输出端连接，第一功率器件Q1的第三端与电感L1的第一端连接；电感L1的第二端为直流-直流变换电路3的输出端，输出直流电压；第一功率器件Q1的第一端依次通过脉宽调制电路A1和误差补偿电路A2与直流-直流变换电路3的输出端连接；第七二极管D7的阴极与第一功率器件Q1的第三端连接、阳极与地线连接，第三电容C3的一端与直流-直流变换电路3的输出端连接，另一端与地线连接。

所述的电压转换电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、电解电容E1、与非门NA1和电源转换电路A4；其中：与非门NA1的第一端与第二端同为输入端，接收探管数据信号PULSE、与非门NA1的第三端与微处理器6连接，第一电阻R1的一端与输入端连接、另一端与地线连接，电解电容E1的正极与输入端连接、负极与地线连接，第二电阻R2的一端和与非门NA1的第三端连接、另一端与电源转换电路A4的第一端连接，电源转换器A4的第二端为电压转换电路5的输出端。

所述的微处理器为HC9S12系列单片机。

所述的驱动电路包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二功率器件Q2、第八二极管D8和脉冲信号发生器A3；其中：第三电阻R3的第一端为输入端，与微处理器6连接，第二端与第二功率器件Q2的第一端连接，第四电阻R4的第一端与第二功率器件Q2的第一端连接，第二端与地线连接，第五电阻R5的第一端与第二功率器件Q2的第三端连接，第二端与地线连接，第二功率器件Q2的第二端与地线连接，第三端与第八二极管D8的阳极连接，第八二极管D8的阴极与直流-直流变换电路3的输出端连接，脉冲信号发生器A3的一端与直流-直流变换电路3的输出端连接、另一端与地线连接。

本实用新型提供的用于智能钻井工具的钻井液正脉冲信号驱动电路的有益效果是，通过钻井液正脉冲信号驱动电路的设计，可提高对探管编码的测量数据的识别率，确保当有数据需要上传时，微处理器能够产生适当的脉宽调制波形，使脉冲信号发生器具有足够的驱动能力，产生正脉冲压力信号，提高信号传输的稳定性，降低丢帧和无信号的风险，对及时获取智能钻井工具井下工作状态并做出相应决策具有重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于智能钻井工具的钻井液正脉冲信号驱动电路的结构框图。