[发明专利]一种近钻头仪器电源管理系统及电源管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质开发领域，具体说涉及一种近钻头仪器电源管理系统及电源管理方法。

背景技术

随着石油和天然气开发的不断进行，早期的常规油气藏已经开发接近尾声，目前已经向开发非常规油气藏、复杂油气藏发展，由浅层向深层发展。定向井的施工中在这些非常规油气藏和复杂油气藏中应用的越来越普遍。

随着现代电子测量技术的不断发展，近钻头仪器可在钻进过程中实时测量钻头处的井斜、方位等工程参数，电阻率、伽马等地质参数。近钻头仪器由于其特殊的结构，其内部的电池、近钻头测量电路与传感器等都是高度紧凑的安装在近钻头1米左右的短节内。由于近钻头仪器短节紧密安装在钻头之后，其承受更严重的震动、冲击，因此对其可靠性要求极为苛刻。

常规的随钻测量仪器(MWD/LWD)一般都是在钻井现场进行电池的链接和安装。但是出于可靠性的考虑，近钻头仪器短节的拆卸和安装，与常规的随钻测量仪器(MWD/LWD)不同，需要专业的工具，包括电池、电路板、传感器的安装也都需要专业的工具，不可能在钻井现场进行电池的安装。因此近钻头仪器都是在仪器维护基地完成电池的拆卸和安装，拿到钻井现场就可以直接使用，下井之前除了上扣，最好不用进行任何其他拆卸和安装。这样可以最大限度的避免由于拆卸和安装造成下井以后发生泄漏等安全问题。

但是，为了在下井之前建立电池与近钻头电路系统间链接，在现有技术中，通过在数据读取口位置设计一个电池与近钻头电路系统断开和闭合的跳线选择模块。这种方式需要在钻井现场，仪器下井之前，拆卸数据读取口的盖板，对跳线进行闭合，使得电池与近钻头电路系统链接，近钻头电路系统启动开始工作。这种方式由于需要钻井现场的下井之前的拆卸和安装，对后续仪器下井的可靠性工作非常不利。

发明内容

本发明提供了一种近钻头仪器电源管理系统，所述系统包括非接触开关，其中：

所述非接触开关连接在近钻头仪器的电路系统与供电电源之间；

所述非接触开关配置为基于所述近钻头仪器外壳外部的非接触操作改变并保持所述电路系统与所述供电电源之间的通断状态。

在一实施例中，所述系统还包含供电自锁模块，其中：

所述非接触开关配置为在外部非接触操作持续时处于接通状态；

所述供电自锁模块配置为当所述非接触开关被首次接通时建立所述电路系统与所述供电电源之间的供电连接；

所述供电自锁模块还配置为当所述非接触开关关断时维持所述供电连接。

在一实施例中，所述供电自锁模块包含一个N场效应管和一个P场效应管，其中：

所述非接触开关一端与所述供电电源连接，另一端与所述电路系统连接；

所述P场效应管漏极与所述供电电源连接，源极与所述电路系统连接；

所述N场效应管源极接地，漏极与所述P场效应管栅极连接，栅极与所述电路系统连接。

在一实施例中，所述供电自锁模块还包含上拉电阻，其中，所述上拉电阻一端与所述供电电源连接，另一端与所述P场效应管漏极连接。

在一实施例中，所述供电自锁模块还包含下拉电阻，其中，所述下拉电阻率一端与所述N场效应管栅极连接，另一端接地。

在一实施例中，所述供电自锁模块还包含稳压电容，其中，所述稳定电容一端与所述N场效应管栅极连接，另一端接地。

在一实施例中，所述非接触开关为磁性开关。

本发明还提出了一种近钻头仪器电源管理方法，所述方法包括：

采用非接触开关连接近钻头仪器的电路系统与供电电源，在近钻头仪器下井准备工作之前保证所述电路系统与所述供电电源间的非接触开关为断开状态；

在进行近钻头仪器下井准备工作时采用非接触方式接通所述电路系统与所述供电电源间的非接触开关。

在一实施例中，在仪器维护基地完成近钻头仪器的安装，在其他场合不对所述近钻头仪器进行结构上的拆卸更改。

在一实施例中，在进行近钻头仪器下井准备工作时采用非接触方式接通所述电路系统与所述供电电源间的非接触开关，其中：

在进行近钻头仪器下井准备工作时采用非接触操作对所述非接触开关进行首次接通；

当所述非接触开关被首次接通时建立所述电路系统与所述供电电源之间的供电连接；

当所述接通操作被撤销时维持所述供电连接。