[发明专利]一种油田用电动桥塞投放工具的电机控制方法

说明书

本发明公开了一种油田用电动桥塞投放工具的电机控制方法，包括：步骤一、建立远距离供电电机的控制模型；步骤二、下井工作前，测量导线的电阻值，并根据所述电阻值修正控制模型的参数；步骤三、工作过程中实时测量电路中的电流，并根据所述电流及电流变化率得到电源的电压调整梯度；步骤四、计算控制电压，输出到电源控制器，以控制电源的输出电压；其中，在工作过程中，当电路中的电流减小的幅度超过阈值时，判断为桥塞安装完成，提示升井，控制过程结束。本发明提供的油田用电动桥塞投放工具的电机控制方法，以实时测量的电路中的电流作为反馈信号，实时调整可编程直流稳压电源的输出电压，保证井下油田用电动桥塞投放工具的电机工作电压的稳定。

技术领域

本发明属于远距离供电电机的控制技术领域，特别涉及一种油田用电动桥塞投放工具的电机控制方法。

背景技术

油田采油用的桥塞需要投放安装到几千米深的井下，投放工具以前采用火药动力，操作复杂，事故率高。电动桥塞投放工具由于安全可靠、过程可控等特点，是此类工具的发展方向。

电动桥塞投放工具以直流电动机为动力装置，因此需要使用专用的电缆——承荷探测电缆(符合行业标准SY/T6600-2004)来供电和控制，这种电缆的结构是钢丝包裹着多芯(7芯以下)导线，这种电缆不但可以承受井下设备的吊装力，还可以传递多种井下设备的电源和信号。因为电缆直径的限制，导线截面积只能是0.24～1.01mm²，常用的WB7P-10.8七芯电缆的导线电阻是36Ω/km，由于油井的深度都在3km以上，所以电机供电线路的两条电缆的内阻至少也有200Ω以上。由于电缆的电阻已经接近甚至超过了电机的内阻，因此，电源的功率将有相当一部分消耗在电缆上，电缆的电阻对井下电机的精确控制和功率发挥造成很大的影响。

此外，由于油井的深度差别很大，电器装置下井时会使用不同长度的电缆。而且电缆经常有损坏，修复时都会截掉破损的部分，造成每条电缆的长度都是不同的。直流电动机的工作电流会随着工作负荷的变化而改变，而电路电流变化时又会造成导线上的压降变化，相当于改变了导线电阻和电器设备的电压分配比例，电动桥塞投放工具上电机的工作电压就不能保持在额定状态。由于以上原因，固定的补偿措施无法解决这些动态问题，必须根据桥塞的工作状态，采用动态的控制方法来解决电机工作电压不稳的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种油田用电动桥塞投放工具的电机控制方法，针对电动桥塞投放工具的电机电路和工作特点，以实时测量的电路中的电流作为反馈信号，推算出电路的电压分配情况，实时调整可编程直流稳压电源的输出电压，从而抵消电缆上的电压损失(压降)，保证井下油田用电动桥塞投放工具的电机工作电压的稳定。

本发明的另一个目的是克服无法兼顾电压调整的效率和电机稳定性的技术问题，将电压调整过程合理化分为多个调整周期，能够在保证电机稳定工作的前提下，快速将电压调整到目标值。

本发明提供的技术方案为：

一种油田用电动桥塞投放工具的电机控制方法，包括：

步骤一、下井前，测量电缆的电阻值，确定电源的电压控制模型；

步骤二、工作过程中实时测量电路中的电流，并根据所述电流及电流变化率得到电源的电压调整梯度；

步骤三、计算控制电压，以控制电源的输出电压；

U_(n)＝U_(n-1)+ΔU；

式中，U_(n)为控制电压值，U_(n-1)为当前输出电压值，ΔU为电压调整梯度；

其中，在工作过程中，当电路中的电流减小的幅度超过阈值时，判断为桥塞安装完成。

优选的是，所述电压调整梯度的计算方法包括：

步骤1、确定目标电压值；