[发明专利]多路高低压复合等离子钻井电源

说明书

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种多路高低压复合等离子钻井电源。多路高低压复合等离子电源，包括：高压直流电路、低压直流电路、高压击穿模块和上位机；高压直流电路通过电缆与低压直流电路相连；低压直流电路和高压击穿模块同时通过电缆为等离子发生器供电；上位机实时监控低压直流电路；同一电源包含多个低压直流电路和高压击穿模块；多路高低压复合等离子钻井电源，多支路并联同时工作，电路总功率大，钻井效率高；其各高低压复合支路单独工作，互不干扰；该电源采用了功率因数校正，降低了谐波污染，有较好的电磁兼容性。

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体地，涉及一种等离子钻井电源。

背景技术

等离子钻井技术是一种新兴的钻井技术，具有钻井速度快、破岩效率高、钻头无损耗等优点，有望成为新一代钻井技术。目前，等离子钻井技术主要分为高压脉冲等离子钻井技术和等离子电弧烧蚀钻井技术两种。前者是依靠钻头前端正负电极之间的脉冲放电来破碎岩石，该种技术钻井能耗大，工作不稳定。后者工作时，利用钻头前端的大功率等离子发生器产生高温来熔化岩石，这种技术又存在钻孔井眼小、钻头寿命短等缺点。

集合高压脉冲等离子钻井技术和等离子电弧烧蚀钻井技术的优点，将原单路等离子电弧烧蚀破岩的方式改为多路高低压复合等离子破岩的方式，可以大大提高钻井功率，增大钻井速度，延长钻井工具使用寿命，推动等离子钻井技术的应用和发展。传统的等离子钻井电源输出功率小，单路输出，无脉冲功能，不能在线调节，无法应用到多路高低压复合等离子钻井过程中，因此急需开发新的大功率等离子钻井电源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型多路高低压复合等离子钻井电源。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

多路高低压复合等离子电源，包括高压直流电路、低压直流电路、高压击穿模块和上位机；高压直流电路通过电缆与低压直流电路相连；低压直流电路和高压击穿模块同时通过电缆为等离子发生器供电；上位机实时监控低压直流电路；同一电源包含多个低压直流电路和高压击穿模块。

本发明具有如下优点：

1.多支路并联同时工作，电路总功率大，钻井效率高。

2.各高低压复合支路单独工作，互不干扰。

3.采用了功率因数校正，降低了谐波污染。

4.有较好的电磁兼容性。

附图说明

图1是本发明的多路高低压复合等离子钻井电源组成框图；

图2是本发明的多路高低压复合等离子钻井电源的电路结构示意图；

图3是本发明的多路高低压复合等离子钻井电源的高压击穿模块结构示意图；

图中，101、高压直流电路，102、低压直流电路，103、高压击穿模块，104、上位机，105、整流电路，106、功率因数校正电路，107、逆变电路，108、变压电路，109、二次整流电路，110、电流检测电路，111、PWM控制电路，112、等离子发生器，201、PFC控制器，202、电流传感器；Q1～Q6、功率开关元件，T1～T3、高频脉冲变压器，D1～D3、二极管，L1～L2、电感，C1～C2、电容，FD、火花放电器。

具体实施方案