[实用新型]一种油气井下无线电能传输装置

权利要求书

1.一种油气井下无线电能传输装置，其特征在于：包括在油气井下与负载(15)连接的无线电能接收机构和与所述无线电能接收机构配合的无线电能发射机构；所述无线电能发射机构包括电源机构和与所述电源机构连接的电能发射机构，所述电源机构包括第一保护筒(1)、设置在第一保护筒(1)的一端的第一安装盖和设置在第一保护筒(1)的另一端的第一密封盖(18)；所述第一保护筒(1)内部设置有第一电路板(19)，所述第一电路板(19)上集成有微控制器(17)和依次连接的电池组(4)、超级电容充放电电路(16)、超级电容组(5)和逆变电路(6)，超级电容充放电电路(16)和逆变电路(6)通过微控制器(17)控制。

2.按照权利要求1所述的一种油气井下无线电能传输装置，其特征在于：所述电能发射机构包括中空结构的第二保护筒(2)，第二保护筒(2)通过所述第一安装盖与第一保护筒(1)连接，所述第二保护筒(2)内部设置有发射线圈骨架(11)，发射线圈骨架(11)的一端与所述第一安装盖几何中心连接，所述发射线圈骨架(11)为圆筒形线圈骨架，所述圆筒形线圈骨架外表面上盘卷有发射线圈(12)，所述发射线圈(12)与逆变电路(6)的输出端连接，所述发射线圈(12)与第二保护筒(2)内壁之间形成气隙(13)。

3.按照权利要求2所述的一种油气井下无线电能传输装置，其特征在于：所述无线电能接收机构包括依次连接的接收机构和输出机构，所述输出机构包括第三保护筒(3)，所述第三保护筒(3)的一端设置有第二安装盖，第三保护筒(3)的另一端设置有第二密封盖(22)，所述第三保护筒(3)内部设置有第二电路板(20)，所述第二电路板(20)上集成有整流电路模块(14)，整流电路模块(14)的输出端与负载(15)连接，所述接收机构包括与发射线圈骨架(11)配合的内保护套筒(9)，所述内保护套筒(9)通过所述第二安装盖与第三保护筒(3)连接，所述内保护套筒(9)内部设置有磁芯(7)，所述磁芯(7)为圆柱形磁芯，所述圆柱形磁芯的一端安装在第二安装盖的几何中心位置处，所述圆柱形磁芯上盘卷有接收线圈(8)，所述接收线圈(8)与整流电路模块(14)的输入端连接，内保护套筒(9)远离第二安装盖的一端设置有用于密封内保护套筒(9)的内端盖(21)，所述内端盖(21)、内保护套筒(9)、接收线圈(8)和第二安装盖之间形成空腔，所述空腔内设置有油水介质(10)。

4.按照权利要求2所述的一种油气井下无线电能传输装置，其特征在于：所述超级电容充放电电路(16)包括充电芯片U1，所述充电芯片U1为LT3796充电芯片，所述充电芯片U1的第23引脚、第24引脚和第25引脚均与电源，所述充电芯片U1的第26管脚经电阻RSNS1与电源连接，所述充电芯片U1的第27管脚经电阻R1与电源连接，所述充电芯片U1的第19管脚与NMOS晶体管M1的栅极连接，NMOS晶体管M1的电极与NMOS晶体管M1的源极连接，NMOS晶体管M1的源极经电阻RSNS3接地，NMOS晶体管M1的漏极分两路，一路与互感器的初级绕组L1A的同名端连接，另一路经依次连接的电容C2和电容C3与互感器的次级绕组L1B的同名端连接；互感器的初级绕组L1A的异名端与所述充电芯片U1的第26管脚和电阻RSNS1的连接端连接，互感器的次级绕组L1B的异名端接地，电容C3和互感器的次级绕组L1B的同名端的连接端依次经二极管D1、电阻R8和电阻R9接地，二极管D1和电阻R8的连接端分两路，一路与所述充电芯片U1的第1管脚连接，另一路经电阻RSNS2与所述充电芯片U1的第2管脚连接，电阻R8和电阻R9的连接端与所述充电芯片U1的第7管脚连接，所述充电芯片U1的第2管脚分两路，一路经电阻R14与三极管Q2的集电极连接，另一路与PMOS晶体管M2的漏极连接；三极管Q2的基极经电阻R13与微控制器(17)的输出端连接，三极管Q2的发射极接地，PMOS晶体管M2的栅极与三极管Q2的集电极连接，PMOS晶体管M2的源极为所述充电芯片U1的输出端；所述充电芯片U1的第5引脚、第15引脚、第16引脚和第28引脚均与微控制器(17)连接，所述充电芯片U1的第28引脚与所述充电芯片U1的第6引脚连接；所述充电芯片U1的输出端与超级电容组(5)的输入端连接。

5.按照权利要求4所述的一种油气井下无线电能传输装置，其特征在于：所述逆变电路(6)包括晶体管Q5、晶体管Q6、晶体管Q7和晶体管Q8，所述晶体管Q5和晶体管Q6均为IRFR5305场效应管，晶体管Q7和晶体管Q8均为IRFR1205场效应管，所述晶体管Q5的栅极分两路，一路与三极管Q3的集电极连接，另一路经电阻R18与超级电容组(5)的输出端连接；三极管Q3的基极与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与微控制器(17)的输出端连接，三极管Q3的发射极接地，所述晶体管Q5的漏极与超级电容组(5)的输出端连接，所述晶体管Q5的源极分两路，一路与二极管D4的阳极连接，另一路与晶体管Q7的漏极连接，二极管D4的阴极与超级电容组(5)的输出端连接，二极管D4上并联有电容C11；晶体管Q7的源极分两路，一路与二极管D6的阳极连接，另一路与晶体管Q8的源极连接，二极管D6的阴极与晶体管Q7的漏极连接，二极管D6上并联有电容C14；晶体管Q8的源极与二极管D7的阳极连接，二极管D7的阴极与晶体管Q8的漏极连接，二极管D7上并联有电容C15，晶体管Q8的栅极与电阻R19的另一端连接，晶体管Q8的漏极与晶体管Q6的源极连接，晶体管Q6的源极与二极管D5的阳极连接，二极管D5的阴极与晶体管Q6的漏极连接，二极管D5上并联有电容C12，晶体管Q6的漏极与超级电容组(5)的输出端连接，晶体管Q6的栅极分两路，一路经电阻R17与超级电容组(5)的输出端连接，另一路与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端分别与微控制器(17)的输出端和晶体管Q7的栅极连接，所述晶体管Q5的源极与发射线圈(12)的一端连接，晶体管Q8的漏极与发射线圈(12)的另一端连接，发射线圈(12)上并联有电容C13。