CN103280983A

CN103280983A - 一种用于石油测井的电缆地层测试器的电源系统

Info

Publication number: CN103280983A
Application number: CN2013101609898A
Authority: CN
Inventors: 游占华; 陈宝; 刘付火; 何绪新
Original assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum Logging Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum Logging Co Ltd
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种用于石油测井的电缆地层测试器的电源系统，包括：变频电源，用于将低频交流供电转换为直流并逆变为中频交流电；中频电源变压器，用于将通过长电缆自所述变频电源输送而来的中频交流电进行降压；整流滤波电路，用于将所述中频电源变压器降压后的交流电转换为直流输出。本发明与现有技术相比，可有效减小井下电源电压纹波。

Description

一种用于石油测井的电缆地层测试器的电源系统

技术领域

本发明涉及石油测井领域电缆地层测试器仪器，特别涉及井下大功率供电的电源系统。

背景技术

在石油测井领域电缆地层测试技术是在油气勘探中验证储层流体性质、划分油水、油气界面，求取地层产能最为直接最为有效的方法。是为确定油藏品质和生产潜力、制定合理开发方案提供依据的主要技术之一。地层测试器仪器中的电源系统主要为井下各模块中的电子线路提供电源。

目前国内外对地层测试器电源系统采用的交流供电频率为50Hz或者60Hz。这样使得井下大功率电源变压器的体积较大，因此会使的井下电源短节长度较长。同时在把交流电整流成直流电时，特别是直流输出在输出大功率时会产生较大的电压纹波。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种更为稳定的井下电源电压的电源系统。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于石油测井的电缆地层测试器的电源系统，包括：

变频电源，用于将低频交流供电转换为直流并逆变为中频交流电；

中频电源变压器，用于将通过长电缆自所述变频电源输送而来的中频交流电进行降压；

整流滤波电路，用于将所述中频电源变压器降压后的交流电转换为直流输出。

其中，还包括将所述整流滤波电路的输出反馈至所述变频电源的反馈电路。

其中，所述反馈电路包括：

采样电路，用于对所述整流滤波电路的输出电压进行采样并将采样模拟信号转换为数字信号；

通信传输线路，用于作为所述采样电路所采集的数字信号的传输通道；

处理控制系统，用于对通过所述通信传输线路所采集的采样信号进行分析并据以调整所述变频电源的输出。

其中，若所述采样信号低于预设值时，则所述处理控制系统调大所述变频电源的输出。

其中，所述逆变后的中频交流电的频率为150Hz～650Hz。

其中，所述逆变后的中频交流电的频率为400Hz。

其中，所述逆变后的中频交流电电压小于等于900V。

其中，所述中频电源变压器模块的初级输入电压为380V，次级输出为50V。

其中，所述变频电源位于地面上。

其中，所述处理控制系统位于地面上。

本发明与现有技术相比，本发明由于采用提高输电频率的方法来进行电力传输，因而可以减小井下电源电压纹波，也可减小井下电源变压器的体积，从而缩短了井下电源短节的长度；另外，由于电力频率提高后在输出相同功率时，可明显减少整流滤波电路中的平滑滤波电容的使用个数，从而可以降低成本。

附图说明

图1是本发明一种用于石油测井的电缆地层测试器的电源系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

参考图1，图示了本发明一种用于石油测井的电缆地层测试器的电源系统的一个实施例。如图所示，包括变频电源1、长电缆传输线路2、中频电源变压器3、整流滤波电路4、采样电路5、通信传输线路6、处理控制系统7。

其中，本实施例中，所述变频电源1和处理控制系统7作为应用于石油测井环境来说，二者位于地面上，属于地面设备。而所述中频电源变压器3和采样电路5则处于地面下，属于井下设备。当然，这仅为本发明的一个实施例，所述各个设备放置于地面或是井下可以根据需要进行调整，这不应限制本发明。

所述变频电源1用于将市政供电（220V，50Hz）进行整流滤波产生直流输出，然后将该直流输出逆变为中频交流电，电压可在0V～900V之间。所述中频交流电的频率范围优选的可以在150Hz到650Hz之间，例如150Hz、240Hz、350Hz、400Hz、500Hz、550Hz、600Hz等；而其电压值则可以是100V、200V、300V、400V、500V、600V、700V、800V、900V等。可以理解，由于井下大功率设备的用电功率较大，通过长距离电缆输电后在电缆上的损耗较大，因此应该在可能的基础上尽可能提高供电电压，这样可以降低在输电电缆上的损耗。

所述长电缆传输线路2用于将所述变频电源1所输出的中频交流电传输至位于井下的中频电源变压器3，其实现一个电力耦合作用；当然，在成本可能的情况下，也可以采用无线电力传输，这仍在本发明的保护范围中。

所述中频电源变压器3用于将所述长电缆传输线路2传输而来的中频交流电进行降压。其中，该中频电源变压器3的初级线圈连接所述长电缆传输线路2，次级线圈输出降压后的交流电。例如，当变频电源1输出的传输电力为400Hz、600V时，经过所述长电缆传输线路2的传输损耗后，所述中频电源变压器3的初级线圈的输入电压为380V，再经过降压后次级线圈输出50V交流电。

所述整流滤波电路4用于将所述中频电源变压器3的降压后的交流输出转换为直流输出，从而为井下的设备供电。

所述采样电路5用于采集所述整流滤波电路4的输出电流/电压，并将其转换为数字信号通过所述通信传输线路6传输至地面设备处理控制系统7，该处理控制系统7根据所采集的数据对所述变频电源1进行调整，如此便构成一个反馈控制。而所述采样电路5、通信传输线路6、处理控制系统7则共同构成了反馈电路。

其中，当处理控制系统7判断所述采样数据的值低于预设值（或者是预设区间），则控制所述变频电源1提高输出电压来实现反馈控制。一个例子如下以便于理解，仍接续上文变频电源1输出600V，中频电源变压器3的输入为380V，输出为50V的例子，当井下设备用电功率变大时（例如由于井下电机在工作有启动、停止、负载变化或堵转等几种状态，在这几种状态工作过程中，井下电子仪器对电源功率的需求变化很大，在驱动大功率负载时，直流输出的波动也较大），则此时长电缆传输线路2上的电流变大，从而其上的压降也变大，这样就导致600V的输出实际传输到中频电源变压器3的输入端低于380V，从而后续的降压整流滤波输出也低于50V。当所述采样电路5采集到该电压值后，传输至所述处理控制系统7，该处理控制系统7经过与预设值比较判断认为当前的电压值过低，则调高所述变频电源1的输出，使其大于600V，如此便可以通过反馈控制保证中频电源变压器3的输入端为380V，进而保证最终的直流供电电压在50V，从而维持井下设备的正常运转。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种用于石油测井的电缆地层测试器的电源系统，包括：

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，还包括将所述整流滤波电路的输出反馈至所述变频电源的反馈电路。

3.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于，所述反馈电路包括：

4.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，若所述采样信号低于预设值时，则所述处理控制系统调大所述变频电源的输出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源系统，其特征在于，所述逆变后的中频交流电的频率为150Hz～650Hz。

6.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，所述逆变后的中频交流电的频率为400Hz。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的电源系统，其特征在于，所述逆变后的中频交流电电压小于等于900V。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的电源系统，其特征在于，所述中频电源变压器模块的初级输入电压为380V，次级输出为50V。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的电源系统，其特征在于，所述变频电源位于地面上。

10.根据权利要求3或4所述的电源系统，其特征在于，所述处理控制系统位于地面上。