CN109707367A - 一种测井用单芯供电井下电源冗余设计系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种测井用单芯供电井下电源冗余设计系统及方法，所述系统包括：至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电，使得当电缆芯线为正，外壳为负时，电源电路A正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，电源电路B正常工作，为井下非电源电路供电。本发明的优点是：实现简单，少量增加成本条件下可将测井用井下电源寿命增加一倍，有效提高井下电源电路的长期可靠性。有效解决了由于高温环境导致的智能配水器电源电路使用寿命不足的问题。

Description

一种测井用单芯供电井下电源冗余设计系统及方法

技术领域

本发明涉及一种测井用单芯供电井下电源冗余设计系统及方法。

背景技术

测井仪器是油田开采过程中的常用设备。通过对测井仪器的合理使用，可有效提高开采效率，降低不合理能耗，为油田开采方带来较高的经济效益。

测井仪器种类较多，其中一种为永置式测井仪；该类仪器通过单芯电缆供电，并且通过作业方式随管柱下井；其使用过程中的安装或更换过程费用高；因此，油田用户对该类测井仪器的长期可靠性及使用寿命有着更高的要求。此外，测井仪工作于井下，环境温度高达150℃；长期的高温环境严重制约了测井仪器电源电路的使用寿命，也因此缩短了测井仪器的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其有效解决了由于高温环境导致的智能配水器电源电路使用寿命不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，包括：至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电，使得当电缆芯线为正，外壳为负时，电源电路A正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，电源电路B正常工作，为井下非电源电路供电。

本发明的另一目的在于提供一种测井用单芯供电井下电源冗余设计方法，其特征在于，包括：

设置至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电；

通过改变单芯电缆芯线和外壳的供电极性在电源电路A和B之间进行切换，使得当电缆芯线为正，外壳为负时，电源电路A正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，电源电路B正常工作，为井下非电源电路供电。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

实现简单，包括：至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电两电源电路功能完全相同，分别称为A和B，采用少量器件进行隔离处理后，当电缆芯线为正，外壳为负时，A电路正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，B电路正常工作，为井下非电源电路供电。该设计方法简单，少量增加成本条件下可将测井用井下电源寿命增加一倍，有效提高井下电源电路的长期可靠性。有效解决了由于高温环境导致的智能配水器电源电路使用寿命不足的问题。

附图说明

图1是本发明的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方案对本发明作进一步详细描述，但这些实施实例仅在于举例说明，并不对本发明的范围进行限定。

请参照图1，本发明的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，包括：至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电，使得当电缆芯线为正，外壳为负时，电源电路A正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，电源电路B正常工作，为井下非电源电路供电。

在一个实施例中，所述电源电路A的第一端连接单芯电缆芯线，第二端连接单芯电缆外壳，第三端连接仪器电路正极。

在一个实施例中，所述电源电路A包括隔离电源，所述第一隔离电源的第一端连接二极管D1的负极，D1的正极连接单芯电缆芯线。

在一个实施例中，所述第一隔离电源的第二端连接二极管D3的正极。

在一个实施例中，所述第一隔离电源的第三端连接二极管D2的正极，D2的负极连接仪器电路正极。

在一个实施例中，所述电源电路B的第一端连接单芯电缆芯线，第二端连接单芯电缆外壳，第三端连接仪器电路负极。

在一个实施例中，所述电源电路B包括第二隔离电源，所述隔离电源的第一端连接二极管D1的负极，D1的正极连接D3的负极。

在一个实施例中，所述第二隔离电源的第二端连接二极管D3的正极，D3的负极连接单芯电缆芯线。

在一个实施例中，所述第二隔离电源的第三端连接二极管D2的正极，D2的负极连接仪器电路负极。

在一个实施例中，本发明井下电源电路由两个完全相同的电源电路A和B构成，两者之间通过简单的隔离处理电路连接，整个供电工作过程中，两电路互不影响，也不影响井下仪器内的其余电路。通过该设计，理论上，可将井下仪器电源电路工作寿命增加1倍。

在一个实施例中，本发明A、B两电源电路采用同一单芯电缆供电，无需增加额外的供电线缆。

在一个实施例中，本发明两电源之间的切换过程简单；需从A电源电路切换为B电源电路工作时，只需通过改变单芯电缆芯线和外壳的供电极性即可；反之也然。

在一个实施例中，本发明采用两相同隔离电源及少量外围器件构成，成本增加较少。

本发明还提供一种测井用单芯供电井下电源冗余设计方法，包括：设置至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电；通过改变单芯电缆芯线和外壳的供电极性在电源电路A和B之间进行切换，使得当电缆芯线为正，外壳为负时，电源电路A正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，电源电路B正常工作，为井下非电源电路供电。

在一个实施例中，如图1所示。电路A与电路B为两完全相同的电路，均由一隔离开关电源与三个二极管构成。当电路A与电路B按附图1所示连接关系连接好后，当电缆芯线接地面供电电源正极，电缆壳体接负时，电路A中的D1与D3导通，对电路A中的隔离电源形成供电回路，此时电路A中的隔离电源正常工作，并通过其D2对井下仪电路供电；与此同时，电路B中的D1与D2处于反向截止状态，此时电路B中的隔离电源由于没能形成供电回路处于非工作状态，电路B中的D2电路B中的电源与电路A中的电源隔离开来，使正常工作的A电路输出不受非工作状态的B电路的影响。反之，当单芯电缆壳体接地面供电电源正极，芯线接负极时，B电路正常工作，B电路上的电源通过其D2对井下仪器电路供电。

在一个实施例中，本发明利用电源电路中的D1和D3两个二极管，以及如图1所示的输入连接关系实现A、B两电路互为备份关系的冗余设计。

在一个实施例中，本发明电路中的D3将两电路输出隔离开，使正常工作的电源电路不受非工作状态的电源电路的影响。

在一个实施例中，本发明电路中应用隔离电源，使得电源电路输出负与仪器外壳即单芯电缆外壳连接条件下，单芯电缆外壳供正、芯线供负的电压时也不会影响井下仪器内的非电源电路。

本发明实现了以下有益的技术效果：

实现简单，包括：至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电两电源电路功能完全相同，分别称为A和B，采用少量器件进行隔离处理后，当电缆芯线为正，外壳为负时，A电路正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，B电路正常工作，为井下非电源电路供电。该设计方法简单，少量增加成本条件下可将测井用井下电源寿命增加一倍，有效提高井下电源电路的长期可靠性。有效解决了由于高温环境导致的智能配水器电源电路使用寿命不足的问题。

本发明虽然已选取较好实施例公开如上，但并不用于限定本发明。显然，这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。任何本领域研究人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可采用上述公开实施例中的设计方式和内容对本发明的研究方案进行变动和修改，因此，凡是未脱离本发明方案的内容，依据本发明的研究实质对上述实施例所作的任何简单修改，参数变化及修饰，均属于本发明方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，包括：至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电，使得当电缆芯线为正，外壳为负时，电源电路A正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，电源电路B正常工作，为井下非电源电路供电。

2.根据权利要求1所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述电源电路A的第一端连接单芯电缆芯线，第二端连接单芯电缆外壳，第三端连接仪器电路正极。

3.根据权利要求2所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述电源电路A包括隔离电源，所述第一隔离电源的第一端连接二极管D1的负极，D1的正极连接单芯电缆芯线。

4.根据权利要求3所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述第一隔离电源的第二端连接二极管D3的正极。

5.根据权利要求4所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述第一隔离电源的第三端连接二极管D2的正极，D2的负极连接仪器电路正极。

6.根据权利要求1所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述电源电路B的第一端连接单芯电缆芯线，第二端连接单芯电缆外壳，第三端连接仪器电路负极。

7.根据权利要求4所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述电源电路B包括第二隔离电源，所述隔离电源的第一端连接二极管D1的负极，D1的正极连接D3的负极。

8.根据权利要求7所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述第二隔离电源的第二端连接二极管D3的正极，D3的负极连接单芯电缆芯线。

9.根据权利要求8所述的测井用单芯供电井下电源冗余设计系统，其特征在于，所述第二隔离电源的第三端连接二极管D2的正极，D2的负极连接仪器电路负极。

10.一种测井用单芯供电井下电源冗余设计方法，其特征在于，包括：

设置至少两个相同的电源电路A和B，所述电源电路A和B之间通过隔离处理电路进行连接，所述电源电路A和电源电路B采用同一单芯电缆供电；

通过改变单芯电缆芯线和外壳的供电极性在电源电路A和B之间进行切换，使得当电缆芯线为正，外壳为负时，电源电路A正常工作，为井下非电源电路供电，当芯线为负，外壳为正时，电源电路B正常工作，为井下非电源电路供电。