CN202957765U - 一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源 - Google Patents

一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源 Download PDF

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周好斌
周勇
徐向前
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Abstract

一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源，开关直流电源与系统集中控制单元相连，参数输入键和显示器与系统集中控制单元相连，系统集中控制单元与接触器驱动电路、输入电压电流采集单元、全桥式一次逆变驱动单元、隔离处理电路、电压采集单元、全桥式二次逆变驱动单元、电流采集单元、数据接口电路、主电路进线接触器、工频整流单元、全桥式一次逆变器、变压器、高频整流单元、全桥式二次逆变器、输出整流单元、数据接口电路相连；电源的一次逆变部分实现电气隔离和电压变换，其输出通过高频整流单元整流获得电压可调的直流恒压电源，一次逆变部分使得直流变为脉冲，实现脉冲参数的调节。

Description

一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源
技术领域
本实用新型涉及腐蚀与防护技术领域，特别涉及一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源。
背景技术
电化学阴极保护是一项在地下钢结构及管道工程中既有效又经济的防腐技术，其本质是以消耗电能(外电流)或化学能（牺牲阳极）为代价来实现的。油井套管阴极保护也是采用电化学阴极保护技术实现的。传统的油井套管阴极保护系统电源采用的是直流电源，其缺点是套管保护深度不够，电流、电位分布不均匀，且需要使用较大的外加电流。近期的研究表明采用脉冲直流电源阴极保护系统在这些方面优于普通的直流电源。由于脉冲电源具有更强的穿透力，能够提供更大的输出电流，而且可以在较大范围内进行调节，使其在套管阴极保护方面更有前途。但是这样的产品却没有随应而生。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源，基于二次逆变，该电源具有更强的电流穿透力，能够提供更大的输出电流，而且可以在较大范围内进行调节，使其在套管阴极保护方面更有前途。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源，包括用于控制系统供电的开关直流电源1，开关直流电源1与系统集中控制单元3电源接口相连接，参数输入键4和显示器2的信号端分别与系统集中控制单元3相连接，系统集中控制单元3的信号端同时分别与接触器驱动电路5、输入电压电流采集单元6、全桥式一次逆变驱动单元7、隔离处理电路8、电压采集单元9、全桥式二次逆变驱动单元10、电流采集单元11和数据接口电路19的信号端相连接；隔离处理电路8的输入输出端分别与全桥式一次逆变驱动单元7的输入端和电压采集单元9的输出端相连接；接触器驱动电路5的输出端与主电路进线接触器12的信号端相连接，输入电压电流采集单元6的信号入口端与工频整流单元13的信号采集传感器输出端相连接，全桥式一次逆变驱动单元10的输出端与全桥式一次逆变器14的驱动输入端相连接，电压采集单元9的信号入口端与高频整流单元16的信号采集传感器输出端相连接，全桥式二次逆变驱动单元10的输出端与全桥式二次逆变器17的驱动输入端相连接，电流采集单元11的信号入口端与输出整流单元18的信号采集传感器输出端相连接；主电路进线接触器12的输出端与工频整流单元13的输入端相连接，工频整流单元13的输出端与全桥式一次逆变器14的输入端相连接，全桥式一次逆变器14的输出端与变压器15的输入端相连接，变压器15的输出端与高频整流单元16的输入端相连接，高频整流单元16的输出端与全桥式二次逆变器17的输入端相连接，全桥式二次逆变器17的输出端与输出整流单元18的输入端相连接。
一次逆变部分实现电气隔离和电压变换，其输出通过高频整流单元16整流获得电压可调的直流恒压电源。二次逆变部分使得直流变为脉冲，实现脉冲参数的调节，这种结构的电源与传统的晶闸管整流电源相比具有输出参数控制准确，动特性好，效率高，体积小，重量轻等优点。
附图说明
附图是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做详细叙述。
参照附图，一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源，包括用于控制系统供电的开关直流电源1，开关直流电源1与系统集中控制单元3电源接口相连接，参数输入键4和显示器2的信号端分别与系统集中控制单元3相连接，系统集中控制单元3的信号端同时分别与接触器驱动电路5、输入电压电流采集单元6、全桥式一次逆变驱动单元7、隔离处理电路8、电压采集单元9、全桥式二次逆变驱动单元10、电流采集单元11和数据接口电路19的信号端相连接；隔离处理电路8的输入输出端分别与全桥式一次逆变驱动单元7的输入端和电压采集单元9的输出端相连接；接触器驱动电路5的输出端与主电路进线接触器12的信号端相连接，输入电压电流采集单元6的信号入口端与工频整流单元13的信号采集传感器输出端相连接，全桥式一次逆变驱动单元10的输出端与全桥式一次逆变器14的驱动输入端相连接，电压采集单元9的信号入口端与高频整流单元16的信号采集传感器输出端相连接，全桥式二次逆变驱动单元10的输出端与全桥式二次逆变器17的驱动输入端相连接，电流采集单元11的信号入口端与输出整流单元18的信号采集传感器输出端相连接；主电路进线接触器12的输出端与工频整流单元13的输入端相连接，工频整流单元13的输出端与全桥式一次逆变器14的输入端相连接，全桥式一次逆变器14的输出端与变压器15的输入端相连接，变压器15的输出端与高频整流单元16的输入端相连接，高频整流单元16的输出端与全桥式二次逆变器17的输入端相连接，全桥式二次逆变器17的输出端与输出整流单元18的输入端相连接。
本实用新型的工作原理为：
工作时开关直流电源1给控制系统供电，通过参数输入键4和显示器2，以及系统集中控制单元3完成对电源的工作模式、工作过程和参数进行设置和控制操作，通过显示器2对工作状态和参数进行监控。系统集中控制单元3分别通过接触器驱动电路5、全桥式一次逆变驱动单元7、全桥式二次逆变驱动单元10、来分别控制主电路进线接触器12、全桥式一次逆变器14、全桥式二次逆变器17。工频整流单元13、高频整流单元16、输出整流单元18分别通过输入电压电流采集单元6、电压采集单元9、电流采集单元11完成对各电参数的采集。通过隔离处理电路8完成变压器两端电信号的交换。变压器15实现电压的变换和电气隔离。数据接口电路19实现电源与其它设备的数据交换。
工作时一次逆变部分实现电气隔离和电压变换，其输出通过高频整流单元16整流获得电压可调的直流恒压电源。二次逆变部分使得直流变为脉冲，实现脉冲参数的调节。
这种结构的电源与传统的晶闸管整流电源相比具有输出参数控制准确，动特性好，效率高，体积小，重量轻等优点。

Claims (1)

1.一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源，其特征在于，包括用于控制系统供电的开关直流电源（1），开关直流电源（1）与系统集中控制单元（3）电源接口相连接，参数输入键（4）和显示器（2）的信号端分别与系统集中控制单元（3）相连接，系统集中控制单元（3）的信号端同时分别与接触器驱动电路（5）、输入电压电流采集单元（6）、全桥式一次逆变驱动单元(7)、隔离处理电路(8)、电压采集单元（9）、全桥式二次逆变驱动单元（10）、电流采集单元（11）和数据接口电路（19）的信号端相连接；隔离处理电路（8）的输入输出端分别与全桥式一次逆变驱动单元（7）的输入端和电压采集单元（9）的输出端相连接；接触器驱动电路（5）的输出端与主电路进线接触器（12）的信号端相连接，输入电压电流采集单元（6）的信号入口端与工频整流单元（13）的信号采集传感器输出端相连接，全桥式一次逆变驱动单元（7）的输出端与全桥式一次逆变器（14）的驱动输入端相连接，电压采集单元（9）的信号入口端与高频整流单元（16）的信号采集传感器输出端相连接，全桥式二次逆变驱动单元(10)的输出端与全桥式二次逆变器(17)的驱动输入端相连接，电流采集单元(11)的信号入口端与输出整流单元(18)的信号采集传感器输出端相连接；主电路进线接触器(12)的输出端与工频整流单元(13)的输入端相连接，工频整流单元(13)的输出端与全桥式一次逆变器(14)的输入端相连接，全桥式一次逆变器（14）的输出端与变压器（15）的输入端相连接，变压器（15）的输出端与高频整流单元（16）的输 入端相连接，高频整流单元（16）的输出端与全桥式二次逆变器（17）的输入端相连接，全桥式二次逆变器（17）的输出端与输出整流单元（18）的输入端相连接。 
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104393764A (zh) * 2014-12-08 2015-03-04 西安石油大学 一种油井套管阴极保护专用脉冲恒电位电源及其构建方法
CN104451704A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 西安石油大学 一种脉冲恒电位电源的电位检测采集系统
CN104532263A (zh) * 2015-01-09 2015-04-22 西安石油大学 基于脉冲电流供电的油井套管阴极保护系统及其构建方法
CN104562043B (zh) * 2015-01-09 2017-07-07 西安石油大学 基于脉冲电流的油井套管阴极保护系统及电极布位方法

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