CN209881445U - 适用存储式测井仪器的电池管理器 - Google Patents

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廖勇
张志华
李良生
饶海涛
冯亦江
顾培文
龙景庆
张淼
胡如兵
范重新
郭瑞生
张学亮
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Abstract

本实用新型涉及一种适用存储式测井仪器的电池管理器，电池组一、电池组二分两路，一路接监测采集单元，一路分别接控制开关一、二，监测采集单元一、二采集数据传输至主控单元U2；电池组一为主控单元U2提供工作电源；主控单元U2分接控制开关一、二的通断；主控单元U2与输出端口、与通讯单元连接。本实用新型通过检测两电池组使用电量情况，最大限度延长每支电池的使用时间和效率，实现井下仪器工作电池处于一备一用状态的持续供电，并能最大化利用电池电量，提高电池的使用效率，防止电池过度使用，在井下高温情况下电池爆炸风险，解决水平井存储式测井仪器井下供电电量不足，延长仪器在井下的工作时间，从而满足超长水平井施工的要求。

Description

适用存储式测井仪器的电池管理器
技术领域
本实用新型涉及存储式测井仪器的技术领域，具体涉及一种适用存储式测井仪器的电池管理器。
背景技术
目前，在设备结构及使用环境的限定下，在存储式测井领域，随着深井、超深井愈来愈普及，如何解决存储式测井仪器井下供电，延长井下电池使用时间，从而减少起下钻频率，已成为当前急迫需要解决的问题。
传统的存储式仪器电池由于电池电量有限，在使用一段时间后，剩余电量无法满足再次完整施工，需要更换全新的电池，从而导致电池电量使用效率低，浪费严重；并且由于井下电池的特殊性，如果导致井下电池过放电，可能存在电池发生爆炸的风险。因此在保证仪器正常工作的前提下，急需一种既可以最大化的利用电池电量，且防止过放电的管理器，达到既能延长仪器在井下的工作时间，又能保证安全生产，从而满足现有施工的要求。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述技术现状，旨在提供一种能确保井下仪器在供电电池处于一备一用状态下的持续供电，能最大化利用电池电量，提高电池的使用效率的适用测井仪器的电池管理器。
本实用新型目的的实现方式为，适用存储式测井仪器的电池管理器，电池组一、电池组二分两路，第一路接监测采集单元，检测电池电量；第二路分别连接控制开关一、控制开关二，两开关输出端通过输出端口与测井仪器连接；监测采集单元一、二对电池组一与电池组二的电压采集数据传输至主控单元U2；电池组一连接供电单元模块稳稳压器U4、为主控单元U2提供工作电源；主控单元U2分接控制开关一、控制开关二的通断；主控单元U2与输出端口、与通讯单元连接。
本实用新型的两组电池组相互并联，通过各自的监测采集单元对其电量进行监测，数据输送到主控单元对其进行实时记录和计算，根据电池组使用情况，管理开关的通断和进行无间断切换、达到测井仪器电源处于一备一用状态，使测井仪器既可以最大化的利用电池量且防止过放电，达到既能延长测井仪器在井下的工作时间，又解决了因电池组过放电而产生爆炸的风险，实现对电池电量的最大化利用，进一步提高工作效率及电池组的使用效率。
本实用新型采用集成电源芯片，具有电压范围宽，纹波小，输出稳定可靠等优点，为电池管理设备在井下持续工作提供有力保障。
附图说明
图1是本实用新型电原理框图；
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面参照附图详述本实用新型。
参照图1,本实用新型的电池组一1、电池组二2分两路，第一路接监测采集单元，检测电池电量；第二路分别接控制开关一、控制开关二，两开关输出端口通过输出端口与测井仪器连接。电池组一接供电单元模块稳压器U4、为主控单元U2提供工作电源。主控单元U2分接控制开关一、控制开关二的通断。
参照图2，本实用新型的监测采集单元一3.1、监测采集单元二3.2由两个相同电路组成。监测采集单元一、二分别对电池组一1与电池组二2的电压进行采集监测，并将采集数据实时传输至主控单元U2(C8051F530)，主控单元U2进行计算和判断，控制开关一4、控制开关二6的通断。
其中，电池组一1的监测电路接电池组一电源正极，通过电阻R1和R2分压，从电阻R1和R2之间采集的电压值，通过输出端接口接入主控单元U2(C8051F530)的14脚，主控单元U2进行计算处理和实时记录。电池组一的检测电压接供电单元模块7稳压器U4(LTM8020)的Vcc端。通过U4稳压，产生5伏电源，输出给主控单元U2的6端，为主控单元提供工作电源。所提供的电源具有电压范围宽，纹波小，稳定可靠等优点，为本实用新型在井下持续工作提供电源。
电池组二与电池组一采集电压电路完全相同，电池组二采集电压值通过电阻R5和R6分压，通过输出端接口接到主控单元U2的10脚。
主控单元U2(C8051F530)接收到监测采集数据，当电池组一采集电压大于阀值设置电压时，主控单元U2的9端输出开关控制信号，开关一的场效应管Q1(SQ2308ES)导通，电阻R3与地连接，使得场效应管Q2(IRS5210)栅极和源极产生电位差，从而使场效应管Q2导通，控制开关一接通，使电池组一电源接到输出接口的6脚，再通过输出接口13脚给测井仪器供电。当电池组一采集电压小于阀值电压时，主控单元U2的9端停止输出控制信号，控制开关一断开，同时，主控单元U2的15端输出开关控制信号，控制开关二接通，电池组一停止对测井仪器供电，电池组二给测井仪器连续供电，以实现对测井仪器的持续供电。主控单元U2并对电池组使用状态进行实时记录。
本实用新型的输出端口选用矩形航空插头P1(J30JN-15ZKP73)，输出端口可根据使用仪器适配配套插口，达到兼容各种仪器的目的。矩形航空插头P1内部6针、14针和13针相连，其中6针连接控制开关一4与电池组一1正极相连，针14连接控制开关二6与电池组二2正极相连，形成电池组一1和电池组二2并联，13针与测井仪器连接，形成两电池组并联对存储式仪器供电。
矩形航空插头P1内部1针与12针、6针与7针之间相连。其中1针与监测采集单元二3.2连接，12针与主控单元U2的10脚连接，将监测采集单元二采样电压值输送到主控单元进行记录和计算；6针与监测采集单元一3.1连接，7针与主控单元U2的14脚连接，将监测采集单元一采样电压值输送到主控单元进行记录和计算。
矩形航空插头P1内部6针与14针与13之间相连。其中6针与开关一输出端连接，与电池组一正极连接，14针与开关二输出端连接，与电池组二正极连接，13针与测井仪器连接，形成两电池组并联给测井仪器供电。
矩形航空插头P1与上位机对接时，通过4针和10针与主控单元19脚和18脚连接，实现与主控单元U2建立通讯，获取电压数据及电池组实时状态，设置开关切换阀值电压及延时时间。通过上位机软件读取主控单元U2存储的各电池组电量参数和电池组的工作状态。
采用本实用新型测井后，如检查电池显示电池组一处在使用状态，则表示本实用新型未启开关切换，电池组一下次测井可继续使用。
测井后，如显示电池组二处于在用状态，则表示本实用新型已启动切换，电池组一电量已耗尽，下次测井电池组一不可再用，而电池组二在下次测井时，则应当作电池组一使用，并配接新电池组作为电池组二。
测井后，如电池组一、电池组二都是显示“电量低”，则表示两电池组都已电量耗尽，应采取保护性关闭，防止电池组过放产生电池爆炸危险。
本实用新型可以根据每组电池使用电量情况自动切换，实现测井仪器供电电池处于一备一用状态，确保对井下仪器持续供电。

Claims (3)

1.适用存储式测井仪器的电池管理器，其特征在于：电池组一、电池组二分两路，第一路接监测采集单元，检测电池电量；第二路分别连接控制开关一、控制开关二，两开关输出端通过输出端口与测井仪器连接；监测采集单元一、二对电池组一与电池组二的电压采集数据传输至主控单元U2；为主控单元U2提供工作电源；主控单元U2分接控制开关一、控制开关二的通断；主控单元U2与输出端口、与通讯单元连接。
2.根据权利要求1所述的适用存储式测井仪器的电池管理器，其特征在于：输出端口采用矩形航空插头P1。
3.根据权利要求2所述的适用存储式测井仪器的电池管理器，其特征在于：矩形航空插头P1内部1针与12针、6针与7针之间相连；其中1针与电池组2采样单元连接，12针与主控单元U2的10端连接，将电池组2采样电压值输送到主控单元进行记录和计算；6针与电池组1采样单元连接，7针与主控单元U2的14端连接，将电池组1采样电压值输送到主控单元进行记录和计算；矩形航空插头P1内部6针、14针和13针之间相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111537897A (zh) * 2020-04-29 2020-08-14 深圳市飞康德电子科技有限公司 一种能在高温环境下监控仪器中高温电池状态的模组

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CN111537897A (zh) * 2020-04-29 2020-08-14 深圳市飞康德电子科技有限公司 一种能在高温环境下监控仪器中高温电池状态的模组
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