【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深水油气资源勘探开发，具体涉及一种无线供电与通信装置及水下防喷器控制系统。
技术介绍
1、在深水油气资源勘探开发中，深水钻井防喷器组及控制系统是其中的关键设备，其主要作用是在发生井喷、井涌时控制井口压力，在台风等危险情况下能及时关闭井口，保证人员与设备安全，避免破坏油气资源和污染海洋环境。在当今的深水钻井防喷器组及控制系统应用中，下部隔水管总成与防喷器组之间的供电与通信通常采用湿式插拔连接器对接的方式，该物理插拔形式的供电与通信方式存在以下缺点：湿式插拔连接器的插头和插座之间是插针和孔的配合，存在水下环境插拔使用寿命低、对下部隔水管总成与防喷器组间对接装置的对接精度要求高、定位导向系统复杂等问题。湿式插拔连接器一旦出现对接失效，会造成供电和通信失败，影响水下防喷器系统作业的安全性。此外，湿式插拔连接器在水下环境插拔寿命低，需要定期更换，增加了作业成本。
2、因此，如何在现有深水钻井防喷器组及控制系统中应用一种经济性好、安全可靠性高、占用体积小且便于维护的供电与通信装置，成为深水油气资源勘探开发领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述水下环境插拔方式导致的使用寿命低、安全性低和更换成本较高问题的无线供电与通信装置及水下防喷器控制系统。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种无线供电与通信装置，包括：上端部分和下端部分；所述上端部分包括：电源模块、无线供电发射模块和上端无线网桥；所述下端部分包括：
3、其中，所述电源模块用于为无线供电发射模块和上端无线网桥提供直流供电；
4、所述无线供电发射模块用于通过内部线圈产生交变电磁场并发射至所述无线供电接收模块；
5、所述上端无线网桥与所述下端无线网桥通过彼此发射和接收无线电磁波信号建立通信桥梁；
6、所述无线供电接收模块用于接收所述无线供电发射模块的电磁场，并将所述电磁场转换为对应的交变感应电流并供应给用电设备以及所述下端无线网桥。
7、在一种可选的方式中，所述电源模块包括：直流电源电路；
8、所述无线供电发射模块包括：无线供电发射端主控芯片、发射线圈、逆变电路以及谐振电路；
9、所述无线供电接收模块包括：接收线圈、整流滤波电路以及稳压电路。
10、在一种可选的方式中，所述直流电源电路为所述无线供电发射端主控芯片和所述逆变电路提供对应电压的直流电；
11、所述无线供电发射端主控芯片用于以预设占空比的脉冲宽度调制信号对所述逆变电路中的mos管进行导通和关断控制，以产生交变信号；
12、所述谐振电路用于加强所述交变信号的稳定性；
13、所述发射线圈用于基于所述交变信号，产生交变电磁场并发射至所述接收线圈。
14、在一种可选的方式中，所述接收线圈用于将接收的交变电磁场转化为交变电流；
15、所述整流滤波电路用于对交变电流进行整流、滤波；
16、所述稳压电路用于对交变电流进行稳压，输出电能给用电设备和所述下端无线网桥。
17、在一种可选的方式中，所述逆变电路采用h桥式逆变电路，并设有四只mos管；
18、所述谐振电路采用rc谐振电路。
19、在一种可选的方式中，所述用电设备包括温度传感器以及压力传感器。
20、在一种可选的方式中，所述无线电磁波信号采用2.4g频段。
21、根据本专利技术的另一方面，提供了一种水下防喷器控制系统，包括：无线供电与通信装置、下部隔水管总成以及水下防喷器组；
22、其中，所述下部隔水管总成设置于所述水下防喷器组上方并相互连接；
23、所述无线供电与通信装置的上端部分设置于所述下部隔水管总成下方并相互连接；
24、所述无线供电与通信装置的下端部分设置于所述水下防喷器组上方并相互连接。
25、在一种可选的方式中，所述无线供电与通信装置的所述上端部分与所述下端部分相互贴合。
26、在一种可选的方式中，所述上端无线网桥用于：接收所述下部隔水管总成中的主控制器模块下发的通信报文，通过所述上端无线网桥与所述下端无线网桥之间的通信桥梁将通信报文传送给所述水下防喷器组的各传感器；
27、所述下端无线网桥用于：接收所述水下防喷器组的各传感器返回的通信报文，通过所述下端无线网桥与所述上端无线网桥之间的通信桥梁将通信报文回传给所述下部隔水管总成中的主控制器模块。
28、根据本专利技术提供的方案，采用无线电能传输方式进行无线供电，而非现有的水下无线充电技术，无需考虑电池储能方式带来的电池老化和电池更换带来的高成本等问题。可在深水3000米级别下实现无线通信与无线供电。相对于现有的湿式插拔连接器，具有成本低、安装布置方便、体积较小等优点，且无需考虑布线及线材破损带来的通信失败及漏电带来的安全问题。基于现有水下无线通信及无线电能传输技术容易受距离、障碍物等因素影响通信及电能传输质量，采用模块化集成布局方法，上端部分与下端部分相互贴合，从而无需考虑距离及障碍物带来的影响通信及无线充电质量的问题。同时具有承压能力强、耐久度高、供电效率高、整体密封好等效果。
29、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种无线供电与通信装置，用于水下防喷器控制系统，其特征在于，所述装置包括：上端部分和下端部分；所述上端部分包括：电源模块、无线供电发射模块和上端无线网桥；所述下端部分包括：无线供电接收模块和下端无线网桥；
2.根据权利要求1所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述电源模块包括：直流电源电路；
3.根据权利要求2所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述直流电源电路为所述无线供电发射端主控芯片和所述逆变电路提供对应电压的直流电；
4.根据权利要求2或3所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述接收线圈用于将接收的交变电磁场转化为交变电流；
5.根据权利要求2所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述逆变电路采用H桥式逆变电路，并设有四只mos管；
6.根据权利要求1所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述用电设备包括温度传感器以及压力传感器。
7.根据权利要求1所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述无线电磁波信号采用2.4G频段。
8.一种水下防喷器控制系统，其特征在于，包括权利要求1-
9.根据权利要求8所述的水下防喷器控制系统，其特征在于，所述无线供电与通信装置的所述上端部分与所述下端部分相互贴合。
10.根据权利要求8所述的水下防喷器控制系统，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种无线供电与通信装置，用于水下防喷器控制系统，其特征在于，所述装置包括：上端部分和下端部分；所述上端部分包括：电源模块、无线供电发射模块和上端无线网桥；所述下端部分包括：无线供电接收模块和下端无线网桥；
2.根据权利要求1所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述电源模块包括：直流电源电路；
3.根据权利要求2所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述直流电源电路为所述无线供电发射端主控芯片和所述逆变电路提供对应电压的直流电；
4.根据权利要求2或3所述的无线供电与通信装置，其特征在于，所述接收线圈用于将接收的交变电磁场转化为交变电流；
5.根据权利要求2所述的无线供电与通信...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋春旺，金学义，郭卫华，刘洪波，李波，龚军，宋林松，代峰，陈艳东，王攀，刘立兵，张少雷，郝斌，刘奇峰，
申请(专利权)人：中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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