【技术实现步骤摘要】
所属的技术人员知道，本申请可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本申请还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram),只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。
技术介绍
1、随着世界对于油气需求量的增加和常规油气藏的开发，
2、随钻测量(measurement while drilling，mwd)系统是连续监测钻井轨迹不可或缺的仪器，钻井过程中随钻仪器面临的耐高温问题日益突出，在井下超高温环境下仪器能否高效可靠供电将直接影响到整个井下仪器系统的工作可靠性。据统计，随钻仪器电路工作失效原因中电源故障约占30％，可见耐高温、可靠性高的井下电源模块是深层超深层能否钻探成功的关键因素之一。
3、另外，由于随钻井下需要和mwd数据传输的要求，井下电源需要给泥浆脉冲器等井下大功率设备提供电源，电源驱动功率需要达到600w-3kw，或者更高的功率输出需要。由于输出功率大，使得不仅功率开关管和整流管的大电应力问题难以处理，同时由于系统损耗而造成的散热问题也难以解决。特别是在高温环境下，即使电路系统中的元器件使用特定的高温器件，高损耗会导致严重的温升问题。这会导致严重的后果：如若不注意控制温升，系统的温度很可能会超过器件的耐温值，这会影响元器件的使用寿命，更严重的，会导致系统故障。
4、在钻井的过程中，要实时传输井下工具状态、获取第一手地层信息、实时控制井下工具都离不开可长时间工作在高环境温度的电源。电源的安全可靠工作是整个随钻工具可靠工作的前提。从高温电源拓扑设计、系统高温应用改进方法和大功率电源温升改进算法等方面针对随钻高温大功率电源展开深入研究具有重要理论和现实意义。
技术实现思路
1、本申请提供了一种井下电源及功率控制方法，用以为石油天然气井下仪器在高温环境下提供可靠供电，保障仪器安全稳定工作。
2、第一方面，提供了一种井下电源，包括：井下涡轮发电机、三相整流滤波模块和欠压锁定过压保护模块，其中，
3、所述井下涡轮发电机，用于产生三相交流电；
4、所述三相整流滤波模块，用于对所述三相交流电进行整流滤波，得到直流电；
5、所述欠压锁定过压保护模块，用于对所述直流电进行欠压锁定和过压保护，并输出外部供电电压。
6、在上述技术方案中，通过设置井下涡轮发电机、三相整流滤波模块和欠压锁定过压保护模块，所述井下涡轮发电机，用于产生三相交流电；所述三相整流滤波模块，用于对所述三相交流电进行整流滤波，得到直流电；所述欠压锁定过压保护模块，用于对所述直流电进行欠压锁定和过压保护，并输出外部供电电压；能够满足随钻数据采集、mwd数据传输，为泥浆脉冲器等井下大功率设备提供电源，电源驱动功率需要达到600w-3kw，或者更高的功率输出需要。
7、在一个具体可实施方案中，还包括dc/dc变换模块，其中，
8、所述dc/dc变换模块，用于对所述外部供电电压进行dc/dc变换。
9、在一个具体可实施方案中，所述dc/dc变换模块包括：
10、36v输出dc/dc模块，用于输出36伏直流电；
11、24v输出dc/dc模块，用于输出24伏直流电。
12、在一个具体可实施方案中，还包括转速信号处理模块，其中，
13、所述转速信号处理模块与所述井下涡轮发电机电连接，用于对所述井下涡轮发电机的转速信号进行处理。
14、在一个具体可实施方案中，还包括内部电路供电模块，其中，
15、所述内部电路供电模块的输入端与所述欠压锁定过压保护模块电连接；
16、所述内部电路供电模块的输出端分别与所述36v输出dc/dc模块、所述24v输出dc/dc模块和所述转速信号处理模块电连接。
17、在一个具体可实施方案中，所述三相整流滤波模块中的滤波电容包括并联设置的10uf耐压240v耐温175℃电容。
18、在一个具体可实施方案中，所述三相整流滤波模块中的整流二极管的反向击穿电压不小于200v。
19、在一个具体可实施方案中，所述dc/dc变换模块包括线性稳压系统以及反馈和补偿网络，其中，
20、线性稳压系统，用于输出12伏直流电；
21、反馈和补偿网络，用于稳定输出电压。
22、在一个具体可实施方案中，所述井下电源采用多个buck子模块并联输出。
23、第二方面，提供了一种功率控制方法，包括以下步骤：
24、采用下垂控制算法对输出电流反馈电路进行设计；
25、利用所述输出电流反馈电路，对输出电压幅值以及输出阻抗特性进行调节，并对井下电源的输出功率进行调控。
26、在上述技术方案中，通过设置井下涡轮发电机、三相整流滤波模块和欠压锁定过压保护模块，所述井下涡轮发电机，用于产生三相交流电；所述三相整流滤波模块，用于对所述三相交流电进行整流滤波，得到直流电；所述欠压锁定过压保护模块，用于对所述直流电进行欠压锁定和过压保护，并输出外部供电电压；能够满足随钻数据采集、mwd数据传输，为泥浆脉冲器等井下大功率设备提供电源，电源驱动功率需要达到600w-3kw，或者更高的功率输出需要。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种井下电源，其特征在于，包括：井下涡轮发电机、三相整流滤波模块和欠压锁定过压保护模块，其中，
2.根据权利要求1所述的井下电源，其特征在于，还包括DC/DC变换模块，其中，
3.根据权利要求2所述的井下电源，其特征在于，所述DC/DC变换模块包括：
4.根据权利要求3所述的井下电源，其特征在于，还包括转速信号处理模块，其中，
5.根据权利要求4所述的井下电源，其特征在于，还包括内部电路供电模块，其中，
6.根据权利要求5所述的井下电源，其特征在于，所述三相整流滤波模块中的滤波电容包括并联设置的10Uf耐压240V耐温175℃电容。
7.根据权利要求6所述的井下电源，其特征在于，所述三相整流滤波模块中的整流二极管的反向击穿电压不小于200V。
8.根据权利要求7所述的井下电源，其特征在于，所述DC/DC变换模块包括线性稳压系统以及反馈和补偿网络，其中，
9.根据权利要求8所述的井下电源，其特征在于，所述井下电源采用多个BUCK子模块并联输出。
10.一种功率控制方法，其
...【技术特征摘要】
1.一种井下电源，其特征在于，包括：井下涡轮发电机、三相整流滤波模块和欠压锁定过压保护模块，其中，
2.根据权利要求1所述的井下电源，其特征在于，还包括dc/dc变换模块，其中，
3.根据权利要求2所述的井下电源，其特征在于，所述dc/dc变换模块包括：
4.根据权利要求3所述的井下电源，其特征在于，还包括转速信号处理模块，其中，
5.根据权利要求4所述的井下电源，其特征在于，还包括内部电路供电模块，其中，
6.根据权利要求5所述的井下电源，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春华，王家进，乔磊，曹冲，贾衡天，樊懿锋，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。