一種整流逆變探管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種探管，特別地涉及一種用于井下智能鉆井的整流逆變探管。
【背景技術(shù)】
[0002]在井下智能鉆井工具中，探管一般安裝于中心鉆桿的鉆挺中，其上端通過螺旋線與泥漿發(fā)電機相連接，下端與泥漿旁通座相連接并引線連接到旋轉(zhuǎn)變壓器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決大功率電能和數(shù)據(jù)信號在中心鉆桿與不旋轉(zhuǎn)外套之間有效傳遞的問題，本發(fā)明提供一種能夠適應(yīng)旋轉(zhuǎn)導向鉆井工具結(jié)構(gòu)特點，具備結(jié)構(gòu)輕巧、性能可靠等特點的具備電能和數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼髂孀兲焦堋?br>[0004]所述整流逆變探管位于鉆井設(shè)備中心鉆桿的鉆挺中，其上端通過螺旋線與泥漿發(fā)電機相連接，其下端與泥漿旁通座相連接并引線連接到旋轉(zhuǎn)變壓器的原邊，所述整流逆變探管包括鍍青銅外殼、電路骨架和接頭，其中，所述電路骨架和所述接頭位于所述鍍青銅外殼中，在整流逆變探管的上端部還設(shè)有同軸插針，所述同軸插針與所述接頭相連接，其中，在所述電路骨架內(nèi)部設(shè)有整流逆變器和無線通信電路。
[0005]優(yōu)選的是，所述整流逆變器包括整流濾波電路、保護電路、PWM控制電路、全橋驅(qū)動電路、全橋變換電路、DCDC模塊電路以及諧振補償電路。
[0006]優(yōu)選的是，所述整流濾波電路與所述保護電路、所述全橋變換電路以及所述DCDC模塊電路之間電連接，所述保護電路與所述PWM控制電路之間電連接，所述DCDC模塊電路、所述PWM控制電路、所述全橋驅(qū)動電路、所述全橋變換電路以及所述諧振補償電路之間依次電連接。
[0007]優(yōu)選的是，所述整流逆變器配置地用于將泥漿發(fā)電機輸出的低頻三相交流信號通過PWM-ZVS控制轉(zhuǎn)換為高頻單相交流信號，并應(yīng)用串聯(lián)諧振補償提高與旋轉(zhuǎn)變壓器的耦合效率系數(shù)。
[0008]優(yōu)選的是，所述低頻三相交流信號被輸入到所述整流逆變器中，首先經(jīng)所述整流濾波電路轉(zhuǎn)換為直流電并且分別輸出給所述DCDC模塊電路、所述保護電路以及所述全橋變換電路中。
[0009]優(yōu)選的是，所述PWM控制電路由所述DCDC模塊電路供電，同時所述PWM控制電路向所述全橋驅(qū)動電路發(fā)出PWM脈沖控制信號。
[0010]優(yōu)選的是，所述保護電路配置地用于采集電壓電流并進行運算以形成保護信號，該保護信號可對所述PWM控制電路進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)生過壓過流情況便控制所述PWM控制電路關(guān)閉信號輸出。
[0011 ] 優(yōu)選的是，所述全橋變換電路接收到來自所述全橋驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動信號，對全橋開關(guān)器件依次進行開關(guān)控制，并通過全橋高頻正反導通從而使直流電轉(zhuǎn)換為高頻脈沖交流電并輸出至所述諧振補償電路，所述諧振補償電路對信號進行諧振補償控制最終輸出至旋轉(zhuǎn)變壓器的原邊側(cè)。
[0012]優(yōu)選的是，所述無線通信電路包括數(shù)據(jù)采集電路和射頻通信電路，其中，數(shù)據(jù)采集電路配置地用于采集泥漿指令、發(fā)電機頻率以及逆變器狀態(tài)等參數(shù)，然后將這些參數(shù)經(jīng)過2.4G高頻射頻調(diào)制為無線射頻信號傳輸給射頻通信電路，最終通過旋轉(zhuǎn)變壓器上纏繞的射頻天線發(fā)送給不旋轉(zhuǎn)外套里面的接收設(shè)備，同時也接收來自不旋轉(zhuǎn)外套里發(fā)送來的隨鉆狀態(tài)信息，從而實現(xiàn)中心鉆桿與不旋轉(zhuǎn)外套間的雙向數(shù)據(jù)通信，其中，射頻天線通過整流逆變探管端部的同軸插針伸出并纏繞在旋轉(zhuǎn)變壓器原邊上，與之對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)變壓器副邊天線由不旋轉(zhuǎn)外套里面的射頻電路伸出。
[0013]優(yōu)選的是，所有發(fā)熱功率器件均采用貼片封裝形式焊接在Imm厚的鋁基板上，鋁基板地面均勻涂抹導熱膠緊貼在整流逆變探管內(nèi)部的電路骨架結(jié)構(gòu)上，表面涂膠以固定元器件。
[0014]本發(fā)明涉及的整流逆變探管結(jié)合井下智能鉆井工具的結(jié)構(gòu)特點，具備輕型化、易安裝、強度高、可靠性強、實用性廣泛，適用于8.5寸，12寸，16寸等智能鉆井工具。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明涉及的整流逆變探管的位置示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明涉及的整流逆變探管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明涉及的整流逆變探管中的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖。
[0018]其中，1-鍍青銅外殼、2-電路骨架、3-接頭、4-同軸插針、5-整流濾波電路、6_保護電路、7-PWM控制電路、8-全橋驅(qū)動電路、9-全橋變換電路、1-D⑶C模塊電路、11 -諧振補償電路、12-數(shù)據(jù)采集電路、13-射頻通信電路、20-整流逆變探管、21-中心鉆桿、22-泥漿發(fā)電機、23-旋轉(zhuǎn)變壓器、24-不旋轉(zhuǎn)外套、25-泥漿發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0019]為了更好地說明本發(fā)明的意圖，下面結(jié)合附圖對本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進一步說明。
[0020]如圖1和2所示，圖1和2示出了一個實施例，該實施例提供了一種整流逆變探管20，所述整流逆變探管20位于鉆井設(shè)備中心鉆桿21的鉆挺中，其上端通過螺旋線與泥漿發(fā)電機22相連接，其下端與泥漿旁通座相連接并引線連接到旋轉(zhuǎn)變壓器23的原邊，所述整流逆變探管20包括鍍青銅外殼1、電路骨架2和接頭3，其中，電路骨架2和接頭3位于鍍青銅外殼I中，在整流逆變探管20的上端部還設(shè)有同軸插針4，所述同軸插針4與接頭3相連接。其中，在電路骨架2內(nèi)部設(shè)有整流逆變器和無線通信電路。
[0021 ] 如圖3所示，圖2示出了電路骨架2中的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，整流逆變器包括整流濾波電路5、保護電路6、PWM控制電路7、全橋驅(qū)動電路8、全橋變換電路9、DCDC模塊電路10以及諧振補償電路11。其中，整流濾波電路5與保護電路6、全橋變換電路9以及D⑶C模塊電路10之間電連接，保護電路6與PWM控制電路7之間電連接，D⑶C模塊電路10、PWM控制電路7、全橋驅(qū)動電路8、全橋變換電路9以及諧振補償電路11之間依次電連接。
[0022]本實施例涉及的整流逆變探管20用于接收泥漿發(fā)電機輸出的低頻三相交流信號，該低頻三相交流信號被輸入到上述整流逆變器中，首先信號經(jīng)整流濾波電路5轉(zhuǎn)換為直流電并且分別輸出給DCDC模塊電路10、保護電路6以及全橋變換電路9中；PWM控制電路7由D⑶C模塊電路10供電，供電電壓為+15V，同時PWM控制電路7向全橋驅(qū)動電路8發(fā)出PWM脈沖控制信號，保護電路6配置地用于采集電壓電流并進行運算以形成保護信號，該保護信號可對PWM控制電路7進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)生過壓過流情況便控制PWM控制電路7關(guān)閉信號輸出；全橋變換電路9接收到來自全橋驅(qū)動電路8輸出的驅(qū)動信號,對全橋開關(guān)器件依次進行開關(guān)控制，并通過全橋高頻正反導通從而使直流電轉(zhuǎn)換為高頻脈沖交流電并輸出至諧振補償電路11，諧振補償電路11對信號進行諧振補償控制最終輸出高頻單相交流信號至旋轉(zhuǎn)變壓器的原邊側(cè)。
[0023]上述整流逆變器采用全橋式軟開關(guān)逆變傳輸技術(shù)，可適應(yīng)寬范圍的泥漿發(fā)電機輸入電壓，將泥漿發(fā)電機輸出的低