CN201588627U - 一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器，该功率驱动器包括振荡电路、变压器模块、电容模块，还包括主控电路、电压转换电路、电容电压监视电路。井下探管的脉冲信号经电压转换电路输入主控电路，主控电路控制整个电路的时序，产生放电、充电、保持控制信号给相应的控制电路。通过控制电容模块的充、放电，使泥浆脉冲发生器的阀在井下探管发脉冲信号时开启，脉冲信号结束时关闭。电容电压监视电路检测电容模块的电压，使电容模块在电压较低时开始充电。该功率驱动器采用软、硬件结合的设计方法，电路简单，灵活性好，能适合不同类型的泥浆脉冲发生器和不同井下工况。
Description
技术领域：
本实用新型涉及在石油钻井工程中用于无线随钻的一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器。
背景技术：
泥浆脉冲传输是当前随钻测井***普遍使用的一种数据传输方式。泥浆脉冲发生器通过内部阀的开启和关闭引起钻柱内部泥浆压力的变化，被装在立管的压力传感器检测。泥浆脉冲发生器的功率驱动器是给泥浆脉冲发生器提供能量的仪器，井下探管发脉冲信号时，它能给阀提供足够的能量，使阀开启，是实现井下数据无线传输的重要仪器。
现有泥浆脉冲发生器的功率驱动器设计完全使用硬件电路，结构复杂，且只能针对一种型号的泥浆脉冲发生器，打开和关闭阀的时序比较单一，不能适用不同型号的泥浆脉冲发生器和井下复杂工况。为了扩大仪器的使用范围，需要对现有仪器进行改进，克服存在的缺点，简化电路、优化电路结构，增加整个电路的灵活性。
发明内容：
本实用新型的目的是设计一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器，该功率驱动器用微处理器产生所需的控制信号，通过控制电容模块的充、放电，使泥浆脉冲发生器的阀不断开启和关闭，产生泥浆压力脉冲。该功率驱动器设计简单、可靠，适合随钻测井的使用。
本实用新型所述的一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器，包括振荡电路、变压器模块、电容模块，其特征是：还包括主控电路、电压转换电路、电容电压监视电路，主控电路输出的控制信号分别连接到充电控制电路、保持控制电路、放电控制电路。
所述的功率驱动器，主控电路使用微处理器，电压转换电路和电容电压监视电路分别连接微处理器的两个中断拐脚。
所述的功率驱动器，主控电路的时序由微处理器产生，微处理器分别输出控制信号给充电控制电路、保持控制电路和放电控制电路时，相应电路内部的MOS管导通，否则处于截止状态。
所述的功率驱动器，电容电压监视电路包括比较器及外接的电阻和电容。比较器使用LM139，电阻设置比较器的负端电压，并使电容模块电压低于60V时，比较器输出低电平信号。
本实用新型所述的一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器具有的有益效果是，该功率驱动器采用软、硬件结合的设计方法，电路简单、灵活、驱动能力强，适合不同类型的泥浆脉冲发生器和不同井下工况，而且设计时充分利用了井下电池的负电源，延长了电池的使用寿命。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附图说明：
图1表示泥浆脉冲发生器的功率驱动器示意图。
图2表示电容电压监视电路的原理图
具体实施方式：
现结合说明书附图1、2，对本实用新型作进一步描述。
井下电池提供±17V的电源给井下探管和功率驱动器。井下探管主要使用电池的正电源，为了电池的用电平衡，延长电池的使用寿命，设计的功率驱动器主要使用电池的负电源。井下探管的脉冲信号输入功率驱动器时，必须先经过电压转换，与功率驱动器的负电源电路相匹配。
功率驱动器上电后，振荡电路4输出交流信号，并连接到变压器模块5。变压器模块5经整流后输出约120V的充电电压和60V的保持电压。充电电压连接到充电控制电路6，保持电压连接到保持控制电路7。井下探管发脉冲信号时，5V的脉冲信号经过电压转换电路1连接到主控电路2。当主控电路2检测到脉冲信号的上升沿时，输出一个约50ms的控制信号给放电控制电路9，放电控制电路9内部的MOS管导通，电容模块8开始给泥浆脉冲发生器10放电，阀开启。阀开启后，主控电路2立即输出保持信号给保持控制电路7，保持控制电路7中的MOS管导通，保持电压输出到泥浆脉冲发生器10，使阀在脉冲信号的上升沿一直处于打开状态。在脉冲信号的下降沿，主控电路2停止输出保持信号，泥浆脉冲发生器10的阀关闭。主控电路2检测到下一个井下探管的脉冲信号时，阀再被重新开启。
电容模块8由于给泥浆脉冲发生器10放电，电压降低。当电容模块8的电压低于60V时，电容电压监视电路3输出一个低电平信号给主控电路2，主控电路2检测到该信号后，输出一个控制信号给充电控制电路6，充电控制电路6内部的MOS管导通，电容模块8开始充电。
Claims (4)
1.一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器，包括：振荡电路(4)、变压器模块(5)、电容模块(8)，其特征是：还包括主控电路(2)、电压转换电路(1)、电容电压监视电路(3)，主控电路(2)输出的控制信号分别连接到充电控制电路(6)、保持控制电路(7)、放电控制电路(9)。
2.根据权利要求1所述的一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器，其特征是：主控电路(2)使用微处理器，电压转换电路(1)和电容电压监视电路(3)分别连接微处理器的两个中断拐脚。
3.根据权利要求1所述的一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器，其特征是：主控电路(2)的时序由微处理器产生，微处理器分别输出控制信号给充电控制电路(6)、保持控制电路(7)和放电控制电路(9)时，相应电路内部的MOS管导通，否则处于截止状态。
4.根据权利要求1所述的一种泥浆脉冲发生器的功率驱动器，其特征是：电容电压监视电路(3)包括比较器(18)及外接的电阻和电容，比较器(18)使用LM139，电阻(16)、(17)设置比较器(18)的负端电压，电阻(11)、(12)、(13)、(14)的选择使电容模块(8)电压低于60V时，比较器(18)输出低电平信号。
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