[发明专利]一种基于液电脉冲增产装置的变压器参数获取方法

说明书

本发明公开了一种基于液电脉冲增产装置的变压器参数获取方法，包括根据变频器的输出电压、磁芯种类、变压器的工作温度、油水混合物的击穿电压和液电脉冲增产装置的要求，设定磁芯的内径和外径、变压器的变比、变压器原边电流有效值、绕组电流密度、变压器的最大工作磁密、变压器的最大原边伏秒数；初始化磁芯个数；计算原边绕组和副边绕组导线的截面积、磁芯的有效截面积、原边绕组匝数、副边绕组匝数；进而计算窗口利用系数，如果满足设计要求，则停止计算，否则更新磁芯个数重复上述步骤；本发明综合考虑变压器的体积大小、耐高温特性、适用复杂波形电压激励因素，使本发明提供的基于液电脉冲增产装置的变压器参数设计方法更具有适用性。

技术领域

本发明属于变压器领域，更具体地，涉及一种基于液电脉冲增产装置的变压器参数获取方法。

背景技术

随着油田开采程度的不断深入，地层压力下降，油层渗透率降低，油井内非溶性盐类的沉积会堵塞渗油通道，从而导致油井产量下降，特别是对于低渗透油田而言，产油量下降更为严重，甚至可能造成停产。

液电脉冲增产技术是一种以高压脉冲放电产生冲击波，作用于油层的新型解堵增产方法，它具有无二次污染、占井时间短、操作简便等优点，在国内外油田中得到了日益广泛的应用。

变压器是液电脉冲增产装置中必不可少的一部分，主要起到电压变换和能量传输的作用。油井下的工作环境具有温度高、空间狭小、距离地面远的特点。一般变压器的散热措施能够使温度保持在较低水平，从而保证变压器的正常工作，而在高温环境下工作时，磁芯的磁特性会受到严重的影响，从而造成变压器电能传输性能的改变，难以长时间可靠地工作。一般变压器没有形状和体积的限制，所以体积较大，但是油井的空间有限，对变压器的体积和形状有较大的限制。因此，需要设计一种能够耐受井下高温的小型化中频变压器。考虑到油井下的特殊的工作环境，传统的变压器设计方法不再适用，所以需要将传统设计方法进行改进，获取一种井下中频变压器的参数设计方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于液电脉冲增产装置的变压器参数获取方法，旨在解决因现有变压器参数未基于变压器体型小、耐高温和激励电压谐波成分大的需求获取，导致液电脉冲增产装置无法适用于油层的解堵增产的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于液电脉冲增产装置的变压器参数获取方法，包括：

(1)根据变压器的工作温度及磁芯种类，设置变压器的最大工作磁密和绕组的电流密度；并根据油井宽度和液电脉冲增产装置的要求，设置变压器的直径、磁芯的体积参数和原边电流有效值；同时基于变压器的多种谐波的电压激励，计算变压器的最大原边伏秒数；

(2)根据最大原边伏秒数、变压器的直径、磁芯的体积参数、最大工作磁密、变压器的变比、原边电流有效值和绕组的电流密度，计算原边绕组匝数、原边绕组导线截面积、副边绕组匝数、副边绕组导线截面积、磁芯的窗口面积；

(3)根据原边绕组匝数、副边绕组匝数、原边绕组导线截面积、副边绕组导线截面积和磁芯的窗口面积，计算窗口利用系数；

(4)对比窗口利用系数与预设值，若窗口利用系数小于预设值，完成参数设计；否则，执行步骤(5)；

(5)通过设置磁芯个数n＝n+1，更新原边绕组匝数、副边绕组匝数；返回步骤(3)；其中，初始设定n＝1。

优选地，所述原边绕组导线截面积为：

A_x1＝I₁/j

其中，I₁为原边电流有效值；j为绕组的电流密度；A_x1为原边绕组导线截面积。

优选地，所述变压器的变比为：

k＝u₂/u_m