[发明专利]一种用于随钻仪器的直流稳压电源系统

说明书

本发明涉及一种用于随钻仪器的直流稳压电源系统，包括：整流模块，与泥浆涡轮发电机连接，用于将三相交流电转换为粗直流电；调整模块，与所述整流模块连接，用于调整所述整流模块输出的粗直流电至稳定直流电供给包括外设探管在内的用电设备；驱动模块，与所述整流模块连接，用于接收外部探管信号，并控制脉冲发生器动作。本发明中整流模块、调整模块和驱动模块的设置，使得线性稳压电源取代了传统的锂电池对随钻仪器的供电，避免了废旧锂电池的处理难题，并且本发明的输出电压具有更高的稳定性，对后续电路具有较好的保护作用。此外，本发明集电源变换结构和驱动结构于一体，使用方便，可移植性高，既可以单独做成短节使用，也可以集成在MWD探管内。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井设备领域，特别是一种用于随钻仪器的直流稳压电源系统。

背景技术

随着计算机技术、精密测量与控制技术、大规模集成电路等在石油钻井领域的应用，随钻测量仪器得到了广泛应用与推广。随钻仪器通过无线通信技术建立地面与井底数据通信，将井底的方位、姿态、压力、温度等信息上传至地面，地面操作人员根据钻井设计和井底工况实时调整工具的工作状态，并实现对控制执行机构的驱动，整个过程均需要为随钻钻井仪器提供稳定、持久的电能供应。

目前随钻仪器大多采用电池供电，高温锂电池组在MWD、电子压力计等功耗较低的测量类井下工具中获得了广泛应用，特别是MWD+伽马组合大部分采用锂电池供电。使用锂电池供电存在电池容量和使用安全问题以及随着《环保法》颁布实施，废旧锂电池的处理问题难以得到有效解决，给相关单位造成很大困扰。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供了一种用于随钻仪器的直流稳压电源系统，本发明采用直流稳压电源系统来满足随钻仪器井下电源的需求，避免传统采用锂电池供电方式产生的废旧电池处理问题，并保证了对用电设备持续且稳定的供电。

本发明公开了一种用于随钻仪器的直流稳压电源系统，包括：

整流模块，与泥浆涡轮发电机连接，用于将三相交流电转换为粗直流电；

调整模块，与所述整流模块连接，用于调整所述整流模块输出的粗直流电至稳定直流电供给包括外设探管在内的用电设备；

驱动模块，与所述整流模块连接，用于接收外部探管信号，并控制脉冲发生器动作。

进一步地，所述整流模块包括三个并联结构的整流电路单元，任一所述整流电路单元中，包括输出端二极管和接地端二极管，所述输出端二极管的负极与所述整流模块的输出端相连，所述输出端二极管的正极与所述接地端二极管的负极连接，所述接地端二极管的正极接地；所述泥浆涡轮发电机的输出端U、输出端V和输出端W，分别连接三个所述整流电路单元中所述输出端二极管的正极。

进一步地，所述调整模块包括：

滤波电容单元，其一端连接所述整流模块的输出端，另一端接地；

瞬间抑制二极管，其正极接地，负极与所述整流模块的输出端连接；

所述调整模块还包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电源参考Drec、组成对管的三极管TR1和三极管TR2、三极管TR3、三极管TR4、二极管D7、电容C3；

其中，所述电阻R2和所述电阻R3并联后两端分别接入所述电阻R1的一端和所述电源参考Drec的负极，所述电阻R1的另一端与所述整流模块的输出端连接，所述电源参考Drec的正极接地，并且其负极还接有所述三极管TR1的基级；

所述二极管D7与所述电阻R5并联，所述二极管D7的正极连接所述整流模块的输出端，并且其负极连接所述三极管TR1的集电极和所述三极管TR3的基级；