[实用新型]一种无线随钻测斜仪井下备电短节

说明书

本实用新型公开一种无线随钻测斜仪井下备电短节，设置有充电电路、放电电路以及放电控制电路。通过充电电路可低电压小电流充电，实现慢充，减小对系统的功率负荷，通过放电电路大电流放电，实现快放，满足仪器对备电的功率要求，深度放电，充分地利用电容的储存能量，通过放电控制电路，选通开关，选择导通方向，界定备电保护范围。该备电短节可接在测斜仪井下仪器串中的任何位置，在发电机与用电仪器之间，或者各用电仪器之间，较方便地选择备电范围，使其符合仪器对后备电源的控制要求，实现平滑过渡，不间断供电。

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻井测斜仪，特别是关于一种无线随钻测斜仪井下供电部分泥浆发电机的备电短节。

背景技术

为了给无线随钻测斜仪提供安全、环保、清洁、可靠的电能，井下泥浆涡轮发电机在仪器上得到推广使用，可是在使用的过程中遇到了如下问题：有时想得到更准确、更稳定的测斜数据，就要把泥浆泵停下来，但停泵后发电机就失去了动力来源无法正常发电，测斜探管无法正常工作提供测斜数据。

有两种方案可以解决这一问题：方案一，采用发电机加电池短节的方式，这样虽然可以轻松解决掉上述问题，但还是没有避开使用电池这个问题，显然有悖于仅使用发电机的初衷。方案二，采用发电机加储能短节的方式，在这里储能短节里的储能元件有两种选择，一种是选择充电电池用以储能，这种方式一方面仍没有绕开使用电池，另一方面由于充电电池的充电次数仅约1000次左右，基本上打一口井就得换，再加上现在市场上也没有高温充电电池(约150℃),还有就是充电电池在过放电的情况下非常容易损坏，所以此处的储能元件不能使用充电电池；另一种选择是只能选用大容量电容作为储能元件，而法拉级的大电容耐压都非常有限，导致工作电流非常大(安培级)，这就要求采用低压大电流的开关电源，而将低压升高到可供仪器正常工作的电压，再加上井下工作温度在150℃，这就给电路设计及芯片选型带来了极大的挑战。据了解，目前国内外还没有一家企业在此备电系统上有所突破。

实用新型内容

为了解决上述难题，本实用新型提供一种无线随钻测斜仪井下备电短节，该备电短节中通过设置小功率、限流、降压型充电电路，大电流、升压型充电电路，以及低压、大容量充放电储能电容，从而将低压升高到可供仪器正常工作的电压，适用于井下备电仪器工作。同时通过放电控制电路控制备电取向，节省能源，可连接于井下仪器串中任何位置。

本实用新型所采取的技术方案如下：一种无线随钻测斜仪井下备电短节，其中设置有充电电路、放电电路以及放电控制电路；

所述充电电路中设置有开关电源控制芯片、输出电压分压电阻、储能电容，开关电源控制芯片的输入端连接外电源，输出电压分压电阻和储能电容并联连接在开关电源控制芯片的输出端与接地端之间；

所述放电电路中除包含有所述储能电容外，还设置有开关电源控制芯片、场效应管、输出电压分压电阻；储能电容并联连接在开关电源控制芯片的输入端与接地端之间，场效应管和输出电压分压电阻并联连接在开关电源控制芯片的输出端与接地端之间，同时场效应管连接至开关电源控制芯片电压控制端；

所述放电控制电路中设置有两个选通开关，一个是由二极管和选通导线构成的选通开关一，另一个是由场效应管和选通导线构成的选通开关二，所述选通开关一通过导线连接在充电电路输入端与放电电路输出端之间，选通开关二通过导线连接在放电电路输出端与备电仪器之间；所述二极管和选通导线为并联选通连接，二极管自充电电路向放电电路方向为导通，所述场效应管和选通导线为并联选通连接，场效应管自放电电路向备电仪器方向为阻断。

进一步地，所述充电电路中还设置有输入电容、储能电感、输出电容；所述输入电容并联在开关电源控制芯片输入端与接地端之间；所述输出电容并联在开关电源控制芯片输出端与接地端之间，且位于所述输出电压分压电阻和储能电容并联电路之间；所述储能电感串联在开关电源控制芯片输出端与输出电压分压电阻、输出电容、储能电容的并联电路之间。

进一步地，所述输出电压分压电阻中的两个电阻自身为串联连接，且其中一个电阻连接至开关电源控制芯片稳压端。