一种随钻仪器供电管理装置制造方法及图纸

一种随钻仪器供电管理装置，包括：时钟电路，其用于提供时钟信号；电池组电压测量电路，其与电池组连接，用于测量电池组的电压，得到测量电压数据；电池组电流测量电路，其与电池组连接，用于测量电池组的电流，得到测量电流数据；控制电路，其与时钟电路、电池组电压测量电路和电池组电流测量电路连接，用于根据时钟信号、测量电压数据和测量电流数据，生成电池组激活信号；电池组激活电路，其连接在电池组的正负极之间，用于根据电池组激活信号对所述电池组进行激活处理。该装置不仅能够充分优化随钻仪器(特别是近钻头仪器)的电池组供电效率，还能够避免电池组因长时间不使用而出现的钝化现象。

A power supply management device for drilled instrument

【技术实现步骤摘要】
一种随钻仪器供电管理装置
本专利技术涉及油气勘探开发
，具体地说，涉及一种随钻仪器供电管理装置。
技术介绍
随着石油和天然气开发的不断进行，早期的常规油气藏已经开发接近尾声，目前已经向开发非常规油气藏、复杂油气藏发展，由浅层向深层发展。定向井的施工在这些非常规油气藏和复杂油气藏中应用的越来越普遍。随着现代电子测量技术的不断发展，近钻头仪器可在钻进过程中实时测量钻头处的井斜、方位等工程参数，电阻率、伽马等地质参数。近钻头仪器由于其特殊的结构，其内部的电池组、近钻头测量电路与传感器等都是高度紧凑的安装在近钻头1米左右的短节内。常规的随钻测量仪器(MWD/LWD)一般都是在钻井现场进行电池组的链接和安装，这样保证在仪器和电池组的储存和安装过程，不需要相互链接，避免电池组电量的消耗。由于近钻头仪器短节紧密安装在钻头之后，其承受更严重的震动、冲击，因此对其可靠性要求极为苛刻。由于近钻头的空间限制，所能安装的电池组更为有限，只有一组电池组供电。而且电池组很难在钻井现场进行更换，因此对电池组的供电优化管理要求更高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种随钻仪器供电管理装置，所述装置包括：时钟电路，其用于提供时钟信号；电池组电压测量电路，其与电池组连接，用于测量所述电池组的电压，得到测量电压数据；电池组电流测量电路，其与所述电池组连接，用于测量所述电池组的电流，得到测量电流数据；控制电路，其与所述时钟电路、电池组电压测量电路和电池组电流测量电路连接，用于根据所述时钟信号、测量电压数据和测量电流数据，生成电池组激活信号；电池组激活电路，其连接在所述电池组的正负极之间，用于根据所述电池组激活信号对所述电池组进行激活处理。根据本专利技术的一个实施例，所述电池组激活电路包括可控开关，所述可控开关包括：控制端口、第一外接端口和第二外接端口，其中，所述控制端口通过第一电阻与所述控制电路的相应控制端口连接，所述控制端口还通过第二电阻与所述电池组的负极连接，所述第一外接端口通过第三电阻与所述电池组的正极连接，所述第二外接端口与所述电池组的负极连接。根据本专利技术的一个实施例，所述可控开关为场效应管，所述场效应管的栅极形成所述可控开关的控制端口，源极和漏极分别形成所述第一外接端口和第二外接端口。根据本专利技术的一个实施例，所述装置还包括：存储电路，其与所述控制电路连接；和/或，温度检测电路，其与所述控制电路连接，用于采集所述电池组的温度数据。根据本专利技术的一个实施例，所述控制电路配置为根据所述测量电压数据、测量电流数据、温度数据和时钟信号，生成所述电池组的状态信息。根据本专利技术的一个实施例，所述装置还包括：切换电路，其包含多个结构相同的切换支路，各个切换支路的输入端与所述电池组的正极连接，输出端与对应的随钻测量电路连接，控制端与所述控制电路连接，各个切换支路能够在所述控制电路的控制下导通或断开对应随钻测量电路与所述电池组之间的连接。根据本专利技术的一个实施例，所述切换支路包括：第一开关件和第二开关件，其中，所述第一开关件的输入端和输出端分别形成所述切换支路的输入端和输出端，所述第二开关的输入端和输出端分别与所述第一开关件的控制端和地连接，所述第二开关的控制端与所述控制电路的相应控制端口连接，所述第一开关件的控制端还通过电阻与自身输入端连接，所述第二开关件的控制端还通过电阻与自身输出端连接。根据本专利技术的一个实施例，所述控制电路配置为根据各个随钻测量电路的工作特征来控制对应切换支路的通断。根据本专利技术的一个实施例，所述控制电路配置为根据各个随钻测量电路的工作优先级参数来控制对应切换支路的通断，从而控制各个随钻测量电路与电池组之间电连接的通断。根据本专利技术的一个实施例，所述电池组电流测量电路包括：采样电阻，其与所述电池组的正极连接；电压采样电路，其两个输入端分别连接在所述采样电阻的两端，输出端与所述控制电路连接。本专利技术所提供的随钻仪器供电管理装置能够充分优化随钻仪器(特别是近钻头仪器)的电池组供电效率。该装置还能够避免电池组因长时间不使用而出现的钝化现象，同时，通过优化供电控制，该装置还能够延长随钻仪器的供电时长。此外，该装置还能够完整地记录电池组的工作参数(例如电池组电压、电池组电流以及温度等)，从而为后续分析电池组工作状态以及系统优化提供数据支撑。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的随钻仪器供电管理装置的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的时钟电路的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的电池组电压测量电路的结构示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的电压采样电路的结构示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的电池组激活电路的结构示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的存储电路的电路示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的温度检测电路的电路示意图；图8是根据本专利技术一个实施例的通讯电路的结构示意图；图9是根据本专利技术一个实施例的切换支路的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。当近钻头仪器电池组安装完毕以后，由于储存、运输和现场使用时间的不确定性，往往会出现电池组长期不用的现象。而电池组长时间不使用，极板上的部分活性物质会失去活性，因此也就导致电池组发生钝化现象。当电池组发生钝化后，电池组会表现为充电显示已经充满，一使用电压迅速下降，电池组与正常状态相比其容量明显下降。针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供给了一种新的随钻仪器供电管理装置，该装置特别适用于近钻头测量仪器中供电的优化管理，从而提高电能的利用率。图1示出了本实施例中随钻仪器供电管理装置的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的供电管理装置包括：控制电路101、时钟电路102、电池组电压测量电路103、电池组电流测量电路104以及电池组激活电路105。时钟电路102与控制电路101连接，其用于产生始终信号，并将该时钟信号传输给控制电路101。具体地，本实施例中，时钟电路102的电路示意图如图2所示。从图2中可以看出，本实施例所提供的时钟信号102包括晶振Y1以及实时时钟芯片U4。其中，晶振Y1的震荡频率优选的配置为32.768KHz，实时时钟芯片U4优选地采用DS1308芯片来实现，DS1308是一款低功耗、二-十进制编码(BCD)的时钟/日历，外加56字节NVRAM。对于DS1308芯片来说，地址与数据通过I2C总线串行传输，其能够提供秒、分、时、星期、日、月和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随钻仪器供电管理装置，其特征在于，所述装置包括：时钟电路，其用于提供时钟信号；电池组电压测量电路，其与电池组连接，用于测量所述电池组的电压，得到测量电压数据；电池组电流测量电路，其与所述电池组连接，用于测量所述电池组的电流，得到测量电流数据；控制电路，其与所述时钟电路、电池组电压测量电路和电池组电流测量电路连接，用于根据所述时钟信号、测量电压数据和测量电流数据，生成电池组激活信号；电池组激活电路，其连接在所述电池组的正负极之间，用于根据所述电池组激活信号对所述电池组进行激活处理。

【技术特征摘要】
1.一种随钻仪器供电管理装置，其特征在于，所述装置包括：时钟电路，其用于提供时钟信号；电池组电压测量电路，其与电池组连接，用于测量所述电池组的电压，得到测量电压数据；电池组电流测量电路，其与所述电池组连接，用于测量所述电池组的电流，得到测量电流数据；控制电路，其与所述时钟电路、电池组电压测量电路和电池组电流测量电路连接，用于根据所述时钟信号、测量电压数据和测量电流数据，生成电池组激活信号；电池组激活电路，其连接在所述电池组的正负极之间，用于根据所述电池组激活信号对所述电池组进行激活处理。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电池组激活电路包括可控开关，所述可控开关包括：控制端口、第一外接端口和第二外接端口，其中，所述控制端口通过第一电阻与所述控制电路的相应控制端口连接，所述控制端口还通过第二电阻与所述电池组的负极连接，所述第一外接端口通过第三电阻与所述电池组的正极连接，所述第二外接端口与所述电池组的负极连接。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可控开关为场效应管，所述场效应管的栅极形成所述可控开关的控制端口，源极和漏极分别形成所述第一外接端口和第二外接端口。4.如权利要求1～3中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：存储电路，其与所述控制电路连接；和/或，温度检测电路，其与所述控制电路连接，用于采集所述电池组的温度数据。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制电路配置为根据所述测量电压数...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪卫宁，陆黄生，张卫，王卫，李继博，安生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11