本实用新型专利技术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。不间断供电。不间断供电。
【技术实现步骤摘要】
一种无线随钻测斜仪井下备电短节
[0001]本技术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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
技术实现思路
[0004]为了解决上述难题，本技术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。
[0005]本技术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；
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]进一步地，所述放电电路中还设置有输入电容、储能电感、整流二极管、输出电容；输入电容并联在所述开关电源控制芯片的输入端与接地端之间；储能电感和整流二极管串联在所述开关电源控制芯片的输出端，且所述储能电感连接在所述场效应管的并联电路之前，所述整流二极管连接在所述场效应管的并联电路之后；所述输出电容并联在所述输出电压分压电阻的并联电路之后。
[0012]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。
[0013]进一步地，所述场效应管为PNP型管，一个P端接开关电源控制芯片电压输出端，另一个P端接地，N端接开关电源控制芯片电压控制端。
[0014]进一步地，所述场效应管为NPN管，一个N端接放电电路输出端，另一个N端接备电仪器电源总线。
[0015]进一步地，充电电路中的开关电源控制芯片型号为LTC3630，放电电路中的开关电源控制芯片型号为LT3759，储能电容的型号为SCCX50B227。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果体现在：
[0017]1.该备电短节设计充电电路、放电电路，充电电路可输入电压范围4V～80V，覆盖了井下泥浆发电机的输出电压范围，放电电路输出电压21V，满足用电仪器用电电压。
[0018]2.充电电路采用小功率、限流充电、降压型开关电源控制芯片，可低电压小电流充电，实现慢充，减小对系统的功率负荷。
[0019]3.采用低压大容量储能电容，可充放电1百万次，远大于充电电池约1千次。
[0020]4.放电电路采用低电压、大电流、升压型放电开关电源控制芯片，放电电路工作电压低至1.6V，可低电压大电流放电，实现快放，满足仪器对备电的功率要求，可深度放电，充分地利用电容的储存能量。
[0021]5.该备电短节设计放电控制电路，采用二极管选通开关和三级管选通开关，选择导通方向，界定备电保护范围。
[0022]6.该备电短节可接在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，可以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。
[0023]本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。
附图说明
[0024]图1为本技术备电短节电路原理图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本技术技术方案作的唯一限定，凡是在本技术技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本技术的保护范围。
[0026]如图1所示，本技术提供的无线随钻测斜仪井下备电短节包括了充电电路、放电电路以及放电控制电路三部分。
[0027]充电电路中设置有输入电容C11、开关电源控制芯片U11、储能电感L11、输出电压分压电阻R13和R14、输出电容C12、储能电容C01。
[0028]充电电路输入端暨备电短节的外电源输入端J11，可接井下泥浆发电机的输出端或仪器串中电源总线，作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无线随钻测斜仪井下备电短节，其特征在于：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第一开关电源控制芯片(U11)、第一输出电压分压电阻(R13)、第二输出电压分压电阻(R14)、储能电容(C01)，所述第一开关电源控制芯片(U11)的输入端连接外电源，所述第一输出电压分压电阻(R13)、第二输出电压分压电阻(R14)和储能电容(C01)并联连接在所述第一开关电源控制芯片(U11)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(C01)外，还设置有第二开关电源控制芯片(U21)、第一场效应管(T01A)、第三输出电压分压电阻(R26)、第四输出电压分压电阻(R27)；所述储能电容(C01)并联连接在所述第二开关电源控制芯片(U21)的输入端与接地端之间，所述第一场效应管(T01A)和第三输出电压分压电阻(R26)、第四输出电压分压电阻(R27)并联连接在第二开关电源控制芯片(U21)的输出端与接地端之间，同时所述第一场效应管(T01A)连接至第二开关电源控制芯片(U21)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(D01)和第一选通导线(B)构成的选通开关一，另一个是由第二场效应管(T01B)和第二选通导线(F)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(J11)与放电电路输出端(J23)之间，选通开关二通过导线连接在放电电路输出端(J23)与备电仪器之间；所述二极管(D01)和第一选通导线(B)为并联选通连接，二极管(D01)自充电电路向放电电路方向为导通，所述第二场效应管(T01B)和第二选通导线(F)为并联选通连接，第二场效应管(T01B)自放电电路向备电仪器方向为阻断。2.根据权利要求1所述的无线随钻测斜仪井下备电短节，其特征在于：所述充电电路中还设置有第一输入电容(C11)、第一储能电感(L11)、第一输出电容(C12)；所述第一输入电容(C11)并联在第一开关电源控制芯片(U11)输入端与接地端之间；所述第一输出电容(C12)并联在第一开关电源控制芯片(U11) 输出端与接地端之间，且位于所述第一输出电压分压电阻(R13)、第二输出电压分压电阻(R14)和储能电容(C01)并联电路之间；所述第一储能电感(L...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉斌，邹荣春，王瑶，田英，范龙，杨宁，
申请(专利权)人：北京蒙德纳科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
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