简介
成果简介(技术分析和应用前景分析):泥浆涡轮发电系统以其寿命长、可耐受更高环境温度等优点,不断替代传统的锂电池供电方案,成为石油深井钻井的新型动力。该系统所用泥浆涡轮发电机输出功率大,且因受泥浆流速波动等因素影响,其输出频率和幅度波动大,加之井下高温、高压、强振环境,对后级整流稳压装置设计提出了苛刻要求。目前国外可选产品价格高,且均与涡轮发电机组整机出售,国内尚未查到满足要求的成熟产品。本成果面向随钻测井技术领域,研制了一套能够适应泥浆涡轮发电机输出特性和井下环境的可组合式大功率整流稳压装置。该装置由多块可独立工作的单板电源电路构成。单板电源电路具有完善的多重保护功能,包括欠压保护、输出过流和短路保护等。完善的保护功能可防止因泥浆流速波动等工况引发供电异常,有效保护后级负载装置。用户可根据负载功率需求,将多块单板电路以并联方式组合使用。装置采用多板并联均流技术设计,多板之间自动均衡输出电流。该装置单板输出电压48VDC,最大输出功率100W,6块单板并机使用可提供500W直流稳定输出。整机电路设计从器件选型、PCB加工、焊接、组装多个环节严格按照军品级要求设计,有效保证了电路工作的可靠性。装置研制成功后按照军用设备环境试验方法规范进行了150℃高温老化试验、随机振动试验和冲击试验测试。实验结果表明高温、振动及冲击环境下,其输出电压能够保持连续、稳定,整机性能稳定可靠。本成果可为井下随钻测井供电用大功率泥浆涡轮发电机提供整流稳压配套,与之形成成熟的系统级随钻测井供电解决方案。也可应用于其它高温、强振环境下特种仪器装置的供电,具有广阔的产业应用前景。