专利名称：井下测控电路控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制系统，特别涉及一种井下测控电路控制系统。
背景技术：
油田投产后，必须对油水井各个地层的温度、压力、流量等数据进行实时的采集， 通过这些数据的分析再做出调控方案，因此这对实现油田的高产、降低能耗并获得较高的 采收率有很大的帮助。现有的测控电路控制系统采用一次性电池，不能充电，因此也不能长时间对温度、 压力、流量等数据进行实时的采集，同时也不能进行精确的调控，否则一旦电池耗尽就必须 把整个测控电路控制系统取出来更换电池，甚至有可能报废整个测控电路控制系统，而每 次取出测控电路控制系统后再安装到井下的操作费用是非常昂贵的，且需要大型设备。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种井下测控电路控制系统，其采用充电 电池组，使得井下测控电路控制系统能够长期稳定的按照设定的要求进行测控，一旦发现 电池即将耗尽时很方便的就可以对其进行充电，不需要取出测控电路控制系统。为解决所述技术问题，本实用新型提供了一种井下测控电路控制系统，其特征在 于，其包括地面控制主机、测控主板、初级模块、铁芯组、次级模块、电源模块、充电电池组、 温度模块、压力模块、流量模块和调控输出模块，初级模块、铁芯组、次级模块、电源模块、充 电电池组通过供电电缆连接在地面控制主机和测控主板之间，地面控制主机通过通信电缆 与测控主板连接，测控主板还与温度模块、压力模块、流量模块、调控输出模块连接。优选地，所述铁芯组为分离式铁芯组且包括静铁芯和动铁芯，静铁芯和动铁芯的 形状都是柱形中空形状，动铁芯位于静铁芯的中间。优选地，所述初级模块和次级模块及变压器构成的电源电路包括脉宽调制器芯 片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第十一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、 第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、场效应管和变压器，脉宽调制器芯片具 有八个引脚，第一电阻与脉宽调制器芯片的第二引脚连接，第二电阻的一端与脉宽调制器 芯片的第一引脚连接，第二电阻的另一端与第二二极管连接，第三电阻的一端与脉宽调制 器芯片的第七引脚连接，第三电阻的另一端与第一电容、变压器连接，第四电阻与第一二极 管连接，场效应管的一端与变压器的初级线圈连接，场效应管的另一端与第十一电阻连接， 第三二极管和第四二极管分别连接在变压器的次级线圈的两端，第三二极管与第三电容连 接。本实用新型的积极进步效果在于本实用新型使井下测控电路控制系统的测控精 度提高，增加流量、压力、温度等数据的记录次数，更加准确的提供井下环境，并能实时的进 行调控，并使得井下测控电路控制系统的使用寿命延长，降低采油工人的劳动强度。
图1为本实用新型井下测控电路控制系统的原理示意图。图2为本实用新型中铁芯组的结构示意图。图3为本实用新型中初级模块和次级模块及变压器构成的电源电路的电路示意 图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。如图1所示，本实用新型井下测控电路控制系统包括地面控制主机1、测控主板2、 初级模块3、铁芯组4、次级模块5、电源模块6、充电电池组7、温度模块10、压力模块11、流 量模块12和调控输出模块13，初级模块3、铁芯组4、次级模块5、电源模块6、充电电池组7 通过供电电缆8连接在地面控制主机1和测控主板2之间，地面控制主机1通过通信电缆 9与测控主板2连接，测控主板2还与温度模块10、压力模块11、流量模块12、调控输出模 块13连接。地面控制主机1通过供电电缆8向井下提供电源，地面控制主机1通过通信电 缆9向井下发送测控参数以及接收井下温度、压力、流量等数据。电源模块6完成对充电电 池组7的充电和保护，确保对充电电池组7的安全充电同时保证充电电池组7不能过充和 过放。充电电池组7采用磷酸铁锂可充电电池。测控主板2接收到地面控制主机1的测控 命令后对温度模块、压力模块、流量模块、调控输出模块各个模块读取数据并存储或者上报 到地面控制主机1，同时经过计算当流量值需要进行调控时，从调控输出模块13输出调控 信号来调整阀门的开度使得流量值达到规定要求，电池充满后测控主板2通过通信电缆向 地面控制主机1报告，结束充电，井下的各个测控数据也可以通过通信电缆9上报至地面主 机。如图2所示，铁芯组为4分离式铁芯组且包括静铁芯41和动铁芯42。静铁芯41 和动铁芯42的形状都是柱形中空形状，动铁芯42位于静铁芯41的中间。静铁芯与次级模 块组成一个整体，长期安装于井下。动铁芯与初级模块安装在供电电缆的前端。本实用新型井下测控电路控制系统的工作原理如下地面控制主机将220V交流 电进行整流滤波后得到311V直流电，通过供电电缆直接加到初级模块，初级模块自激振荡 后经过铁芯组的磁感应耦合到次级模块，在次级模块中进行整流滤波得到一个稳定的20V 的直流电，该直流电直接供给电源模块，然后对充电电池组进行充电。如果本实用新型井 下测控电路控制系统安装于某水井的某个地层一段时间了，当需要了解井下工作情况的时 候，把初级模块从井口用供电电缆慢慢下放到次级模块的位置，用定位装置使初级和次级 模块对应。定位完成后地面控制主机通过通信电缆读取测控主板的数据，数据内容包括各 个时段的压力、温度、流量以及电池的容量，当发现电池容量下降到需要充电的底线时，地 面控制主机发出充电命令，初级模块、次级模块和电源模块组成的充电系统开始对充电电 池组充电。同时测控主板通过通信电缆实时向地面控制主机发送充电信息，一旦电池充满 后地面控制主机发出命令关闭充电，这时如果需要对测控参数进行修改时地面控制主机可 以向测控主板发送修改参数。测控参数包括压力、温度、流量的测量间隔和已经流量的调控 数据，完成发送后，测控主板就会按要求记录压力、温度、流量，同时会从调控输出模块输出 信号，自动调整流量的大小。
4[0016]如图3所示，初级模块和次级模块及变压器构成的电源电路包括脉宽调制器芯 片、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电 阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第一电容Cl、第二电容C2、 第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容 C9、第十电容C10、第十一电容C11、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二 极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、场效应管Q和变压器T，脉宽调制器芯片具有八个 引脚，第一电阻Rl与脉宽调制器芯片的第二引脚连接，第二电阻R2的一端与脉宽调制器芯 片的第一引脚连接，第二电阻R2的另一端与第二二极管D2连接，第三电阻R3的一端与脉 宽调制器芯片的第七引脚连接，第三电阻R3的另一端与第一电容Cl、变压器T连接，第四 电阻R4与第一二极管Dl连接，场效应管Q的一端与变压器T的初级线圈连接，场效应管Q 的另一端与第十一电阻Rll连接，第三二极管D3和第四二极管D4分别连接在变压器T的 次级线圈的两端，第三二极管D3与第三电容C3连接。脉宽调制器芯片采用UC3842芯片 (UC3842芯片是美国Unitrode公司生产的一种脉宽调制器芯片)作为主控芯片，输入电压 范围宽，可以解决长距离电缆造成的压降问题，可以采用原边反馈解决分离式磁芯无法做 输出电压反馈的难题。UC3842芯片的另外一个好处就是电路简单采购方便，应用方案成熟， 且能在105°C的环境工作。地面控制主机通过供电电缆将31IV直流电加到第一电容Cl的 两端并经过第三电阻R3得到一个大于16V的启动电压，UC3842芯片开始工作并通过其第 六引脚输出脉冲驱动场效应管Q，变压器次级线圈经耦合得到脉冲信号，再经过第三二极管 D3和第四二极管D4整流，经过第三电容C3滤波后输出一个稳定的直流电压。第十一电阻 Rll为电流反馈采样电阻，当输入电压变高时经第十一电阻Rll反馈到UC3842芯片的第三 引脚，使得UC3842芯片的第六引脚输出脉冲变窄让变压器次级输出达到一个稳定的电压， 反之亦反。同时由第十一电阻Rll和第六电阻R6组成的反馈网络还有过载保护的作用。 UC3842芯片的第二引脚是电压反馈输入端，当输出负载变大时反映到输出电压变低，反馈 线圈经过第二二极管D2和第二电阻R2反馈到UC3842芯片的第二引脚并经过UC3842芯片 的第六引脚输出脉冲变宽使得输出升高电压稳定，反之亦反。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做 出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。
权利要求一种井下测控电路控制系统，其特征在于，其包括地面控制主机、测控主板、初级模块、铁芯组、次级模块、电源模块、充电电池组、温度模块、压力模块、流量模块和调控输出模块，初级模块、铁芯组、次级模块、电源模块、充电电池组通过供电电缆连接在地面控制主机和测控主板之间，地面控制主机通过通信电缆与测控主板连接，测控主板还与温度模块、压力模块、流量模块、调控输出模块连接。
2.如权利要求1所述的井下测控电路控制系统，其特征在于，所述铁芯组为分离式铁 芯组且包括静铁芯和动铁芯，静铁芯和动铁芯的形状都是柱形中空形状，动铁芯位于静铁 芯的中间。
3.如权利要求1所述的井下测控电路控制系统，其特征在于，所述初级模块和次级模 块及变压器构成的电源电路包括脉宽调制器芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电 阻、第十一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第 四二极管、场效应管和变压器，脉宽调制器芯片具有八个引脚，第一电阻与脉宽调制器芯片 的第二引脚连接，第二电阻的一端与脉宽调制器芯片的第一引脚连接，第二电阻的另一端 与第二二极管连接，第三电阻的一端与脉宽调制器芯片的第七引脚连接，第三电阻的另一 端与第一电容、变压器连接，第四电阻与第一二极管连接，场效应管的一端与变压器的初级 线圈连接，场效应管的另一端与第十一电阻连接，第三二极管和第四二极管分别连接在变 压器的次级线圈的两端，第三二极管与第三电容连接。
专利摘要本实用新型公开了一种井下测控电路控制系统，其包括地面控制主机、测控主板、初级模块、铁芯组、次级模块、电源模块、充电电池组、温度模块、压力模块、流量模块和调控输出模块，初级模块、铁芯组、次级模块、电源模块、充电电池组通过供电电缆连接在地面控制主机和测控主板之间，地面控制主机通过通信电缆与测控主板连接，测控主板还与温度模块、压力模块、流量模块、调控输出模块连接。本实用新型采用充电电池组，使得井下测控电路控制系统能够长期稳定的按照设定的要求进行测控，一旦发现电池即将耗尽时很方便的就可以对其进行充电，不需要取出测控电路控制系统。
文档编号G05B19/418GK201654553SQ20102015508
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日
发明者张书进, 柯建受, 柯建敏, 王振煜, 赵明鑫, 马强 申请人:上海品微电子科技有限公司