井下电子工具非接触式电能传输系统建模
针对不需要实时读取数据，也不需要经常调节井下流量的油藏开采工艺，可以采用无缆的电子工具测量地层参数，以提高系统安全性、降低开采成本。但是无缆的电子工具在井下工作一段时间后，需要对其补充电能，采用非接触式电能传输技术是一种可能的技术方法。由于油气井下高温、高压及油水介质的特殊环境，建立井下非接触式电能传输系统模型，研究金属保护筒和油水介质对非接触式电能传输的影响，是井下非接触式电能传输技术研究必须解决的关键技术问题。本文主要研究工作和阶段性成果如下: 1.对比分析常用的非接触式电能传输方法，针对井下电子工具的非接触式电能传输系统的特殊性，提出了互套式螺旋结构的井下非接触式电能传输系统方案。 2.考虑井下油水介质、发射线圈保护筒和接收线圈保护筒的电磁特性，建立了井下非接触式电能传输系统的改进螺线管模型、改进互感模型和损耗模型，提出了串-串型谐振补偿网络，以提高电能传输效率。 3.基于建立的井下非接触式电能传输系统模型，搭建了仿真平台，研究了主要结构参数变化对系统传输性能的影响，提出了最优的机械结构参数;设计、制成了一套井下非接触式电能传输原理样机，并进行了验证性测试实验。 测试结果验证了改进螺线管模型、改进互感模型和损耗模型的正确性，以及工作参数和结构参数的合理性。本文完成的研究工作和取得的成果对设计井下非接触式电能传输系统的工程样机、优化工作参数具有指导性意义，所建立的模型还可为水下运载工具、海洋钻井工具等具有类似工作环境的非接触式电能传输系统研究提供参考与借鉴。
石油开采;井下电子工具;非接触式电能传输;松耦合变压器模型
西安石油大学
硕士
控制理论与控制工程
汪跃龙
2019
中文
TE937
2019-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）