一种随钻测量电磁波地质导向工具的自适应功率输出系统

摘要

一种随钻测量电磁波地质导向工具的自适应功率输出系统，属于石油钻井、开采或者地矿勘探技术领域。电源单元连接无线电磁波发射单元，无线电磁波发射单元连接电流检测单元和电压检测单元，电流检测单元连接功率计算单元和发射天线，电压检测单元连接功率计算单元，功率计算单元连接电流控制单元和电压控制单元，电流控制单元和电压控制单元连接电源单元；本发明不仅可以实现无线电磁波电能的高效发射，同时可以最大限度地抑制不同电阻率地层和不同电阻率钻井介质对无线电磁波信号的衰减，实现电源系统能以较大输出能力驱动无线电磁波发射器，从而在地面接收系统中获得较好的接收效果。

主权项

一种随钻测量电磁波地质导向工具的自适应功率输出系统，电源单元连接无线电磁波发射单元，无线电磁波发射单元连接电流检测单元和电压检测单元，电流检测单元连接功率计算单元和发射天线，电压检测单元连接功率计算单元，功率计算单元连接电流控制单元和电压控制单元，电流控制单元和电压控制单元连接电源单元；所述的电流检测单元置于无线电磁波发射单元和发射天线之间，用于检测无线电磁波发射电流；所述的电流控制单元置于功率计算单元和电源单元之间，用于响应功率计算单元的指令；同时调整电源单元的输出电流，以满足功率计算单元的要求；所述的电压检测单元置于无线电磁波发射单元和功率计算单元之间，用于检测无线电磁波发射电压；通过高温电压互感器、分压电阻或者分压电容实现无线电磁波发射电压的检测；所述的电压控制单元置于功率计算单元和输出电压电流可调整的电源单元之间，用于控制输出电压电流可调整的电源单元时时改变输出电压；改变电源单元输出电压的方式包括使用可调整的开关电源单元、直流斩波、直流分压、直流升压、直流降压、直流升降压电路拓扑结构；所述电流检测单元将检测到的电流信号通过隔离或者不隔离、放大或者不放大、调制或者不调制的方式，输入到功率计算单元中，用于功率计算单元计算保持电源单元输出恒定功率的参考依据；所述的电压控制单元将检测到的电压信号通过隔离或者不隔离、放大或者不放大、调制或者不调制的方式，输入到功率计算单元中，用于功率计算单元计算保持电源单元输出恒定功率的参考依据；所述的功率计算单元依据电流检测单元提供的无线电磁波发射电流信号和电压检测单元提供的无线电磁波发射电压信号时时计算发射功率是否达到电源单元的额定功率；所述的功率计算单元通过相应电压、电流参数计算了无线电磁波发射功率后，依照如下步骤指令给电压控制单元和电流控制单元：如果无线电磁波发射电流没有达到电源单元的额定电流，则升高电源单元输出电流，以提高发射功率；如果无线电磁波发射电流受地层电阻率或者钻井介质电阻率的影响不能继续增加时，功率计算单元就指令电压控制单元提高输出电压，以增加电源单元输出功率，直到达到电源单元的额定输出功率；如果无线电磁波发射电流已经超过电源单元的额定电流，则降低电源单元输出电压，以保证电源单元安全，直到达到电源单元的额定输出功率；如果无线电磁波发射电流没有达到额定电流，在不断升高电源单元输出电压后，在某个规定电压值下，仍然不能使电源单元达到额定输出功率，则设定此时电流为极限电压下的最大电流值，不再提高无线电磁波的发射电压。