[發明專利]井下開關控制系統及方法

在審

• 申請號: 201710705966.9
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107294221A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 華陳權;馬健鵬;黃紅偉;王基波
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J50/80;H02J7/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王術蘭

1.一種井下開關控制系統，其特征在于，包括：PC機應用軟件、井下發射裝置和井下接收裝置；

所述井下發射裝置，設置于油水井內，并在下井工具的帶動下沿所述油水井上下移動，用于在接收到開關控制指令后，在與所述井下接收裝置之間的距離值小于或者等于預設閾值時，向至少一個所述井下接收裝置發送無線信號，所述無線信號中攜帶電能，以及，攜帶將井下開關的姿態調整到目標姿態的開關控制指令；

所述PC機應用軟件，用于接收用戶根據監控提示輸入的包含井下開關在油水井內的位置及目標姿態的第一輸入操作；當接收到包含油井編號的第二輸入操作時，向與所述油井編號對應的油水井內設置于所述位置處的井下發送裝置發送開關控制指令；當未接收到所述第二輸入操作時，向與上次接收到的油井編號對應的油水井內設置于所述位置處的井下發送裝置發送開關控制指令；

所述井下接收裝置，設置于油水井內與油層對應的位置，用于接收所述無線信號，利用所述電能為自身供電，并將其內部的井下開關的姿態調整為所述目標姿態。

2.根據權利要求1所述的井下開關控制系統，其特征在于，所述井下發射裝置包括：電源模塊、第一微控制器、逆變電路、信號調制電路和磁耦合發射線圈；

所述逆變電路的供電端與所述電源模塊連接，所述逆變電路的控制端與所述第一微控制器連接，所述逆變電路的輸出端與所述磁耦合發射線圈連接，用于根據所述第一微控制器的控制將電源模塊提供的直流電轉化為交流電；

所述磁耦合發射線圈，用于向至少一個所述井下接收裝置發送攜帶交流電的電能的無線信號；

所述信號調制電路的輸入端與所述第一微控制器連接，所述信號調制電路的輸出端與所述磁耦合發射線圈連接，用于將所述開關控制指令調制在待發送的所述無線信號上。

3.根據權利要求2所述的井下開關控制系統，其特征在于，所述井下發射裝置還包括：線圈電流采樣電路和脈沖寬度調制PWM電路；

所述線圈電流采樣電路，其檢測端與所述磁耦合發射線圈連接，其輸出端與所述第一微控制器連接，用于檢測所述磁耦合發射線圈的電流值，并將所述電流值發送給所述第一微控制器；

所述第一微控制器，還用于根據所述電流值生成功率控制指令；

PWM電路，其輸入端與所述第一微控制器的輸出端連接，其輸出端與所述逆變電路的控制端連接，用于根據所述功率控制指令調整輸出頻率，進而調整所述無線信號中攜帶電能的功率。

4.根據權利要求3所述的井下開關控制系統，其特征在于，所述井下發射裝置還包括：輸入電流采樣電路和輸入電壓采樣電路；

所述輸入電流采樣電路的輸入端與所述電源模塊的輸出端連接，所述輸入電流采樣電路的輸出端與所述第一微控制器連接，用于監測所述電源模塊的輸入電流，并將所述輸入電流發送給所述第一微控制器；

所述輸入電壓采樣電路的輸入端與所述電源模塊的輸出端連接，所述輸入電壓采樣電路的輸出端與所述第一微控制器連接，用于監測所述電源模塊的輸入電壓，并將所述輸入電壓發送給所述第一微控制器；

所述第一微控制器還用于根據所述輸入電流和所述輸入電壓判斷所述井下發射裝置是否出現異常現象。

5.根據權利要求4所述的井下開關控制系統，其特征在于，所述井下接收裝置，包括：磁耦合接收線圈、充電電源、信號解調電路、第二微控制器和井下開關；

所述磁耦合接收線圈的輸出端與所述充電電源的輸入端連接，用于利用所述無線信號攜帶的電能為所述充電電源充電；

所述信號解調電路的輸入端與所述磁耦合接收線圈的輸出端連接，所述信號解調電路的輸出端與所述第二微控制器連接，用于對所述無線信號中進行解調，將解調得到的開關控制指令發送給所述第二微控制器；

所述第二微控制器的輸出端與所述井下開關連接，用于將所述井下開關的姿態調整為目標姿態。

6.根據權利要求5所述的井下開關控制系統，其特征在于，井下接收裝置，還包括：整流電路和穩壓電路；

所述整流電路的輸入端與所述磁耦合接收線圈連接，所述整流電路的輸出端與所述穩壓電路連接，所述穩壓電路的輸出端與所述充電電源連接，用于將所述磁耦合接收線圈輸出的交流電的電能進行整流，將整流得到的直流信號進行穩壓后輸送給所述充電電源。