一種油水井套管防蝕儀脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直流供電系統(tǒng)，尤其涉及一種油水井套管防蝕儀脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]長慶油田每年新增套損井100多口，并且近年來還有加快的趨勢。隨著油田開發(fā)時間的延長，油水井套管的腐蝕也日益嚴(yán)重，使得套管壁減薄、穿孔，嚴(yán)重時油水井出現(xiàn)套管壁大面積腐蝕穿孔，采油注水井報(bào)廢，使得油田注采失控，直接影響油田開發(fā)效果，嚴(yán)重影響了原油產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效率的提高。油井套管腐蝕以外壁腐蝕為主，陰極保護(hù)是公認(rèn)的控制外部腐蝕行之有效的技術(shù)。合理的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)將有效地延長油井套管的使用壽命。陰極保護(hù)是最為經(jīng)濟(jì)合理、十分有效的技術(shù)措施。
[0003]套管腐蝕產(chǎn)生的原因是實(shí)質(zhì)是在鋼鐵表面產(chǎn)生原電池作用的電化學(xué)腐蝕，對于整個井身套管，由于地下各層水質(zhì)礦化度、酸堿度、微生物等含量的不同，將形成不同的陰極區(qū)和陽極區(qū)。這樣在套管表面的腐蝕將表現(xiàn)為因鋼管表面不同而形成的無數(shù)微腐蝕電池和套管所處地層不同而形成的宏觀腐蝕電池雙重作用，套管壁表面鐵原子失去電子成為鐵離子而發(fā)生腐蝕。隨著腐蝕電池的進(jìn)行，套管壁逐漸減薄，甚至穿孔。
[0004]陰極保護(hù)是采用直流電源給被保護(hù)金屬通以陰極極化電流，使金屬表面陰極極化，當(dāng)極化電位大于或等于腐蝕電池的開路電位時，金屬腐蝕電池陰陽二極的電極電位相等或更負(fù)，被保護(hù)金屬停止腐蝕。直流電源負(fù)極與各單井套管連接，直流電源正極與深井接地陽極連接，從而構(gòu)成保護(hù)回路。
[0005]陰極保護(hù)最重要設(shè)備是防蝕儀，長慶油田公司歷年已建1200多個陰極保護(hù)單元，每個單元需要1臺硅整流防蝕儀，設(shè)備重達(dá)600多公斤，硅整流防蝕儀運(yùn)行噪聲大，采用傳統(tǒng)的硅整流電源供電本身發(fā)熱嚴(yán)重，效率低40%?50%浪費(fèi)電能，調(diào)壓冒火花不安全。因硅整流二極管和調(diào)壓器長期發(fā)熱燒壞、調(diào)壓炭刷燒壞和碳刷進(jìn)土接觸不良等原因以及安裝井場分布區(qū)域廣，還沒有專職人員巡查管理。每年有相當(dāng)一部分防蝕儀損壞，需要大量維修費(fèi)以及管理跟不上，結(jié)果造成陰極保護(hù)防蝕儀不能給油水井套管提供正常的陰極保護(hù)電流，套管得不到保護(hù)將發(fā)生腐蝕；給套管提供的陰極保護(hù)電流過大時，油水井外防腐層會發(fā)生析氫剝離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和不足，提供一種油水井套管防蝕儀脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種油水井套管防蝕儀脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)，其特征在于，包括電磁濾波回路、突入電流控制電路、整流/PFC回路一、切換電路、變壓器、整流/PFC回路二、隔離變壓器以及PWM控制電路；其中電磁濾波回路的輸入端外接交流電壓AC220V，電磁濾波回路的輸出端與突入電流控制電路的輸入端電連接，突入電流控制電路的輸出端與整流/PFC回路一的輸入端電連接，整流/PFC回路一的輸出端以及整流/PFC回路二的輸入端之間電連接有切換電路，其中切換電路具體經(jīng)變壓器電連接整流/PFC回路二的輸入端；整流/PFC回路二的的輸出正端+V和輸出負(fù)端-V之間輸出可調(diào)直流電壓；PWM控制電路與切換電路通過隔離變壓器電連接。
上述電磁濾波回路將外接交流電壓AC220V轉(zhuǎn)換為198V的低直流電壓并輸送給突入電流控制電路，突入電流控制電路將所述低直流電壓升高至600-700V的高直流電壓，整流/PFC回路一將突入電流控制電路所輸出的600-700V的高直流電壓進(jìn)行進(jìn)一步的高壓整流；高壓整流后的高直流電壓經(jīng)切換電路后，變壓器將其進(jìn)行降壓并輸出給整流/PFC回路二，整流/PFC回路二對變壓器所輸出的低壓直流電壓進(jìn)行再次整流并輸出，從而在整流/PFC回路二的輸出正端+V和輸出負(fù)端-V之間輸出的0?60V可調(diào)直流電壓。
[0008]上述PWM控制電路與切換電路組成功率變換電路，該電路的具體結(jié)構(gòu)為:脈寬調(diào)制芯片UC3842的6腳連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接M0S管的柵極，M0S管的柵極與地之間分別連接電容C1、穩(wěn)壓二極管Z1以及電阻R2，其中穩(wěn)壓二極管的陽極接地；M0S管的源極連接電阻R3的一端，R3的另一端接地;M0S管的漏極連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極通過節(jié)點(diǎn)P2連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接電容C3的一端，電容C3的另一端通過節(jié)點(diǎn)P1與隔離變壓器線圈T1的一端連接，隔離變壓器線圈T1的另一端通過節(jié)點(diǎn)P3與電容C4的一端連接，電容C4的另一端通過電阻R6接地；節(jié)點(diǎn)P3與M0S管的漏極連接；節(jié)點(diǎn)P2連接電阻R8的一端，電阻R8的一端通過節(jié)點(diǎn)P4與二極管D1的陰極連接；節(jié)點(diǎn)P4還連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端與節(jié)點(diǎn)P1連接并引出DC+端；脈寬調(diào)制芯片UC3842的3腳與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與M0S管的源極連接；脈寬調(diào)制芯片UC3842的3腳與地之間還分別連接有電容C2以及電阻R5 ;所述外接電源電壓值的范圍為1~6V ;PWM控制電路的PWM頻率基準(zhǔn)值為100KHZ ;調(diào)節(jié)外接電源電壓值調(diào)IV時，PWM為100KHZ，輸出正端+V和輸出-V端之間輸出0V ;調(diào)節(jié)外接電源電壓值調(diào)6V時，PWM為200KHZ，輸出正端+V和輸出-V端之間輸出60V。
[0009]上述PWM控制電路與連接外接電源的輸出電壓外部控制端之間電連接有檢測電路，通過檢測電路檢測到外接電源電壓的變化后，檢測電路和PWM控制電路控制切換電路，改變切換電路的輸出電壓值。
[0010]上述PWM控制電路、整流/PFC回路二的輸出正端+V、以及檢測電路之間電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)的過壓保護(hù)電路；所述整流/PFC回路二電連接變壓器輸入端和輸出負(fù)載端。
[0011 ] 上述PWM控制電路通過光電隔離器電連接有遙測電路，該遙測電路的遙控開/關(guān)為RC端；所述光隔離器電連接檢測電路輸入端和輸出外接電位器端。
[0012]上述整流/PFC回路一通過PFC控制電路電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)的過溫保護(hù)電路。
[0013]上述切換電路與PWM控制電路之間電連接有防止調(diào)壓過高損壞PWM控制電路的過載保護(hù)電路。
[0014]上述PWM控制電路電連接有均流電路，均流電路輸出有均流端CS。
[0015]上述整流/PFC回路一的低壓脈動電流輸出端電連接有輔助電源，輔助電源經(jīng)電壓變壓后分別電連接有降溫風(fēng)扇和整流/濾波電路，整流/濾波電路的輔助電源對地端AUXGo
[0016]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用脈寬調(diào)制供電系統(tǒng)代替硅整流電源供電，克服了硅整流電源供電本身消耗大量能量，運(yùn)行效率低40%?50%，調(diào)壓器調(diào)壓冒火花不安全，不防風(fēng)防雨等實(shí)際問題。將原來室內(nèi)600多公斤重需要專用設(shè)備搬運(yùn)的防蝕儀，設(shè)計(jì)成一個90多公斤戶外型，不需要專門配電房的防蝕儀，重量輕、初期投資費(fèi)用少、安裝方法簡單、性能可靠、高效運(yùn)行達(dá)85%以上節(jié)能、供電方法獨(dú)特。
[0017]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的供電工作原理圖；
圖2是脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)外接電源調(diào)節(jié)輸出電壓接線圖；
圖3是PWM控制電路與切換電路組成的功率變換電路的電路原理圖；
圖4是AC輸入整流濾波電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1:
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種油水井套管防蝕儀脈寬調(diào)制直流供電系統(tǒng)，包括電磁濾波回路、突入電流控制電路、整流/PFC回路一、切換電路、變壓器、整流/PFC