專利名稱：用于隨鉆儀器的后備電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于鉆井設(shè)備的電源裝置，具體涉及一種隨鉆測(cè)量或隨鉆測(cè) 井儀器停泵工作時(shí)的后備電源電路。
背景技術(shù)：
目前，在設(shè)計(jì)有發(fā)電機(jī)的隨鉆測(cè)量或隨鉆測(cè)井儀器中，通過(guò)泥漿推動(dòng)儀器發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，給儀器供電。這種儀器，省去了大量的高溫鋰電池，既減少 了對(duì)環(huán)境的污染，更避免了由于電池使用失誤而造成的爆炸傷害事故。定向鉆井是一項(xiàng)非常復(fù)雜的野外施工作業(yè)，具有投入高風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，因此需要 有隨鉆測(cè)量或隨鉆測(cè)井儀器跟鉆具一起下到井下，實(shí)現(xiàn)邊鉆進(jìn)邊測(cè)量的目的。隨鉆測(cè)量數(shù) 據(jù)可以隨時(shí)指導(dǎo)井口作業(yè)，調(diào)整施工方案，以減少脫靶與鉆具損毀等風(fēng)險(xiǎn)，另一方面也提高 了施工時(shí)效。在添加鉆桿等其它一些鉆井施工操作過(guò)程中，常常需要中途停止井眼泥漿的流 動(dòng)。此時(shí)，儀器發(fā)電機(jī)沒(méi)有電源輸出，儀器的某些數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。這對(duì)隨鉆測(cè)量/隨鉆測(cè)井 施工本身是非常不利的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種用于隨鉆儀器的后備電源電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路可靠、實(shí)用性 強(qiáng)，保證隨鉆儀器完整存儲(chǔ)測(cè)量和控制數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種用于隨鉆儀器的后備電源電 路，其特征是，該電路包含穩(wěn)壓電路、觸發(fā)電路、開(kāi)關(guān)電路和控制電路；上述穩(wěn)壓電路的輸入端連接電源和觸發(fā)電路，該穩(wěn)壓電路的輸出端分別與上述開(kāi) 關(guān)電路和控制電路連接；上述控制電路與開(kāi)關(guān)電路連接成回路；上述的觸發(fā)電路的輸出端與控制電路連接。上述穩(wěn)壓電路與開(kāi)關(guān)電路之間還連接有大容量后備電容。上述控制電路與開(kāi)關(guān)電路之間的回路中還連接有后備電池；該后備電池設(shè)置在控 制電路的輸入端。正常工作時(shí)，穩(wěn)壓電路輸出電源至開(kāi)關(guān)電路和控制電路，觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路，使控制電 路與電源之間導(dǎo)通，控制電路處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)工作不正常，電源輸出降低時(shí)，觸發(fā)電路發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，使控制電路及時(shí)保 存工作數(shù)據(jù)；工作數(shù)據(jù)保存完畢后，控制電路輸出信號(hào)使開(kāi)關(guān)電路切換導(dǎo)通的電路，讓控制 電路進(jìn)入省電空轉(zhuǎn)狀態(tài)。本實(shí)用新型用于隨鉆儀器的后備電源電路，同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用 新型設(shè)有后備電池，可在有限時(shí)間內(nèi)對(duì)隨鉆儀器供電，保證隨鉆儀器將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或控制參 數(shù)完整保存，不會(huì)因?yàn)橥蝗粩嚯姸鴣G失數(shù)據(jù)；[0015]本實(shí)用新型后備電源電路的觸發(fā)電路探測(cè)到電源電壓下降的速度比控制電路輸 入端處電源電壓的下降速度快得多，可在早期及時(shí)檢測(cè)到停泵事件的發(fā)生，觸發(fā)控制電路 進(jìn)行數(shù)據(jù)保存；本實(shí)用新型的后備電源電路元器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且實(shí)用性強(qiáng)。
圖1為本實(shí)用新型用于隨鉆儀器的后備電源電路的電路圖；圖2為本實(shí)用新型用于隨鉆儀器的后備電源電路的開(kāi)關(guān)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)用新型說(shuō)明了一種用于隨鉆儀器的后備電源電路。該后備電源 電路包含穩(wěn)壓電路1、觸發(fā)電路2、開(kāi)關(guān)電路3和控制電路4。 穩(wěn)壓電路1的輸入端電路連接電源RAW-DC，該電源RAW-DC為隨鉆儀器的發(fā)電機(jī)輸 出經(jīng)過(guò)前端整流穩(wěn)壓處理后的電源。穩(wěn)壓電路1的輸入端還連接觸發(fā)電路2。該觸發(fā)電路2包含阻值為30K歐姆的串 聯(lián)電阻Rl和施密特反相器Ul，在電阻Rl和施密特反相器Ul之間還并聯(lián)有容值為0. 1微法 的電容Cl和標(biāo)稱值為3. 3V的穩(wěn)壓管Zl。該電容Cl和穩(wěn)壓管Zl的另一端接地。施密特反 相器Ul的輸出端連接控制電路4，向控制電路4發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。穩(wěn)壓電路1的輸出端依次串聯(lián)連接二極管Dl和二極管D2，二極管Dl和二極管D2 的型號(hào)為IN4007。二極管D2的負(fù)極連接控制電路4的電源端F-PWR。二極管Dl的負(fù)極還 連接阻值為5. 1歐姆的電阻R2，電阻R2的另一端連接大容量后備電容BC，大容量后備電容 BC由5個(gè)6800微法的電容并聯(lián)組成，總?cè)萘繛?4000微法，該大容量后備電容BC的另一端 接地。大容量后備電容BC在鉆井泥漿泵停泵時(shí)刻給控制電路4提供短暫的電源?？刂齐娐?的電源端F-PWR還串接有二極管D3和后備電池BB，后備電池BB為輸 出電壓為3. 6伏的高溫鋰電池，該后備電池BB的負(fù)極接地，后備電池BB用于在不能夠使用 大容量后備電容BC的場(chǎng)合，在停泵時(shí)刻給控制電路4供電。開(kāi)關(guān)電路3 U2，是型號(hào)為IRF5852的場(chǎng)效應(yīng)MOS管，有六個(gè)引腳G1、D1、S1、S2、G2 和D2。其內(nèi)部電路如圖2所示，Gl為Dl和Sl的控制端，Gl為高電平時(shí)Dl和Sl導(dǎo)通。G2 為D2和S2的控制端，G2為高電平時(shí)D2和S2之間導(dǎo)通。如圖1所示，U2的引腳Gl連接到電阻R2與電容BC之間，引腳S2連接后備電池 BB的負(fù)極，引腳G2連接控制電路4的后備電池BB控制端BB-CTRL，引腳D2連接控制電路 4的地端Sl連接后備電池BB的負(fù)極，管腳Dl連接控制電路4的地端F-GND。本實(shí)用新型用于隨鉆儀器的后備電源電路的運(yùn)作流程如下當(dāng)鉆井泥漿正常流動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)前端整流穩(wěn)壓后，輸出的電源RAW-DC在 16^40伏之間。電源RAW-DC輸?shù)椒€(wěn)壓電路1，該穩(wěn)壓電路1輸出一個(gè)+5V的直流電源，+5V 的直流電源經(jīng)過(guò)二極管Dl后降為4. 4伏左右，并分為兩路。一路通過(guò)二極管D2后再降至 大約3. 8伏，加載在控制電路4的電源端F-PWR。另一路通過(guò)電阻R2，給大容量后備電容BC 充電。當(dāng)大容量后備電容BC的正極端達(dá)到一定幅值后，即觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路3的Gl引腳，Dl和Sl之間導(dǎo)通，使控制電路4的地端F-GND與電源地接通，控制電路正常工作。同時(shí)，由于 RAW-DC為高電平，觸發(fā)電路2的施密特反相器Ul的輸出為低電平門(mén)。而后備電池BB由于 二極管D2和二極管D3的作用下，當(dāng)發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)其輸出被阻斷，無(wú)電能輸出。在泥漿泵停止工作的情況下，電源RAW-DC的輸出逐漸降低。當(dāng)電阻Rl和穩(wěn)壓管 Zl之間的電壓低于施密特反相器Ul的低電平門(mén)限值，施密特反相器Ul的輸出即跳為高電 平，觸發(fā)控制電路4立刻保存工程作業(yè)時(shí)的儀器參數(shù)和測(cè)量結(jié)果。其中，施密特反相器Ul 負(fù)向觸發(fā)的低電平門(mén)限值跟其電源的幅度有直接關(guān)系，在停泵過(guò)程中隨電源電壓F_PWR變 化，數(shù)值=F_PWR*0.67+0. 7 (伏)。由于施密特反相器Ul輸入處的電源RAW-DC電壓的下降 速度要比控制電路4電源端F-PWR的下降速度快很多，所以可以在電源RAW-DC電壓下降的 早期及時(shí)向控制電路4發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)控制電路4保存數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)能完整保存。當(dāng)發(fā)電機(jī)不工作時(shí)，后備電源輸出2. 7伏左右的電壓和10毫安的工作電流，維持 系統(tǒng)正常工作，在檢測(cè)到停泵發(fā)電機(jī)不工作后，控制電路4有兩秒的時(shí)間完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的 存儲(chǔ)保護(hù)工作。在隨鉆儀器不需要長(zhǎng)時(shí)間維持電源的情況下，控制電路4在保存完數(shù)據(jù)信息后， 將BB-CTRL端設(shè)為高，接通開(kāi)關(guān)電路3下U2的G2開(kāi)關(guān)，S2和D2之間導(dǎo)通，給控制電路供 電。微控制器在將硬件電路切換到省電模式后，自己即進(jìn)入休眠狀態(tài)。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上 述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于 本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附 的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求1.一種用于隨鉆儀器的后備電源電路，其特征在于，該電路包含穩(wěn)壓電路(1)、觸發(fā)電 路(2)、開(kāi)關(guān)電路(3)和控制電路(4)；所述的穩(wěn)壓電路(1)的輸入端連接電源RAW-DC和觸發(fā)電路(2)，該穩(wěn)壓電路(1)的輸 出端分別與所述開(kāi)關(guān)電路(3)和控制電路(4)連接；所述的控制電路(4)與所述的開(kāi)關(guān)電路(3)連接成回路； 所述觸發(fā)電路(2)的輸出端與所述控制電路(4)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于隨鉆儀器的后備電源電路，其特征在于，所述的穩(wěn)壓電路 (1)與開(kāi)關(guān)電路(3)之間還連接有大容量后備電容。
3.如權(quán)利要求1所述的用于隨鉆儀器的后備電源電路，其特征在于，所述的控制電路 (4)與所述的開(kāi)關(guān)電路(3)之間的回路中還連接有后備電池；所述的后備電池設(shè)置在所述 控制電路(4)的輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于隨鉆儀器的后備電源電路，該電路包含穩(wěn)壓電路、觸發(fā)電路、開(kāi)關(guān)電路和控制電路；穩(wěn)壓電路的輸入端連接電源和觸發(fā)電路，該穩(wěn)壓電路的輸出端分別與開(kāi)關(guān)電路和控制電路連接；控制電路與開(kāi)關(guān)電路連接成回路；觸發(fā)電路的輸出端與控制電路路連接。本實(shí)用新型可在有限時(shí)間內(nèi)對(duì)隨鉆儀器供電，保證隨鉆儀器將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或控制參數(shù)完整保存，不會(huì)因?yàn)橥蝗粩嚯姸鴣G失數(shù)據(jù)；本后備電源電路元器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02J9/00GK201918787SQ201020625819
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者吳大囡, 畢東杰, 王敏 申請(qǐng)人:上海神開(kāi)石油化工裝備股份有限公司, 上海神開(kāi)石油科技有限公司, 上海神開(kāi)石油設(shè)備有限公司