本文選題：油田鉆井 + 電能無線傳輸��； 參考：《山東大學》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國社會與經(jīng)濟不斷發(fā)展,國家對能源的需求量越來越大,油田開采越來越困難,旋轉(zhuǎn)導向鉆井與垂鉆測井是近年來發(fā)展起來的測井技術,與之相關的測井儀器中,旋轉(zhuǎn)件與非旋轉(zhuǎn)件之間的電能傳輸是目前難以解決的難題。本論文主要針對油田鉆井中采用有線方式供電時的一些問題,設計了一種油田井下無線供電的方法,可以解決采用滑環(huán)等有線方式向井下用電設備供電時因磨損需要經(jīng)常更換的問題,不僅降低了成本,而且提高了工作效率。首先介紹了電磁模型的常用數(shù)值計算方法,如有限差分法、矩量法、時域有限差分法、有限元法,并分析了各種方法的優(yōu)缺點,重點介紹了有限元法的建模過程求解方法。其次對非接觸變壓器的原理和基本等效電路進行了分析,并且為了提高非接觸式變壓器的傳輸效率和輸出功率,詳細地分析了各種電路補償方法的實現(xiàn)方案,對于非接觸變壓器的實際應用具有重要的指導意義。最后提出了油田井下采用無線功率傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法,并對整個系統(tǒng)的關鍵部分非接觸變壓器進行了優(yōu)化和設計,分析了變壓器兩線圈的間距、工作頻率、負載的阻抗、鉆鋌材料對傳輸效率和輸出功率的影響,提出了利用鐵氧體材料降低鉆鋌渦流損耗的方案,實現(xiàn)了變壓器初級和次級串聯(lián)諧振補償模型。結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)不僅大大降低了渦流損耗,而且獲得了較大的傳輸效率和功率。以上工作和結(jié)論對于井下無線功率傳輸系統(tǒng)的設計和應用具有重要的指導意義。
[Abstract]:With the development of our country's society and economy, the demand for energy is increasing, and the exploitation of oil fields is becoming more and more difficult. Rotary steering drilling and vertical drilling logging are the logging techniques developed in recent years, which are related to the logging tools. It is difficult to solve the problem of electric energy transmission between rotating parts and non-rotating parts. In this paper, a wireless power supply method is designed to solve the problems of using wired power supply in oil drilling. It can solve the problem that the power supply of underground electric equipment needs to be replaced frequently because of wear and tear, which not only reduces the cost, but also improves the working efficiency. Firstly, the common numerical calculation methods of electromagnetic model, such as finite difference method, moment method, finite difference time domain method and finite element method, are introduced. The advantages and disadvantages of these methods are analyzed, and the method of solving the modeling process of finite element method is emphasized. Secondly, the principle and basic equivalent circuit of non-contact transformer are analyzed, and in order to improve the transmission efficiency and output power of non-contact transformer, the realization scheme of various circuit compensation methods is analyzed in detail. It has important guiding significance for the practical application of non-contact transformer. Finally, the realization method of wireless power transmission is put forward, and the key part of the whole system is optimized and designed. The distance between the two coils, the working frequency and the impedance of the load are analyzed. The effect of drill collar material on transmission efficiency and output power is discussed. A scheme of using ferrite material to reduce the eddy current loss of drill collar is proposed, and the primary and secondary series resonance compensation models of transformer are realized. The results show that the structure not only greatly reduces the eddy current loss, but also obtains higher transmission efficiency and power. The above work and conclusions have important guiding significance for the design and application of underground wireless power transmission system.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE927

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本文編號：2086938