Az MWD (Measurement While Drilling) rendszer energiagazdálkodási modulja egy dedikált tápegység, amelyet extrém fúrási környezetekhez terveztek. Alapvető küldetése az érzékelők, áramkörök és adatátviteli rendszerek folyamatos és stabil energiaellátása magas hőmérséklet, nagy nyomás és erős vibráció melletti fúrási körülmények között.
1. Főbb műszaki jellemzők
Magas hőmérséklet és nagy nyomásállóság:Speciális alkatrészeket és csomagolási eljárásokat alkalmaznak a stabil működés biztosítása érdekében 175 fok feletti hőmérsékleten és 100 MPa-t meghaladó nyomáson.
Több{0}}energiával való kompatibilitás:Általában kompatibilis a turbinagenerátorokkal, lítium akkumulátorokkal vagy fúrólyukú termoelektromos generátorokkal, és a fúrási körülményeknek megfelelően automatikusan válthat áramforrást.
Intelligens energiafogyasztás-menedzsment:A dinamikus frekvenciamodulációt és a zónás tápellátási stratégiákat alkalmazzák a különböző módok közötti váltáshoz, mint például az adatgyűjtés, az átvitel és a nyugalmi állapot, ami 30–50%-kal csökkenti a rendszer átlagos energiafogyasztását.
Biztonsági redundancia tervezés:Túlfeszültség/túláram védelemmel és rövidzár{0}}leválasztó funkciókkal van felszerelve. Egyes csúcskategóriás-modulok kettős-teljesítmény-redundancia architektúrát alkalmaznak, hogy 1000 óránál tovább biztosítsák a folyamatos működést.
2. Technikai kihívások és fejlődés
A jelenlegi K+F fókusz az energiasűrűség és az intelligenciaszint javításán van. Például szilícium-karbid (SiC) eszközöket használnak az átalakítási veszteségek csökkentésére, vagy mesterséges intelligencia-algoritmusokat vezetnek be a munkakörülmények előrejelzésére az energiaellátási stratégiák optimalizálása érdekében. A jövőbeli fejlesztési irányzat a vezeték nélküli töltéssel, az energiagyűjtéssel és más technológiákkal való integrációra fog összpontosítani, hogy tovább javítsa az MWD rendszer hosszú távú működési hatását- és megbízhatóságát.
3. A 200 fokot elviselni képes modul elemzése
Az LH250011 MWD energiagazdálkodási modult a Zhiteng Microelectronics önállóan fejlesztette ki, és az MCM (Multi{1}}Chip Module) technológiával gyártották. Másodlagos tápegységként szolgál az MWD műszerek számára, átalakítva az akkumulátorokból vagy generátorokból származó egyenirányított és stabilizált feszültséget a gyorsulásmérők és az adatgyűjtési fő vezérlőáramkörök táplálásához szükséges feszültséggé, és kettős-elemes tápegység kapcsoló funkcióval van felszerelve. A modul stabilan működhet -40 fok ~ +200 fokos környezetben, kis mérettel, magas integrációval, nagy megbízhatósággal és jó rezgésállósággal.
Működési elv
Az LH250011 sorozatú hibrid integrált áramkörű DC/DC kapcsolóüzemű tápegység nagy-frekvenciás konverziós módot alkalmaz, amely az egyenáramot nagy-frekvenciás teljesítménylé alakítja, majd a nagy-frekvenciás teljesítményt egy egyenirányító áramkörön keresztül egyenáramú kimenetté alakítja. A nagy-frekvenciás konverziós áramkör eléri a nagy konverziós hatékonyság, a kis méret és a könnyű súly céljait.
Legfontosabb specifikációk
Üzemi hőmérséklet (Case Temperature): -40 fok ~ +200 fok
Bemeneti feszültség: 24~72V
Kimeneti feszültség: +1.85V, +5.2V, ±13 V
Kimeneti hullámzás és zaj: Max{0}}mV
Kimeneti teljesítmény: 10 W (a névleges teljesítmény 50%-a akkor érkezik, ha a ház hőmérséklete 200 fok)
Bár ez a modul közvetlenül nem vesz részt a mérésben, a „szív” biztosítja a teljes MWD rendszer megbízható működését több ezer méter mélyen a föld alatt. Technológiai fejlődése közvetlenül meghatározza az MWD szerszámok állóképességét és munkakörülményekhez való alkalmazkodóképességét.